基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理的用采系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

呂朋朋，陸 洋，戚夢逸，陶曉峰

（南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院）有限公司，南京 21110）

0 引言

用采系統(tǒng)是用戶用電信息采集系統(tǒng)的簡稱，可借助配電變壓器對終端用戶的實(shí)際用電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，由用電監(jiān)控、負(fù)荷管理、推行階梯定價(jià)、線損分析等多個(gè)流程共同組成[1,2]。隨著已接入電網(wǎng)用戶數(shù)量的增加，用采系統(tǒng)對于電子攻擊行為的承載能力會出現(xiàn)明顯的下降，進(jìn)而導(dǎo)致電力故障現(xiàn)象的出現(xiàn)。

移動(dòng)應(yīng)用作為管理信息載體接收端所遵循的連接執(zhí)行原理，一般情況下不能脫離用采系統(tǒng)而獨(dú)立存在，包含ERP、SCM、CRM等多個(gè)小型集成子系統(tǒng)。與其他處理軟件相比，移動(dòng)應(yīng)用具備較強(qiáng)的連接可塑性，可在保證傳輸信息完整性的同時(shí)，對電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中暫存的電子參量進(jìn)行定向化整合[3]。

在電力應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中，隨電子執(zhí)行主機(jī)數(shù)量的增加，各連接節(jié)點(diǎn)處會出現(xiàn)明顯的傳輸故障性問題。為避免上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)光纖接入型用采系統(tǒng)在FTTH組網(wǎng)元件的支持下，建立完整的電子設(shè)備主機(jī)業(yè)務(wù)處置流程，再通過統(tǒng)計(jì)主機(jī)電量的方式，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)境的完善。但此系統(tǒng)中的電子響應(yīng)效率水平相對較低，很難實(shí)現(xiàn)對壓降差值的有效控制。為解決此問題，設(shè)計(jì)基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理的用采系統(tǒng)，在寬帶認(rèn)證體系、IOM資源管理組織等多個(gè)設(shè)備元件的支持下，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障的有效分類，再通過對比實(shí)驗(yàn)的方式，突出該新型系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理的用采系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理用采系統(tǒng)的硬件執(zhí)行環(huán)境由寬帶認(rèn)證體系、IOM資源管理組織、OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊三部分共同組成，具體搭建方法如下。

1.1 寬帶認(rèn)證體系

寬帶認(rèn)證體系主要具備電量監(jiān)控、故障節(jié)點(diǎn)篩查、電網(wǎng)環(huán)境維護(hù)三方面的執(zhí)行功能。其中，電量監(jiān)控能夠有效協(xié)調(diào)電網(wǎng)執(zhí)行空間的收縮變化趨勢，并以此為依據(jù)，對應(yīng)用電子量的實(shí)際傳輸范圍進(jìn)行有效控制。故障節(jié)點(diǎn)篩查的工作執(zhí)行量相對較大，能夠在協(xié)調(diào)電子傳輸關(guān)系的同時(shí)，確定用采系統(tǒng)所能承擔(dān)的最大電量配比數(shù)值，可在移動(dòng)端應(yīng)用主機(jī)、故障排查主機(jī)、電子規(guī)劃主機(jī)等多個(gè)執(zhí)行元件的配合下，明顯待采集電子的實(shí)際傳輸范圍，從而避免誤差采集行為的出現(xiàn)[4,5]。電網(wǎng)環(huán)境維護(hù)具備較強(qiáng)的應(yīng)用適配性，能夠根據(jù)寬帶認(rèn)證體系的實(shí)際組成情況，協(xié)調(diào)下屬用采元件之間的從屬配合關(guān)系，在多源電子共同傳輸?shù)那闆r下，寬帶認(rèn)證體系的實(shí)際覆蓋范圍越廣泛，待維護(hù)的電網(wǎng)環(huán)境也就越復(fù)雜。

圖1 寬帶認(rèn)證體系結(jié)構(gòu)圖

1.2 IOM資源管理組織

IOM資源管理組織存在于用采系統(tǒng)底層執(zhí)行單元之中，可在適應(yīng)寬帶認(rèn)證體系連接需求的同時(shí)，為下級設(shè)備元件提供故障處理指令運(yùn)行所需的接入串口。隨著系統(tǒng)用采處理策略的輸入，待存儲電子資源會逐漸分裂成電量信息與電壓電流的傳輸應(yīng)用形式，再借助IOM處理信道，進(jìn)入下級組織設(shè)備元件之中。為實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用電子質(zhì)量的評估，IOM資源管理組織中同時(shí)配置電流傳輸、電壓傳輸、電量管理、電力監(jiān)控等多項(xiàng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)體[6,7]。其中，故障分類元件能夠感知已存儲電子資源的連接輸入狀態(tài)，并可在不違背電量支持原則的情況下，將待評估的傳輸電子整合成應(yīng)用資源的形式，從而避免系統(tǒng)移動(dòng)應(yīng)用故障行為的出現(xiàn)。從執(zhí)行功能的角度來看，IOM資源管理組織能夠較好適應(yīng)故障電子的連接請求，在調(diào)節(jié)相關(guān)用采設(shè)備元件的同時(shí)，建立與OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊間的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系。

