一种面向对象的用电信息管理系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种面向对象的用电信息管理系统及其方法。该系统分为信息采集层、对象封装层、对象管理层和应用层。其中，对象封装层将客户端的用户或用电设备作为对象，将各种用电信息封装到对象的属性之中，从而将对象作为用电信息管理与应用的基本单元。本发明专利技术在管理层建立对象之间的关联性，描述了对象之间拓扑关系、区域关系和归属关系；从而，管理层能够支持对应用层请求的解析，将其转换为面向对象的调用逻辑方案。进而，本发明专利技术在应用层能够支持面向对象的用电信息管理和调用，并提供了各种功能接口。

【技术实现步骤摘要】
一种面向对象的用电信息管理系统及其方法
本专利技术涉及智能配电技术，更具体地，涉及一种面向对象的用电信息管理系统及其方法。
技术介绍
传统电网中，用户是电能的消费者，电网是电能的供给者和输送者，用户处在被动接受的地位，主动参与电网运作的能力微弱。而且，从用电信息的角度来看，在传统电网中所采集和应用的信息量是稀疏的；用电信息数据主要集中在供电侧进行存储和分析，用户侧基本不保存和利用用电信息；用户侧与供电侧的信息交互主要体现为购电充值和余额提示，有关用电信息的传输基本不存在；客户侧的用电信息在配电网运行当中作用也十分有限。智能电网是以标准化接入为基础，以信息共享、量化分析和智能调控为手段，实现用户侧与供电侧的充分交互，共同达到性能最优化的电网系统，其以信息化手段，将输电、存储、配电、用电等环节相互联通起来，提升传统电网效能、扩充服务领域。与传统电网相比，智能电网的信息来源极大丰富，信息类型和信息数据量爆炸式增长，信息应用处理能力出现了质的提升。对客户端用电的智能化管理是智能电网的最终环节，也充分体现了智能电网的优越性。客户端用电的智能化管理可以包括三个方面：一是客户端用电信息的高密度实时采集；二是客户端用电信息的数据分析和控制策略生成；三是客户端与供电端的双向交互。通过对客户端用电实施智能化管理，可以使客户端有效参与到电网的整体运行之中，结合客户端本地与电网整体的用电信息，优化客户端用电的能源效率和经济效率，例如通过分析客户端的用电量曲线并结合电网峰-谷状态的因素，充分利用峰-谷电价差异实现用电成本的节约。随着配电网硬件的升级换代，数字化电能表、联网抄表系统、专用用电数据采集终端等设备日益广泛普及，对用电信息实施高密度实时采集的硬件基础已经完善。特别是随着物联网的发展，用电设备的信息化程度也越来越高，因而不仅可以面向某个用户实施用电信息采集，甚至可以进一步面向用户的各个用电设备实施用电信息的采集。与传统电网截然相反，在智能电网的基础上所采集和利用的客户端用电信息，在数据量上看是海量的和数据密集的，信息本身也呈现多样化、异构化的特点。各行各业的用电客户每时每刻都产生着用电信息，如果所面向的是用电客户当中的各个子单元甚至是各个用电设备，则用电信息更是会呈现级数式增长。相应的，对于用电信息的有效管理成为了新的亟待解决的问题。目前，智能电网一般在供电侧设置数据中心和相应的管理系统。数据中心汇集和存储由客户端采集上来的用电信息，例如：客户端在每天各个采样时刻的有功电量和无功电量、在峰-谷时段采样的有功电量和无功电量、客户的平均用电功率、采样时刻用电功率、电压表的平均计数和采样时刻计数、电流表的平均计数和采样时刻计数、负载率。同时，为了实现智能电网的功能，该数据中心还需要聚集以下信息：电网配套设备的配置信息与状态信息，用电设备的配置信息、电网局部地区或全局的宏观状态信息。例如，电网配套设备的配置信息和状态信息包括变压器的空载损耗值、负载损耗值、空载电流、阻抗电压等。