本发明涉及电能计量技术领域，具体地指一种电能计量系统应用融合架构及融合方法。
背景技术：
电能计量在电力生产中的地位非常重要，准确、可靠的电能计量数据和高效的电能计量系统是考核电力生产经济性指标和用电客户用电正确计量的关键依据。其中电能计量系统是电量采集、统计、分析、结算及应用，进一步实现厂站计量设备的监测、对外展示电能数据及KPI指标等功能的保障。随着电力体制改革的深化，对电力企业电能业务的范围和要求也在不断提高，传统的电能计量主站系统面对这些挑战的压力也越来越大。为充分保证电能计量业务的连续性、数据的可靠性以及应对新时期的发展挑战，各相关电力企业在计量灾备系统的建设方面都给予了很高的重视，并加大了相应投入。
然而，目前主要的计量灾备系统为独立建设，在业务应用方面与计量主系统相对独立，无法从根本上解决单套计量系统所面临的问题。并且在现有背景下，建设的计量灾备系统，多数情况下备而不用，投资浪费，资产闲置。如何发挥两套电能计量系统的优势，弥补和改善单套计量系统的不足，实现“1+1＞2”的应用价值，是电能计量系统建设单位需要解决的问题。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电能计量系统应用融合架构及融合方法，能够有效地将电能计量主站和计量灾备系统应用进行融合，充分发挥两套系统资源共享，数据互补的优势，实现电能计量数据的对比校核、对外发布最优计量数据和考核指标，完善系统运行过程中的告警机制，减少系统维护的工作量。
为达到上述目的，本发明提出一种电能计量系统应用融合架构，其特殊之处在于，包括电能计量主系统、电能计量灾备系统和融合平台，其中，
所述电能计量主系统：用于将采集的主系统计量数据、处理后的主计量数据和告警信息传输至融合平台，并执行从融合平台接收的运维指令；
所述电能计量灾备系统：用于将采集的灾备系统计量数据、处理后的灾备计量数据和告警信息传输至融合平台，并执行从融合平台接收的运维指令；
所述融合平台：用于对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行比对校核、智能判别，过滤不良数据，存储融合后的数据、对外发布电能计量应用数据，根据电能计量主系统、电能计量灾备系统传送的告警信息向电能计量主系统和电能计量灾备系统发布运维指令。
进一步地，所述融合平台包括数据融合服务器、中间数据库服务器、WEB服务器和运维工作站，其中：
所述数据融合服务器：用于接收主系统计量数据、灾备系统计量数据，根据数据类型按照相对应的规则和判据进行融合，并将融合后的数据发送至中间数据库服务器，将主系统计量数据、灾备系统计量数据根据发布规则处理后形成电能计量应用数据发送至WEB服务器，将电能计量主系统和电能计量灾备系统传送的告警信息进行筛选、判断后，向运维工作站发布告警融合信息；
所述中间数据库服务器：用于存储融合后的数据和运维指令；
所述WEB服务器：用于对外发布电能计量应用数据；
所述运维工作站：用于发布运维指令。
更进一步地，所述电能计量主系统包括主电能采集终端、传输通道、主采集服务器、主数据库服务器、主应用服务器和存储设备，所述电能计量主系统中的主应用服务器通过光纤网络与融合平台通信；所述电能计量灾备系统包括灾备电能采集终端、传输通道、灾备采集服务器、灾备数据库服务器、灾备应用服务器和存储设备，所述电能计量灾备系统中的灾备应用服务器通过光纤网络与融合平台通信。
更进一步地，所述融合平台与电能计量主系统、电能计量灾备系统的网络结构中的安全Ⅱ区、安全Ⅲ区通信，所述融合平台通过千兆网络与安全Ⅱ区的主应用服务器、灾备应用服务器连接，通过正反向物理隔离装置与安全Ⅲ区的通信服务器连接，并将通信服务器作为WEB服务器与外部系统连接。
本发明还提出一种电能计量系统应用融合方法，其特殊之处在于，所述方法基于电能计量系统应用融合架构实现，所述电能计量系统应用融合架构包括电能计量主系统、电能计量灾备系统和融合平台，所述方法包括如下步骤：
1)所述电能计量主系统、电能计量灾备系统按照数据周期间隔分别采集主系统计量数据、灾备系统计量数据，同时传输至融合平台(3)；