圖2 IOM資源管理組織結(jié)構(gòu)圖

1.3 OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊

OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊負(fù)載于IOM資源管理組織下端，以網(wǎng)關(guān)控制主機(jī)作為核心搭建元件，由電量指示燈、連接慣腳等多個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)體共同組成。其中，網(wǎng)關(guān)控制主機(jī)位于OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊中部，能夠監(jiān)視IOM資源管理組織的執(zhí)行工作狀態(tài)，并可以根據(jù)電子應(yīng)用量在系統(tǒng)中的實(shí)際傳輸需求，對移動(dòng)應(yīng)用端口中的電流傳輸行為進(jìn)行有效控制。在連續(xù)運(yùn)行情況下，電量指示燈始終保持常亮狀態(tài)，且隨電子量輸入、輸出行為的改變，燈體組織的亮暗趨勢也會開始出現(xiàn)變化[8,9]。OLT連接慣腳位于設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊下部，能夠控制電流、電壓等應(yīng)用電子量的實(shí)際輸出行為，在不考慮外界干擾影響的情況下，待接收的電子總量越大，慣腳的實(shí)際連接緊致程度也就越高，反之則越低。

圖3 OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊結(jié)構(gòu)圖

2 基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理的用采系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在相關(guān)硬件設(shè)備元件的支持下，按照調(diào)度網(wǎng)格建立、應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障分類、通信協(xié)議連接的處理流程，完成系統(tǒng)的軟件執(zhí)行環(huán)境搭建，兩相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理用采系統(tǒng)的順利應(yīng)用。

2.1 用采系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)格

用采系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)格以移動(dòng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)作為核心作用設(shè)備，可在電量用采主機(jī)、NGN主機(jī)的同步作用下，實(shí)現(xiàn)對CG設(shè)備與AG設(shè)備的連接行為整改。一個(gè)完整的用采系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)格中至少包含兩臺EPON設(shè)備，其中一臺設(shè)備能夠根據(jù)電量用采主機(jī)中電子信息的輸入行為，制定全新的電壓量傳輸表單，另一臺設(shè)備可在接收表單結(jié)構(gòu)的同時(shí)，向下級用采執(zhí)行元件提交最原始輸入的電流信息參量。CG設(shè)備、AG設(shè)備同時(shí)與調(diào)度網(wǎng)格兩端的EPON結(jié)構(gòu)相連，當(dāng)電量用采主機(jī)開啟輸出狀態(tài)后，NGN主機(jī)的連接行為也會隨之改變，當(dāng)整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸電子總量不再發(fā)生改變后，個(gè)別故障節(jié)點(diǎn)所處位置也開始逐漸趨于穩(wěn)定，此時(shí)CG設(shè)備與AG設(shè)備同事進(jìn)入最大值接收撞他，直至用采系統(tǒng)環(huán)境中的電壓傳輸值與電流傳輸值不再發(fā)生改變[10]。

圖4 用采系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)格搭建原理

2.2 移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障分類

移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障分類是用采系統(tǒng)搭建的必要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可根據(jù)待處理故障信息所屬的實(shí)用類別，為其匹配一定數(shù)量的協(xié)議連接節(jié)點(diǎn)（詳細(xì)分類原則如表1所示）。常見的移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障包含F(xiàn)TTH、PPPoE、Radius三種基本類別形式[11,12]。其中，F(xiàn)TTH型移動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障主要存在于系統(tǒng)寬帶認(rèn)證體系之中，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫中暫存應(yīng)用電子的數(shù)量級水平，確定后續(xù)信息入侵行為的實(shí)際作用范圍。PPPoE型移動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障主要存在于系統(tǒng)IOM資源管理組織之中，可在不干擾已存儲應(yīng)用電子傳輸行為的情況下，限定待處理故障節(jié)點(diǎn)處電壓與電流的平均負(fù)載能力[13]。Radius型移動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障主要存在于系統(tǒng)OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊之中，當(dāng)已存儲應(yīng)用電子數(shù)量達(dá)到理想限度水平后，所有待處理節(jié)點(diǎn)都會進(jìn)入急速運(yùn)行狀態(tài)，直至實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)所有傳輸電子量的整合與調(diào)度。

