专利名称：远方电能计量计费系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能计量计费系统，尤其是采用建立移动通信电力虚拟专网(VPN)隧道技术形成的供用电数据通信网的远方电能计量计费系统。
背景技术：
目前，一个地级市电力企业的供电用户平均超过100000户，对用电计费的电能表超过150000万只，抄收电表目前采用人工每月进行现场抄收，即使少数地区采用抄表器，也是为防止人为差错而改变记录方式的现场抄收，难以避免的在用户端产生抄收环节工作量大，抄表周期长，人为误差大，供电可靠性差，电费收缴难的种种弊端。而在供电端又形成人员严重不足，不了解广大用户和供电网络的供用电状况，供电质量和线路安全情况，造成电量流失严重，电能质量差，电费收缴难，供电秩序难以保障，电力服务差等情况。这种人工抄表方式已经不适应电力营销信息化的管理要求，难以解决社会发展和人民生活不断增长的用电需求矛盾。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种采用建立移动通信电力虚拟专网(VPN)隧道技术形成的供用电数据通信网的电能计量计费系统。该系统采用VPN技术，将电力专网的数据加密封装，透过虚拟的公网隧道进行数据传输，与电力内部专网一样可以防止数据被窃取，具-有很高的安全性和可靠性。同时，可实现用电数据实时准确的采集、存储、传输，现场设备和管理端数据的实时交互，供售端同时抄表，监测用电异常和防窃电等功能，并可为电力需求侧管理提供基础数据，提高电力服务水平。此外，还具有投资少、数据量大，运行费用低、免维护等明显优势。
为实现上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下
一种远方电能计量计费系统，包括终端设备层、数据通信层和监控管理层，其特征在于所述数据通信层为基于移动通信虚拟专网VPN隧道技术的移动通信网，处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的移动通信网络将数据发送到监控管理层的系统前置机，前置机将数据存储到系统前台数据库中，由系统数据传输中间件将前置机抄收的数据处理过滤后转存到系统后台数据库中供本系统后台其他子系统使用。
所述移动通信网为基于GPRS或CDMA等无线网络通信技术的移动通信网。
所述终端设备层的数据采集终端群是用于对各种公变、专变以及变电站等相关计量电能表数据进行抄收检测。
处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的GPRS或CDMA等移动通信网络传输到监控管理层的系统数据中心，供本系统的其他子系统使用。其中监控管理层中数据中心的前置机完成数据采集以及终端交互功能，通信管理工作站完成配合终端与前置机的通信调度以及实时网络监控功能，数据服务器负责数据的存储服务，应用服务器完成对采集数据实时处理以及过虑等功能，维护工作站完成对整个数据中心网络以及相关系统维护的功能。
所述监控管理层还包括运行数据整合中间件，用于完成本系统与其他系统的整合，以提高系统兼容性的整合服务器。
本系统台帐、线损、用电异常分析、系统维护等客户端子系统部署在电业局以及供电局相关用户计算机上，通过电业局内部局域网访问数据中心的相关数据，以实现其相关功能。
上述电能计量计费系统，采用VPN技术与网络防火墙、入侵检测和防病毒技术相结合，使系统与Internet协议族的外网之间形成单向非物理连接的安全隔离，建立以主动防御为特征的多层纵深安全防护，有效的杜绝非法用户借助公网对系统和数据进行攻击、篡改、泄密和遗失，确保了系统的数据安全性、设备安全性和网络安全性。
同时，电力VPN虚拟专网与建设常规电力通信网相比，实现了用电数据实时准确的采集、存储、传输，现场设备和管理端数据的实时交互，供售端同时抄表，监测用电异常和防窃电等功能，有利于整顿电力市场秩序，避免国有资产流失，提高电力快速响应能力，解决人工抄表的种种弊端，并可为电力需求侧管理提供基础数据，提高电力服务水平。
本系统利用现有的GPRS、CDMA等移动通信网络建立电力虚拟专网，可以大大减少系统的成本。此外，本系统还具有覆盖广、数据量大，可靠性高、运行费用低、免维护(由移动或联通公司维护)等明显优势。
附图及图面说明
图1是本实用新型的系统结构示意图。
图2是本实用新型的系统拓扑结构图。
图3是本实用新型的数据采集功能单元流程图。
图4是本实用新型的数据处理功能单元流程图。
图5是本实用新型的设备台帐管理功能单元流程图。
图6是本实用新型的线损管理与控制功能单元流程图。
图7是本实用新型的用电异常分析功能单元流程图。
图8是本实用新型的系统维护功能单元流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括终端设备层、数据通信层和监控管理层，其特征在于所述数据通信层为基于移动通信虚拟专网VPN隧道技术的移动通信网，处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的移动通信网络将数据发送到监控管理层的系统前置机，前置机将数据存储到系统前台数据库中，由系统数据传输中间件将前置机抄收的数据处理过滤后转存到系统后台数据库中供本系统后台其他子系统使用。
所述移动通信网为基于GPRS或CDMA等无线网络通信技术的移动通信网。
所述终端设备层的数据采集终端群是用于对各种公变、专变以及变电站等相关计量电能表数据进行抄收检测。