2)所述融合平台对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行比对校核、智能判别，存储融合后的数据；
3)所述融合平台对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据根据发布规则处理后形成电能计量应用数据，进行对外发布；
4)所述融合平台将电能计量主系统和电能计量灾备系统传送的告警信息进行筛选、判断后，形成告警融合信息，并向电能计量主系统和电能计量灾备系统发布运维指令。
优选地，所述步骤2)中参与融合的数据包括表底值、电量值，所述步骤3)中电能计量应用数据包括KPI电能计量数据包括KPI电能计量数据包括售电量、送电量、计划电量、累计电量的各项指标。
优选地，步骤2)中表底值融合的具体步骤包括：
21a)所述融合平台接收电能计量主系统、电能计量灾备系统同一时刻的表底值，判断两方的表底值是否有差异，是则转下一步，否则将电能计量主系统的表底值存储；
21b)所述融合平台判断两方的表底值是否发生突变，是则转下一步，否则将电能计量主系统的表底值存储；
21c)针对发生突变的下述五种情况，做出相应融合措施：
21c1)两方的表底值中一方缺数，所述融合平台选用另一方的表底值数据存储；
21c2)两方的表底值中一方数据为0或无效，所述融合平台选用另一方的表底值数据存储；
21c3)两方的表底值不一致但两方的表底值数据均没有发生突变，所述融合平台选用电能计量主系统的表底值数据；
21c4)一方的表底值数据突变，所述融合平台选用另一方的表底值数据存储；
21c5)两方的表底值都出现突变或者都缺数，所述融合平台着色标识，提示人工处理；
21d)所述融合平台将表底值数据存入数据库。
优选地，步骤2)中电量值融合的具体步骤包括：
22a)所述融合平台接收电能计量主系统、电能计量灾备系统在配置周期内的电量数据，判断两方的电量数据是否有差异，是则转下一步，否则将任一方的电量数据存储；
22b)针对发生突变的下述三种情况，做出相应融合措施：
22b1)两方的电量数据中一方缺数，所述融合平台选用另一方的电量数据存储；
22b2)两方的电量数据中一方数据为0或无效，所述融合平台选用另一方的电量数据存储；
22b3)其他情况，所述融合平台着色标识，提示人工处理；
22c)所述融合平台将电量数据存入数据库。
优选地，所述步骤3)中形成电能计量应用数据，进行对外发布的具体步骤包括：
31)所述融合平台将接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行对比，一致则形成电能计量应用数据，转步骤35)，不一致则转步骤32)；
32)通过环比或同比、实加点数/应加点数的方式选择从主系统计量数据、灾备系统计量数据选择更优计量数据；
33)对所述更优计量数据置入标志位；
34)将置入标志位的更优计量数据形成电能计量应用数据；
35)所述融合平台将电能计量应用数据通过WEB服务器对外发布；
36)将所述步骤32)、33)、34)的处理过程形成事项记录。
优选地，所述步骤4)中形成告警融合信息的具体步骤包括：
4a1)所述融合平台接收的电能计量主系统和电能计量灾备系统传送的告警信息中存在失压断相、电表通讯事项、失流，则发出告警信息；
4a2)所述融合平台接收的电能计量主系统和电能计量灾备系统传送的告警信息中，两方系统均上报通讯事件告警，则发出告警信息，只有一方系统上报通讯事件告警，则忽略；
4a3)所述融合平台接收的电能计量主系统和电能计量灾备系统传送的告警信息中，两方系统均上报终端异常事件、存储卡存储事件，则发出告警信息，只有一方系统上报通讯事件告警，则忽略；
发布运维指令的具体步骤包括：
4b1)融合平台的运维工作站上产生运维操作，并同步写入中间数据库服务器；
4b2)电能计量主系统和电能计量灾备系统从中间数据库服务器取得运维操作指令；
4b3)电能计量主系统和电能计量灾备系统分别在各自的数据库服务器和应用服务器中同步执行运维指令的操作。