表1 移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障分類原則

2.3 通信協(xié)議

通信協(xié)議是對用采系統(tǒng)執(zhí)行模塊間連接執(zhí)行功能限定條文的統(tǒng)稱，可在Socket請求與Socket響應(yīng)的同步調(diào)度下，建立全新的電力故障數(shù)據(jù)處理順序，從而降低系統(tǒng)移動(dòng)應(yīng)用端口中故障行為的實(shí)際發(fā)生幾率。一般情況下，Socket請求與Socket響應(yīng)總是保持伴隨出現(xiàn)狀態(tài)，且在故障處理服務(wù)端組織的作用下，這種預(yù)設(shè)的處理順序很難得到改變[14,15]。移動(dòng)應(yīng)用故障信息用采處理軟件作為通信協(xié)議的頂層連接設(shè)備，可同時(shí)生成一個(gè)Socket請求指令與一個(gè)Socket響應(yīng)指令，且隨著輸入通道的建立，用采系統(tǒng)處理終端的執(zhí)行功能得到促進(jìn)，最終借助系統(tǒng)內(nèi)的其它用采設(shè)備結(jié)構(gòu)體，實(shí)現(xiàn)對特定故障問題的清除與處理。至此，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)軟硬件執(zhí)行環(huán)境的搭建，在移動(dòng)應(yīng)用故障處理技術(shù)的支持下，完成新型用采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

圖5 通信協(xié)議的連接執(zhí)行流程圖

3 系統(tǒng)應(yīng)用能力檢測

為驗(yàn)證基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理用采系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，設(shè)計(jì)如下對比實(shí)驗(yàn)。在移動(dòng)電網(wǎng)環(huán)境中，接入電量表與電子計(jì)量設(shè)備，借助Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境的干擾控制，當(dāng)?shù)讓与娮又鳈C(jī)的輸入狀態(tài)趨于穩(wěn)定后，閉合實(shí)驗(yàn)組、對照組控制按鈕，使兩種實(shí)驗(yàn)元件同時(shí)接入移動(dòng)電網(wǎng)環(huán)境之中。在上述實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)組主機(jī)元件搭載基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理用采系統(tǒng)，對照組主機(jī)元件搭載光纖接入型用采系統(tǒng)。

圖6 實(shí)驗(yàn)檢測原理

電子響應(yīng)效率、電路壓降差值均能反應(yīng)電力故障問題對電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境造成的影響，一般情況下，電子響應(yīng)效率越高、電路壓降差值越低，電力故障問題對電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的影響強(qiáng)度也就越低，反之則越高。表2記錄了實(shí)驗(yàn)組、對照組的實(shí)驗(yàn)數(shù)值情況。

表2 電子響應(yīng)效率對比表

分析表2可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長，實(shí)驗(yàn)組用采系統(tǒng)電子響應(yīng)效率始終保持不斷上升的變化趨勢，全局最大值達(dá)到了88.9%，與全局最小值79.4%相比，上升了9.5%。對照組電子響應(yīng)效率則在小幅穩(wěn)定狀態(tài)后，開始不斷下降，全局最大值僅達(dá)到63.1%，與實(shí)驗(yàn)組極值相比，下降了25.8%。綜上可知，在移動(dòng)應(yīng)用故障處理技術(shù)的作用下，新型用采系統(tǒng)電子響應(yīng)效率指標(biāo)得到有效促進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)應(yīng)用主機(jī)的合理化保護(hù)。

表3 電路壓降差值對比表

表3 （續(xù)）

分析表3可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長，實(shí)驗(yàn)組電路壓降差值基本保持相對穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)，且高壓值、低壓值的數(shù)值水平均未超過300V。對照組電路壓降差值基本保持先上升、再下降的變化趨勢，全局最大值達(dá)到128V，與實(shí)驗(yàn)組極值57V相比，上升了71V。綜上可知，在移動(dòng)應(yīng)用故障處理技術(shù)的作用下，新型用采系統(tǒng)電路壓降差值出現(xiàn)明顯下降的變化趨勢，能夠有效避免電力故障問題對電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境造成的抑制影響。

4 結(jié)語

從實(shí)用性角度來看，基于移動(dòng)應(yīng)用故障處理的用采系統(tǒng)的全局性相對較強(qiáng)，能夠在提升電子響應(yīng)效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對電路壓降差值的有效控制，且整個(gè)設(shè)計(jì)搭建過程也相對簡單，可在寬帶認(rèn)證體系、IOM資源管理組織、OLT設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊三類硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)體的作用下，完成對移動(dòng)應(yīng)用型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)故障的分類處理，具備較強(qiáng)的應(yīng)用推廣價(jià)值。