用电设备的配置信息包括额定功率等。电网局部地区或全局的宏观状态信息包括峰-谷状态信息、峰-谷电价费率信息等。管理系统负责对数据中心上的用电信息以及其它信息执行调用、分析和管理。管理系统所提供的功能包括：对用电信息的查询、更新、删除；基于用电信息绘制用电负荷曲线；电费状况计算：包括平均电价、总电价统计、峰-谷用电量比例统计；变压器容量和经济性测算；三相负载平衡测算；客户端用电模式测算。但是，现有技术当中，数据中心及其管理系统对用电信息和其它信息的保存和管理仍然在以表格作为基本单位。这给信息的快速查询以及参照各种因素的综合性分析带来了很大的障碍。例如，对于某个客户端各个采样时刻所采样的用电量值，则针对该客户端建立一个登记表予以登记。查询表格效率比较低；而且当进行信息的综合分析时候，例如根据客户端的用电量值结合峰-谷状态和峰-谷电价测算电费时，则需要从电量值的登记表和峰-谷状态登记表中分别查询对应的数据，这样的话，进行大型综合性数据分析的时候就需要调用很多数量的登记表格，如何保证表格当中分别调取的数据的相关联也存在问题。
技术实现思路
基于现有技术的以上需求及不足，本申请提出一种面向对象的用电信息管理系统及其方法。本申请分为信息采集层、对象封装层、对象管理层和应用层。信息采集层负责采集客户端的用户和/或用电设备的用电信息及其自身的配置信息、位置信息等其它信息。对象封装层将客户端的用户或用电设备作为对象，将各种用电信息封装到对象的属性之中，从而将对象作为用电信息管理与应用的基本单元。本专利技术在管理层建立对象之间的关联性，描述了对象之间拓扑关系、区域关系和归属关系；从而，管理层能够支持对应用层请求的解析，将其转换为面向对象的调用逻辑方案。进而，本专利技术在应用层能够支持面向对象的用电信息管理和调用，并提供了各种功能接口。本专利技术实现了完全不同于传统表单式的信息查询与综合分析功能。本专利技术提供的面向对象的用电信息管理系统，其特征在于，包括：信息采集层、对象封装层、对象管理层和应用层；信息采集层，用于采集客户端用户和/或用电设备的用电信息，及其采集客户端用户和/或用电设备自身的配置信息和位置信息；还用于采集或导入电网配套设备的配置信息、状态信息和位置信息，以及导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；对象封装层，用于为各个客户端用户和/或用电设备分别生成对象，并且将所采集的用电信息、配置信息以及位置信息封装为对象的属性；对象管理层，用于分析和建立对象之间的关联性，生成描述对象之间拓扑关系、区域关系和归属关系的数据结构；应用层，用于支持面向对象的用电信息管理和调用，结合全局或局部的宏观状态数据实现用电信息的分析，并提供了相应的功能接口；其中，所述信息采集层具有：用电信息采集装置，用于采集客户端用户在各个采样时刻的有功电量和无功电量、在峰-谷时段采样的有功电量和无功电量、客户的平均用电功率、采样时刻用电功率、电压表的平均计数和采样时刻计数、电流表的平均计数和采样时刻计数、负载率等，作为所述用电信息；用电信息采集模块，嵌入到用电设备，用于采集用电设备的用电信息，以及取得用电设备的配置信息和位置信息；用户配置数据接口，用于导入客户端用户的配置信息和位置信息；电网运营数据接口，从电网运营状态监测中心的服务器当中导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；所述对象封装层具体包括：对象识别模块，用于根据对信息采集层上传的各类型的原始信息的分析，确定其中的客户端用户、用电设备及电网配套设备等对象实体，并提取出与各个对象实体相关的原始的信息数据；对象生成模块，根据对象