一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法技术方案

本发明专利技术提供一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法，采集设备层的采集端模型遵循SEP2规范；主站层对采集数据的管理分析遵循IEC CIM标准；主站层与通信信道层间数据传输采用XSD格式，主站层应用管理系统间数据传输采用RDF格式；通信信道层采用ZigBee协议的无线通信网络实现主站层与采集设备层的无线通信功能；采集设备层使用采集端模型规范数据存储，主站层使用数据管理系统模型对采集数据管理分析。本申请采用面向组件的设计理念，将两种模型设计规范有机结合，有效利用了两种模型设计的优势，提高了主站与设备间的数据交互效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统领域的方法，具体讲涉及一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法。
技术介绍
用电信息采集系统是建设坚强智能电网的物理基础，是集现代数字通信技术、计算机软硬件技术、电能计量技术、电力负荷管理技术和电力营销技术为一体的综合性、实时性信息采集、分析处理及数据应用平台。近些年来，随着智能电网研究的不断深入，用电客户与供电企业之间的交流越来越频繁，用户对于用电自主权、选择权和参与权的渴望越来越迫切，从而大大提高了用电信息采集系统对于双向互动技术的需求。用电信息采集系统已大规模建设并广泛应用，但电网与用户间的双向互动功能还不完善，用电信息采集系统模型尚未建立，不能满足用户自主用电、选择用电和参与用电的需要。用电信息采集系统的信息采集、数据存储、电网与客户的信息互动都需要互动模型支撑。目前，智能电网建设过程中采用不同企业的用电信息采集设备和信息通信服务，这些设备与通信服务没有统一的数据存储模型和信息通信规范。为提高能源利用效率和信息交互共享能力，急需建立用电信息采集系统互动模型。国际电力通信模型标准IECCIM是用于主站侧的能量管理模型，提供了一种表示电力系统对象、属性及其关联关系的通用标准模型，但没有适用于用电信息采集系统的双向互动模型。SEP2是ZigBee联盟提出的一种适用于短距离、低功耗、高实时性的智能无线通信网络标准规范，统一了用户侧智能能源网络中各种互联设备的类型、设备间的通信协议，成为电力无线通信标准模型。为电力公司和消费者通过不同网络形式进行信息交互提供了标准规范。因此，用电信息采集系统双向互动模型充分利用SEP2.0和IECCIM技术的持点，将SEP2.0规范中适用于数据传输部分的模型和IECCIM中适用于系统间数据交换的模型扩充融合到用电信息采集系统双向互动模型设计中。基于此提出基于SEP2规范和IECCIM标准的用电信息采集系统双向互动模型设计方法。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法，提高了电网和用户之间的数据交互能力，指导社会科学合理用电，提高能源利用效率。实现上述目的所采用的解决方案为：一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法，其用电信息采集系统包括主站层、通信信道层、采集设备层和企业应用系统层；其中，采集设备层的采集端模型遵循SEP2规范；主站层的模型数据管理系统模型侧重于对采集数据的管理分析遵循IECCIM标准，扩充了与用电信息采集终端的互动功能；主站层与终端设备间数据传输采用XSD格式，主站层应用管理系统间数据传输采用RDF格式；通信信道层采用ZigBee协议的无线通信网络实现主站层与采集设备层的无线通信功能；采集设备层使用采集端模型规范数据存储，主站层使用数据管理系统模型对采集数据管理分析。优选的，采集端模型遵循SEP2规范，通过链接地址列表,与其它设备或主站层的模型交互数据，模型为读表数据的交换提供接口，与通信端口类关联；采集端模型所有类的基类是Resourcce；所述采集端模型面向组件设计；所述组件与采集终端的功能集对应；所述采集设备层通过计量仪表对用户的用电信息进行采集、处理和实时监控；所述采集端模型中的事件通过消息机制传送至数据管理系统模型中，需求响应类通过接收供电企业发布的用电信息，及时响应用电负荷变化。优选的，主站层模型遵循IECCIM标准设计，模型中通信设备类用于存储终端通信状态；终端设备事件类用于存储与采集终端交互的控制事件；主站层模型与采集设备层模型相互映射，数据可以实时由采集设备层传输到主站层，或者主站层通过URI寻址，从采集设备层模型中的读表链接列表中找到相应设备，并发送控制指令；主站层模型中所有类的基类是IdentifiedObject；。优选的，所述模型设计方法基于SEP2规范和IECCIM标准设计；该方法融合IECCIM与SEP2标准中的资源，网络上的采集终端、设备、功能等都可以定义为资源。