与现有技术相比，本发明电能计量系统应用融合架构及融合方法，通过设置电能计量业务处理的融合平台，完成对两套计量系统所上送数据的比对校核、智能研判，从而过滤不良数据，最终将优化后的高质量信息进行展示，并发送至相关系统；同时在上述融合平台上实现对两套计量系统的统一运维和告警优化。
本发明的有益效果包括：
(1)通过本申请中设置的电能计量主系统、电能计量灾备系统和融合平台能够实现在电能计量主系统、电能计量灾备系统任一系统发生故障后计量数据的展示和发布，保障计量业务的连续性和可靠性。
(2)通过本申请中设置的融合平台及制定的电能计量数据融合规则与判据，实现两套电能计量系统的有效融合，发挥电能计量系统的最大效益。
(3)通过本申请中设置的融合平台及制定的电能计量数据展示发布规则，实现高质量KPI指标及电能计量数据发布，达到最优展示效果。
(4)通过在本申请中设置的融合平台及制定的系统维护和告警规则，实现对两套电能计量系统的运维操作同步和告警优化，减少运维力量，提高运维效率。
(5)本申请技术领先、可靠性高，适用于电能计量系统的建设领域。
附图说明
图1为本发明电能计量系统应用融合架构的系统整体示意图。
图2为本发明的电能计量系统应用融合架构数据融合状态的结构示意图。
图3为本发明电能计量系统应用融合架构的网络结构示意图。
图4为本发明电能计量系统应用融合方法的表底值的融合流程图。
图5为本发明电能计量系统应用融合方法的电量值的融合流程图。
图6为本发明电能计量系统应用融合方法的电能计量应用数据对外发布流程图。
图7为本发明电能计量系统应用融合方法的告警信息融合流程图。
图8为本发明电能计量系统应用融合架构的运维状态的结构示意图。
图中：电能计量主系统1，主电能采集终端1-1，主采集服务器1-2，主数据库服务器1-3，主应用服务器1-4，电能计量灾备系统2，灾备电能采集终端2-1，灾备采集服务器2-2，灾备数据库服务器2-3，灾备应用服务器2-4，融合平台3，数据融合服务器3-1，中间数据库服务器3-2，WEB服务器3-3，运维工作站3-4，正反向物理隔离装置4，通信服务器5，外部系统6。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
一、融合平台的架构
如图1所示，本发明提出的一种电能计量系统应用融合架构，包括电能计量主系统1、电能计量灾备系统2和融合平台3。电能计量主系统1和电能计量灾备系统2独立地接收从采集终端上送的电能数据。融合平台3用于电能计量业务处理，在融合平台3完成对两套计量系统所上送数据的比对校核、智能研判，从而过滤不良数据，最终将优化后的高质量信息进行展示，并发送至相关系统；同时在融合平台3上实现对两套计量系统的统一运维和告警优化。
电能计量系统应用融合架构的具体结构如附图2所示。电能计量主系统1：用于将采集的主系统计量数据、处理后的主计量数据和告警信息传输至融合平台3，并执行从融合平台3接收的运维指令。电能计量主系统1包括主电能采集终端1-1、传输通道、主采集服务器1-2、主数据库服务器1-3、主应用服务器1-4和存储设备，电能计量主系统1通过主应用服务器1-4与融合平台3通信。
电能计量灾备系统2：用于将采集的灾备系统计量数据、处理后的灾备计量数据和告警信息传输至融合平台3，并执行从融合平台3接收的运维指令。电能计量灾备系统2包括灾备电能采集终端2-1、传输通道、灾备采集服务器2-2、灾备数据库服务器2-3、灾备应用服务器2-4和存储设备，电能计量灾备系统2通过灾备应用服务器2-4与融合平台3通信。主电能采集终端1-1、灾备电能采集终端2-1可以采用两台硬件设备实现，也可以通过一台硬件设备实现。
融合平台3：用于对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行比对校核、智能判别，过滤不良数据，存储融合后的数据、对外发布电能计量应用数据，根据电能计量主系统1、电能计量灾备系统2传送的告警信息向电能计量主系统和电能计量灾备系统发布运维指令。