识别模块所识别的各个对象实体和抽取的与对象实体相关原始数据，为每个对象实体创建对象，并确定对象的数据结构；参数赋值模块，利用与某个对象实体相关的原始的信息数据，将其处理为标准数据格式，然后赋值给所定义对象的属性；对象型数据库模块，以对象数据结构为基本记录单位，保存对象形式的数据结构；所述对象管理层具体包括：拓扑关系生成模块，根据供电电网的拓扑结构组成，生成各个对象之间拓扑关系，并且将其表示为拓扑关系对象组；空间关系生成模块，根据各个对象的空间位置,定义空间关系对象组,描述各个对象之间的空间关系；归属关系生成模块，基于对象的类型或者是属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向对象的用电信息管理系统，其特征在于，包括：信息采集层、对象封装层、对象管理层和应用层；信息采集层，用于采集客户端用户和/或用电设备的用电信息，及其采集客户端用户和/或用电设备自身的配置信息和位置信息；还用于采集或导入电网配套设备的配置信息、状态信息和位置信息，以及导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；对象封装层，用于为各个客户端用户和/或用电设备分别生成对象，并且将所采集的用电信息、配置信息以及位置信息封装为对象的属性；对象管理层，用于分析和建立对象之间的关联性，生成描述对象之间拓扑关系、区域关系和归属关系的数据结构；应用层，用于支持面向对象的用电信息管理和调用，结合全局或局部的宏观状态数据实现用电信息的分析，并提供了相应的功能接口；其中，所述信息采集层具有：用电信息采集装置，用于采集客户端用户在各个采样时刻的有功电量和无功电量、在峰‑谷时段采样的有功电量和无功电量、客户的平均用电功率、采样时刻用电功率、电压表的平均计数和采样时刻计数、电流表的平均计数和采样时刻计数、负载率等，作为所述用电信息；用电信息采集模块，嵌入到用电设备，用于采集用电设备的用电信息，以及取得用电设备的配置信息和位置信息；用户配置数据接口，用于导入客户端用户的配置信息和位置信息；电网运营数据接口，从电网运营状态监测中心的服务器当中导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；所述对象封装层具体包括：对象识别模块，用于根据对信息采集层上传的各类型的原始信息的分析，确定其中的客户端用户、用电设备及电网配套设备等对象实体，并提取出与各个对象实体相关的原始的信息数据；对象生成模块，根据对象识别模块所识别的各个对象实体和抽取的与对象实体相关原始数据，为每个对象实体创建对象，并确定对象的数据结构；参数赋值模块，利用与某个对象实体相关的原始的信息数据，将其处理为标准数据格式，然后赋值给所定义对象的属性；对象型数据库模块，以对象数据结构为基本记录单位，保存对象形式的数据结构；所述对象管理层具体包括：拓扑关系生成模块，根据供电电网的拓扑结构组成，生成各个对象之间拓扑关系，并且将其表示为拓扑关系对象组；空间关系生成模块，根据各个对象的空间位置,定义空间关系对象组,描述各个对象之间的空间关系；归属关系生成模块，基于对象的类型或者是属于同一个客户端用户的用电设备，形成归属于同一类别的对象集合，作为归属关系对象组；所述应用层具体包括：用电信息图形化接口，用于生成用电信息显示的图形化界面；用电信息查询接口，用于支持用户输入的查询命令，通过解析查询命令确定与该命令相关联的对象，并且调取相关对象中的属性数据；用电信息分析接口，用于调取特定对象或者是基于拓扑、空间和归属上的关联性而确定的若干对象的用电信息，并结合全局或局部的宏观状态数据，实现用电信息的分析。...