优选的，所述用电信息采集系统包括主站层、通信信道层、采集设备层和企业应用系统层；为实现数据实时存储及与关系数据库数据交互，用电负荷、电能量、频率等数据通过SEP2规范中的通信协议，同步到主站层关系模型中。同时主站层可将读表命令、负荷控制、电压预警等信息实时快速传送到采集层模型中。所述计量仪表的数据由采集设备采集后，通过通信信道传入主站。优选的，系统的采集模型遵循SEP2规范，取SEP2规范中适用于终端设备数据传输部分的模型,扩充完善实时采集、数据传输、响应机制等互动内容；系统的数据管理分析模型遵循IECCIM标准，取CIM中适用于应用系统间数据交换的模型，扩充了与用电信息采集终端的互动功能。为便于主站与终端设备数据交互，数据传输采用XSD格式，而主站管理层应用系统间数据传输采用RDF格式。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本申请对比分析SEP2和IECCIM两种规范模型，给合用电信息采集要求数据实时传输特点，提出的基于SEP2规范和IECCIM标准的用电信息采集系统双向互动模型设计方法针对数据传输实时性、互动化的相关需求，采用面向组件的设计理念，将两种模型设计规范有机结合，有效利用了两种模型设计的优势，提高了主站与设备间的数据交互效率。附图说明图1为本专利技术的用电信息采集系统技术架构图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。(1)采集设备层模型设计采集终端主要完成用电信息采集、负荷管理、实时电价显示等多种功能。读表功能集中的读表资源起始于一系列用户点，这个点可能是一个固定荷载，如一盏路灯，一个用户点对应一个读表资源，每个用户点有一个或多个表读数。读表资源记录用户点用电数据读取逻辑，完成电、气、水、时间、压力、温度等参数的计量。每个读表类对应一个设备表的计量值，主要包括读表类、读表设置类、终端设备类、读表用户点设置、抄表终端参数、需求响应类等。读表类MeterReading继承CIM中终端设备类，是ReadingType类的聚集，是读数或者读数集。模型中描述的所有对象通过URI寻址，遵循URI超链接属性定义，如MeterReadingListLink对应一个MeterReading资源定义。采集端模型通过链接地址列表,与其它设备间或主站层的模型交互数据。模型为读表数据的交换提供接口，与通信端口类关联，完成与主站层管理模型的互动。读表动作会产生相应的事件，事件通过消息机制传送至数据管理系统模型中。需求响应类通过接收供电企业发布的用电信息，及时响应用电负荷变化。(2)主站层模型设计为了与采集终端模型实现交互，需将采集终端模型与主站层模型映射。如终端模型中读表类对应主站层模型的抄表值类、读表类型对应主站层的读表类型类、采集终端用户点对应主站层终端设备类、抄表终端参数类对应主站层的抄表设置类等映射关系。主站层模型中通信设备类用于存储终端通信状态等信息；终端设备事件类用于存储与采集终端交互的控制事件。主站层模型与采集设备层模型相互映射，数据可以实时由采集设备层传输到主站层，或者主站层通过URI寻址，从采集设备层模型中的读表链接列表中找到相应设备，发送控制指令。主站层模型中所有类的基类是IdentifiedObject，有利于与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法，其用电信息采集系统包括主站层、通信信道层、采集设备层和企业应用系统层，其特征在于，采集设备层的采集端模型遵循SEP2规范；主站层对采集数据的管理分析遵循IEC CIM标准；主站层与通信信道层间数据传输采用XSD格式，主站层应用管理系统间数据传输采用RDF格式；通信信道层采用ZigBee协议的无线通信网络实现主站层与采集设备层的无线通信功能；采集设备层使用采集端模型规范数据存储，主站层使用数据管理系统模型对采集数据管理分析。

【技术特征摘要】
1.一种用电信息采集系统双向互动模型设计方法，其用电信息采集系统包括主站层、通信信道层、采集设备层和企业应用系统层，其特征在于，采集设备层的采集端模型遵循SEP2规范；主站层对采集数据的管理分析遵循IECCIM标准；主站层与通信信道层间数据传输采用XSD格式，主站层应用管理系统间数据传输采用RDF格式；通信信道层采用ZigBee协议的无线通信网络实现主站层与采集设备层的无线通信功能；采集设备层使用采集端模型规范数据存储，主站层使用数据管理系统模型对采集数据管理分析。2.如权利要求1所述设计方法，其特征在于，所述采集端模型通过链接地址列表,与其它采集设备和所述数据管理系统模型交互数据；所述采集端模型为读表数据的交换提供接口，与通信端口类关联；所述采集端模型面向组件设计；所述组件与采集终端的功能集对应；所述采集设备层通过计量仪表对用户的用电信息进行采集、处理和实时监控；所述采集端模型中的事件通...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝恩国，刘宣，徐英辉，范红，窦健，张双沫，闫梓桐，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11