处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的GPRS或CDMA等移动通信网络传输到监控管理层的系统数据中心，供本系统的其他子系统使用。其中监控管理层中数据中心的前置机完成数据采集以及终端交互功能，通信管理工作站完成配合终端与前置机的通信调度以及实时网络监控功能，数据服务器负责数据的存储服务，应用服务器完成对采集数据实时处理以及过虑等功能，维护工作站完成对整个数据中心网络以及相关系统维护的功能。
所述监控管理层还包括运行数据整合中间件，用于完成本系统与其他系统的整合，以提高系统兼容性的整合服务器。
本系统台帐、线损、用电异常分析、系统维护等客户端子系统部署在电业局以及供电局相关用户计算机上，通过电业局内部局域网访问数据中心的相关数据，以实现其相关功能。
本系统主要功能有数据采集、数据处理、设备台帐管理、线损管理与控制、用电异常分析及系统维护。
其中，数据采集功能单元包括1.实时数据采集包括用电数据采集和配网运行状态信息采集。实时采集用电数据，可避免人工抄收数据时的时差及误差，并可节约大量的人力资源；配网运行状态信息采集是用来采集配网运行状态、通讯状态、故障状态等工况信息。2.其他数据采集本系统从保护现有资源出发，将与负荷管理系统、电量计费系统、各供电局调度自动化系统、配网自动化系统、用电营销自动化系统等进行接口，抽取线损，计算分析所需数据。终端上电后自动连接主站进行对时，终端定期抄收电表数据并存储在终端内，前置机定时向终端发送抄收数据命令采集这些数据，并存储在前台数据库中供数据处理程序整理过虑。
数据处理功能单元包括1.实时数据监测以图形、表格等多种形式显示实测采集结果。2.实时数据分析系统实时分析缺相、断流、窃电等报警信息，以声、光、电以及短信等方式报警。程序启动后配置好前台数据库和后台数据库连接的参数，程序定时将前台抄收的数据分析处理到后台数据库中供系统其他程序使用，其中分析处理主要包括对用电量的计算、异常数据的分析等等。
设备台帐管理功能单元包括1.台帐信息管理基于图形管理线路、变压器、电表、电流互感器、电压互感器、监测终端等设备的台帐信息(包括客户的基本档案信息)管理。2.运行信息管理管理线路、变压器、电表、电流互感器、电压互感器、监测终端等设备的运行状态信息。本台帐管理程序按照图库一体化方式开发，用户在绘制图形的过程中直接将数据录入到图形中，经过数据检错后将数据导入系统后台数据库中供后台使用。
线损管理与控制功能单元包括1.理论线损根据用户的不同选择，计算、统计出不同配网线路的理论线损。2.统计线损根据用户的不同选择，计算并统计出不同配网线路等的实测线损。用户选择需要统计的线路电表范围后，系统自动判断用户选择的合理性，若选择合理用户确定需要计算的时间范围，查询数据库得到相应时间范围内的电表相关数据，计算出该时间段内的线损值并生成计算结果输出计算结果报表。
用电异常分析功能单元，系统通过分析比较各种采集数据，并结合数据处理中的实时数据分析功能确定用户用电情况是否异常。本系统用电异常分为实时和数据分析两部分。实时报警数据由终端检测到缺相、断流等等用电异常情况生成报警信息并主动上报到系统前置机，系统前置机经过简单的数据效验处理后将这些报警信息以声、光、电或短信方式的形式产生报警处理，最后将这些报警信息存入数据库中供用户查询；数据分析部分由用电异常子系统通过对比分析历史日、周、月、年等数据分析出用电异常的电表。
系统维护功能单元包括1.系统权限管理根据用户使用系统的不同级别，设定相应的权限，从而确保系统在使用管理上的安全。2.系统参数管理设置系统全局参数，确保系统可靠运行。本系统超级管理员分供电局级和电业局级管理员两级，首先用户正确通过系统验证，确认是哪一级管理员，然后根据不同管理员角色对各自的管理内容进行管理。
权利要求1.一种远方电能计量计费系统，包括终端设备层、数据通信层和监控管理层，其特征在于所述数据通信层为基于移动通信虚拟专网VPN隧道技术的移动通信网，处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的移动通信网络将数据发送到监控管理层的系统前置机，前置机将数据存储到系统前台数据库中，由系统数据传输中间件将前置机抄收的数据处理过滤后转存到系统后台数据库中供本系统后台其他子系统使用。
2.如权利要求1所述的远方电能计量计费系统，其特征在于所述移动通信网为基于GPRS或CDMA无线网络通信技术的移动通信网。
3.如权利要求1所述的远方电能计量计费系统，其特征在于所述前置机用于完成数据采集以及终端交互，所述监控管理层还包括完成配合终端与前置机的通信调度以及实时网络监控功能的通信管理工作站；负责数据存储服务的数据服务器；完成对采集数据实时处理以及过滤功能的应用服务器和完成对整个数据中心网络以及相关系统维护功能的维护工作站。
4.如权利要求3所述的远方电能计量计费系统，其特征在于所述监控管理层还包括运行数据整合中间件，用于完成本系统与其他系统的整合，以提高系统兼容性的整合服务器。
专利摘要本实用新型公开了一种远方电能计量计费系统，包括终端设备层、数据通信层和监控管理层，所述数据通信层为基于移动通信虚拟专网VPN隧道技术的移动通信网，处于终端设备层的数据采集终端群采集电表数据，通过数据通信层的移动通信网络将数据发送到监控管理层的系统前置机，前置机将数据存储到系统前台数据库中，由系统数据传输中间件将前置机抄收的数据处理过滤后转存到系统后台数据库中供本系统后台其他子系统使用。本实用新型可实现用电数据实时准确的采集、存储、传输，现场设备和管理端数据的实时交互，监测用电异常和防窃电等功能。此外，还具有投资少、数据量大，运行费用低、免维护等明显优势。
文档编号G08C17/02GK2771869SQ200520033419
公开日2006年4月12日 申请日期2005年3月10日 优先权日2005年3月10日
发明者周波 申请人:成都华立达电力信息系统有限公司