融合平台3包括数据融合服务器3-1、中间数据库服务器3-2、WEB服务器3-3和运维工作站3-4，其中：数据融合服务器3-1：用于接收主系统计量数据、灾备系统计量数据，根据数据类型按照相对应的规则和判据进行融合，并将融合后的数据发送至中间数据库服务器3-2，将主系统计量数据、灾备系统计量数据根据发布规则处理后形成电能计量应用数据发送至WEB服务器3-3，将电能计量主系统1和电能计量灾备系统2传送的告警信息进行筛选、判断后，向运维工作站3-4发布告警融合信息；中间数据库服务器3-2：用于存储融合后的数据和运维指令；WEB服务器3-3：用于对外发布电能计量应用数据；运维工作站3-4：用于发布运维指令。
电能计量系统应用融合架构的的网络结构示意图如附图3所示。电能计量主系统1的网络结构分为安全II区和安全III区，在上述安全II区中，完成电能计量数据的采集、存储及应用功能。电能计量灾备系统2的网络结构分为安全II区和安全III区，在安全II区中，完成电能计量数据的采集、计算、存储及应用功能。融合平台3配置于安全II区，通过千兆网络连接至电能计量主系统1和电能计量灾备系统2。上述融合平台3完成数据的校核、比对及存储后，进一步将融合后数据传送至安全III区进行对外展示和发布。融合平台3与电能计量主系统1、电能计量灾备系统2的网络结构中的安全Ⅱ区、安全Ⅲ区通信，融合平台3通过千兆网络与安全Ⅱ区的主应用服务器1-4、灾备应用服务器2-4连接，通过正反向物理隔离装置4与安全Ⅲ区的通信服务器5连接，并将通信服务器5作为WEB服务器3-3与外部系统6连接。参与融合的数据可包括采集到的表底值、计算后的电量等综合分析数据。融合数据相应的规则可以结合实际使用需求和未来发展情况进行设计。
二、融合方法
本发明还提出一种电能计量系统应用融合方法，包括如下步骤：
1)电能计量主系统1、电能计量灾备系统2按照数据周期间隔分别采集主系统计量数据、灾备系统计量数据，同时传输至融合平台3；
2)融合平台3对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行比对校核、智能判别，存储融合后的数据；
3)融合平台3对接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据根据发布规则处理后形成电能计量应用数据，进行对外发布；
4)融合平台3将电能计量主系统1和电能计量灾备系统2传送的告警信息进行筛选、判断后，形成告警融合信息，并向电能计量主系统1和电能计量灾备系统2发布运维指令。
表底值的融合：
参与比对的表底值范围包括每日整点表底，定时执行比对，比对周期可根据要求进行配置，例如每个小时比对前两个小时的数据；在将表底值送至融合平台之前，计量主系统1和计量灾备系统2按照主表/主采、主表/副采、副表/主采、副表/副采的优先顺序完成系统的数据选择。
表底值对比、校核、融合流程示意如附图4所示，其融合规则与判据如下：
21a)融合平台3接收电能计量主系统1、电能计量灾备系统3同一时刻的表底值，判断两方的表底值是否有差异，是则转下一步，否则将电能计量主系统1的表底值存储。判断原则为：同一时刻|两系统的表底差值|>参考表底值精度x时，认为有差异。其中，参考表底值精度为4位小数，考虑数据抄读的时延，x取值默认0.0100，x值可配置。若在融合平台3判断得到两系统的表底值无差异，则将电能计量主系统1的表底值数据保存入库。
21b)融合平台3进一步判断两方的表底值是否发生突变，是则转下一步，否则将电能计量主系统1的表底值存储。判断原则为：两时刻表码行度值超过设定的阈值y(y为经验值，可人工设定)。若在融合平台3判断得到表底值无突变，则将电能计量主系统1的表底值保存入库。
21c)针对发生突变的下述五种情况，做出相应融合措施：
21c1)两方的表底值中一方缺数，融合平台3选用另一方的表底值数据存储；
21c2)两方的表底值中一方数据为0或无效，融合平台3选用另一方的表底值数据存储；
21c3)两方的表底值不一致但两方的表底值数据均没有发生突变，融合平台3选用电能计量主系统1的表底值数据；
21c4)一方的表底值数据突变，融合平台3选用另一方的表底值数据存储；