【技术特征摘要】
1.一种面向对象的用电信息管理系统，其特征在于，包括：信息采集层、对象封装层、对象管理层和应用层；信息采集层，用于采集客户端用户和/或用电设备的用电信息，及其采集客户端用户和/或用电设备自身的配置信息和位置信息；还用于采集或导入电网配套设备的配置信息、状态信息和位置信息，以及导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；对象封装层，用于为各个客户端用户和/或用电设备分别生成对象，并且将所采集的用电信息、配置信息以及位置信息封装为对象的属性；对象管理层，用于分析和建立对象之间的关联性，生成描述对象之间拓扑关系、区域关系和归属关系的数据结构；应用层，用于支持面向对象的用电信息管理和调用，结合全局或局部的宏观状态数据实现用电信息的分析，并提供了相应的功能接口；其中，所述信息采集层具有：用电信息采集装置，用于采集客户端用户在各个采样时刻的有功电量和无功电量、在峰-谷时段采样的有功电量和无功电量、客户的平均用电功率、采样时刻用电功率、电压表的平均计数和采样时刻计数、电流表的平均计数和采样时刻计数、负载率等，作为所述用电信息；用电信息采集模块，嵌入到用电设备，用于采集用电设备的用电信息，以及取得用电设备的配置信息和位置信息；用户配置数据接口，用于导入客户端用户的配置信息和位置信息；电网运营数据接口，从电网运营状态监测中心的服务器当中导入与电网局部地区或全局的宏观状态信息；所述对象封装层具体包括：对象识别模块，用于根据对信息采集层上传的各类型的原始信息的分析，确定其中的客户端用户、用电设备及电网配套设备等对象实体，并提取出与各个对象实体相关的原始的信息数据；对象生成模块，根据对象识别模块所识别的各个对象实体和抽取的与对象实体相关原始数据，为每个对象实体创建对象，并确定对象的数据结构；参数赋值模块，利用与某个对象实体相关的原始的信息数据，将其处理为标准数据格式，然后赋值给所定义对象的属性；对象型数据库模块，以对象数据结构为基本记录单位，保存对象形式的数据结构；所述对象管理层具体包括：拓扑关系生成模块，根据供电电网的拓扑结构组成，生成各个对象之间拓扑关系，并且将其表示为拓扑关系对象组；空间关系生成模块，根据各个对象的空间位置,定义空间关系对象组,描述各个对象之间的空间关系；归属关系生成模块，基于对象的类型或者是属于同一个客户端用户的用电设备，形成归属于同一类别的对象集合，作为归属关系对象组；所述应用层具体包括：用电信息图形化接口，用于生成用电信息显示的图形化界面；用电信息查询接口，用于支持用户输入的查询命令，通过解析查询命令确定与该命令相关联的对象，并且调取相关对象中的属性数据；用电信息分析接口，用于调取特定对象或者是基于拓扑、空间和归属上的关联性而确定的若干对象的用电信息，并结合全局或局部的宏观状态数据，实现用电信息的分析。2.根据权利要求1所述的用电信息管理系统，其特征在于，所述信息采集层还用于采集或导入电网配套设备的配置信息、状态信息和位置信息；所述信息采集层进一步包括：现场信息监测模块，用于取得电网配套设备的配套信息和状态信息，以及进行位置信息的采集；电网运营数据接口，用于从电网设施登记服务器中获得在电网建设维护过程中登记的、与电网配套设备相关的配置信息、状态信息和位置信息。3.根据权利要求2所述的用电信息管理系统，其特征在于，所述对象封装层还用于将客户端用户相关联的每个电网配套设备封装为一个对象，并将电网配套设备的配置信息、状态信息和位置信息封装为对象的属性。4.根据权利要求3所述的用电信息管理系统，其特征在于，对象封装层的对象型数据库模块还建立对象链接表，通过对各种对象名称和标识符的关联记录，存储表示对象之间的拓扑关系、区域关系和归属关系的数据结构。5.根据权利要求4所述的用电信息管理系统，其特征在于，所述对象封装层为用电设备封装的对象为：

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀常，王鹏，王法虚，管天培，张泽源，孟相君，苏宁，陈定国，隋东阳，周龙飞，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司诸城市供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37