云计算在电能信息采集物联网的应用研究

冀晓诚

摘要：随着电力企业自动化水平的进一步加强，电能信息采集物联网的推广建设工作得到了全面的发展。在终端数量大幅度增加，精细化管理进一步加强后，系统逐渐出现一些问题，本文就云计算与电能信息采集物联网两者结合应用进行了研究，希望对系统的建设与发展有所助益，能够使得云计算技术更好的服务于电力企业。

关键词：云计算;虚拟化;电能信息采集;物联网;线损

引言

目前情况下，电能采集的应用频率比较高，这使得技术人员也可以实现收集电能信息的需求，同时还可以对电能的使用状况进行有效的监控，得到现场企业用能的精确数据，如何使电能信息得到得更及时、更准确，使采集物联网更好地发展，是电力企业不断研究的课题。而云计算等技术的应用，可以在这个过程中发挥重要的作用，将云计算运用在电能信息采集物联网技术当中将能够有效提高电力企业的运营效率，推动电能信息采集互联网更良性的发展。

1电能信息采集物联网

1.1电能信息采集系统

物联网就是在互联网的基础上实现物物相连的网络体系，电力企业物联网的建设时间较为长久，电能信息采集系统中大量地应用了传感器技术，这为电能信息采集物联网的发展和创新提供了良好的基础。随着信息化时代的到来，以及用电企业数量的激增，传统手工模式的抄表模式已经不能满足电力企业抄表、电费结算、线损分析、用电检查等工作的要求。电能表数量多，劳动强度大，工作效率低，解决抄核收过程中人工抄表不准确，不能及时快速准确发现现场用电异常，出现失压断相或表计损毁时不能准确追补电量，抄表时间不同时不能准确计算线损，随着电力应用范围的扩大，一定程度加大了用电管理难度，当出现管理漏洞时，将出现窃电行为。企业或居民实施窃电时缺少信息化监察的手段，人工抄表导致个别电力企业人员利用电能损公肥私的犯罪行为，这些问题逐渐成为电力企业实际工作中需要解决的实际问题。电力企业在过去近二三十年的时间内，根据当时企业的情况及发展需要，建立了针对不同类型用户的电能采集系统。为适应电力市场化运作和营销现代化建设的要求，需要全面建设电能信息采集系统，提升精益化和标准化管理水平，满足电力企业各层面、各专业对用电信息的迫切需求。为使信息化系统有效良性地应用，国家电网公司、南方电网公司等电力企业纷纷出台相关的规划和标准。

1.2系统结构

电能信息采集系统可以划分为系统主站、终端采集设施以及通信通道三个部分。采集层：在采集系统中处于社会的各个角落，属于电能信息采集物联网的前段，收集数据，感知信息，由智能电表、采集器、采集终端等设备组成。通信层：终端采用无线公网、专线、调度数据网等网络通信与主站通信。主站层：电能信息采集物联网的核心，由服务器及软件应用系统组成，软件应用主要实现数据采集、运维管理、数据管理、业务应用、系统管理等业务功能。

1.3系统主要功能

数据采集：以各种通信方式接入各种类型终端，按照规定的通信协议解析数据，并对数据进行处理。电量统计：按各种主题对售电量及发电量进行分析，包括与同期比较增长量、增长率分析、电量同比、环比分析、电量时段分析、电量排名等功能。预付费管理：实施预付费管理，主要形式为插卡式预付费、网络式预付费和电费结算计费三种。用电监测，主要体现在客户用电安全及企业窃电分析功能，主要是根据采集到的客户数据，进行加工分析，发现客户不正常用电的行为。线损统计：范围包括母线不平衡、变压器损耗、分区、分压、分线、分台区等，主要统计各地区下属供电分局等区域管理单位，各电压等级分析对象，各级变电站主变、母线、联络线、10kV配电线路等电网统计对象，实现多维度、多层次的线损分析，为降损工作提供依据。

2云计算在电能信息采集物联网的应用

2.1通信采集业务的支持

电能信息采集物联网采集的对象包括电厂、变电站、专变企业、居民，现场传感器、智能电表等终端设备，在国家的各个角度安装部署，采集的数据规模之大前所未有。目前系统需要与高达数十万终端进行通信，采集数据;系统要实时在线给现场电能表下发跳闸、充值指令。这些都要求通信子系统健壮、稳定、可靠，云计算的虚拟化技术灵活可扩展，可以帮助电能信息采集系统实现。采集服务集群可以通过虚拟化硬件设备，方便快捷地扩展通信服务器的资源，单机设备出现问题后，可以动态可扩展。从软件方面，云计算技术为通信采集软件更好地协同提供了有效的数据支持。在面对大量终端设备与主站通信时，传统的通信采集系统需要花费较大的精力研究软件与终端设备的负载通信平衡，云计算技术可以将采集任务做并行化处理，把计算任务分配到多个不同的工作节点完成，实现系统性能的有效提升，有效地帮助研发人员解决通信阻塞、负载均衡的问题。

2.2海量数据计算服务的支持

电能信息采集系统已经在全国各省级电力公司以集中式部署的方式建设应用，即在省电力公司建设，采集对象面向全省范围内的变电站、专变企业及居民台区，每个省级主站处理千万块电能表数据，这些数据包括电表读数、电压电流、功率因数、失压断相等数据。电能信息采集系统除了要处理海量数据外，还要及时处理并且稳定运行，在传统的电能信息采集系统中，开发人员要花费非常大的精力处理，云计算技术出现以后，这些处理就变得异常简单，云计算在大数据应用领域广泛采用分布式并行计算技术，主要包括Hadhoop、Spark和Storm。Hadhoop、Spark主要用于离线大数据的并行处理;Storm主要针对在线实时大数据处理的并行计算系统。

3智能电能表采集系统的运行维护

3.1建立完善的信息管理系统

电力企业结合智能电能表基本的运行特征和用户情况，可以建立良性的信息管理系统，明确完整的信息管理制度。在作业、故障处理或是程序检测等多个环节上，促使各级单位可以对信息进行共享交流，确保智能电能表维护的如期进行。

3.2提高管理人员的素质

在电网运行过程中，智能电能表采集系统需涉及多项前沿的技术，这就增加了智能电能表采集系统的维护难度，同时也不易对故障进行处理。因此，企业需组织运维管理人员参加专业培训，学习电力行业和操作相关的知识，提升管理人员自身的业务素养和工作水平。

結语

综上所述，在电能信息物联网深入应用的过程中，需要深入学习、分析并应用云计算技术，就云计算技术来讲，它是一项新兴技术，这就使得其在电能信息物联网应用时有一个适应过程。就目前智能电网建设来说，其发展离不开新技术应用，只有将云计算技术与电能信息采集物联网技术相互结合起来，才能有效提高电能信息采集工作的效率，使电能信息采集系统信息化得到更好的应用。

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