21c5)两方的表底值都出现突变或者都缺数，不管数据是否一致，融合平台3在比对界面上以不同的颜色标识提醒，提示人工处理；人工处理时，在融合平台3录入表底值，录入的表底值返回两套系统，自动(指定天数以内)或人工触发重算，重算后的数据重新同步到融合平台3。
21d)融合平台3将表底值数据存入数据库。
电量值的融合：
参与融合的电量值包括：小时/日/月电量。定时执行融合比对，比对周期可配置，每个小时比对前两个小时的数据，每天4点启动日数据的比对；每月1日4点前完成上月数据的比对。
电量值对比、校核、融合流程示意如附图5所示，其融合规则与判据的具体步骤如下：
22a)融合平台(3)接收电能计量主系统(1)、电能计量灾备系统(2)在配置周期内的电量数据，判断两方的电量数据是否有差异，是则转下一步，否则将任一方的电量数据存储。电能计量主系统1和电能计量灾备系统2的电量值数据送到融合平台3，融合平台3比对两系统的电量数据差异，同一时刻两系统的电量差值比率>z％，(z为可设定经验值，电表精度要求0.2％)时，认为有差异。
22b)针对发生突变的下述三种情况，做出相应融合措施：
22b1)两方的电量数据中一方缺数，融合平台(3)选用另一方的周期电量数据存储；
22b2)两方的电量数据中一方数据为0或无效，融合平台(2)选用另一方的周期电量数据存储；
22b3)其他情况，融合平台3在比对界面上以不同的颜色标识提醒，人工处理，例如录入电量。
22c)融合平台(3)将电量数据存入数据库。
电能计量应用数据对外发布
融合平台3将高质量KPI指标及电能计量数据对外发布，高质量的KPI电能计量数据包括售电量、送电量、计划电量、累计电量等指标。经过融合平台3的处理后，得到高质量的应用数据，两套电能计量系统的数据通过融合平台3作为统一的出口进行对外发布。融合平台3的发布模块配置于安全生产III区(可根据需求配置于计量主系统侧或计量灾备系统侧)。
以月电量数据为例，经融合平台3计量数据对外发布的流程如附图6所示，其数据展示发布规则：
31)融合平台3将接收的主系统计量数据、灾备系统计量数据进行对比，接收的电能计量主系统1和电能计量灾备系统2中的月电量数据若一致则形成电能计量应用数据，即对外发布(容许误差在一定范围内，即误差在该范围内则判断为一致)；不一致则转步骤32)；
32)通过环比或同比、实加点数/应加点数的方式选择从主系统计量数据、灾备系统计量数据选择更优计量数据；
33)对更优计量数据置入标志位；
34)将置入标志位的更优计量数据形成电能计量应用数据；
35)融合平台将电能计量应用数据通过WEB服务器对外发布；
36)将步骤32)、33)、34)的处理过程形成事项记录。
告警信息融合
告警信息融合展示过程如图8所示。告警信息包括失压断相事件、电表通讯事项判断、失流判断、通讯事件，存储卡存储事项和终端异常事件等。对双系统报警事件集中送至上述融合平台上进行处理，需经过判断存在后进行告警优化展示。形成告警融合信息的具体步骤包括：
4a1)融合平台3接收的电能计量主系统1和电能计量灾备系统2传送的告警信息中存在失压断相、电表通讯事项、失流，则发出告警信息；
4a2)融合平台3接收的电能计量主系统1和电能计量灾备系统2传送的告警信息中，两方系统均上报通讯事件告警，则发出告警信息，只有一方系统上报通讯事件告警，则忽略；
4a3)融合平台3接收的电能计量主系统1和电能计量灾备系统2传送的告警信息中，两方系统均上报终端异常事件、存储卡存储事件，则发出告警信息，只有一方系统上报通讯事件告警，则忽略；
发布运维指令
电能计量系统应用融合架构的运维状态的结构如图7所示。发布运维指令的具体步骤包括：
4b1)融合平台3的运维工作站3-4上产生运维操作，并同步写入中间数据库服务器3-2；
4b2)电能计量主系统1和电能计量灾备系统2从中间数据库服务器3-2取得运维操作指令；
4b3)电能计量主系统1和电能计量灾备系统2分别在各自的数据库服务器和应用服务器中同步执行运维指令的操作，完成修改。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围内。