基于大数据的电网电能量采集系统量化评价体系设计.pdf

2023年1 1 月计算机应用文摘第3 9 卷第2 1 期基于大数据的电网电能量采集系统量化评价体系设计郭永强,杜嘉程,王督,古明（国网河南省电力公司信息通信分公司，郑州4 5 0 0 5 2)摘要：随着信息技术的不断发展，人们逐渐迈入了信息化时代，各行各业都在不断引入先进的技术，包括大数据技术、通信技术和数据挖掘技术等，以构建数字化、智能化、自动化的系统和平台，电力行业也不例外。目前，国家电网公司非常重视电网电能量采集系统的建设，因为该系统的运行质量直接关系到供电的安全和可靠性。因此，研究电网电能量采集系统的量化评价体系具有重要的意义。文章构建了一个基于大数据的电网电能量采集系统量化评价指标体系，介绍了评价方法，并设计了成效评价工具。关键词：大数据；电网电能量采集系统；评价体系中图法分类号：TM73Design of quantitative evaluation system for electric energycollection system in power grid based on big dataGUO Yongqiang,DU Jiacheng,WANG Du,GU Ming(State Grid Henan Electric Power Company Information and Communication Branch,Zhengzhou 450052,China)Abstract:With the continuous development of the information technology,we have gradually enteredthe information age.Various industries are constantly introducing advanced technologies such as bigdata,communication technology,and data mining to build digital,intelligent,and automatedsystems and platforms.The power industry is no exception.Currently,State Grid Corporation ofChina attaches great importance to the construction of the power grid energy collection system.Asthe operation of the collection system directly affects the safety and reliability of power supply,studying the quantitative evaluation system of the collection system is of great significance.Thisarticle constructs a quantitative evaluation index system for power grid energy collection systemsbased on big data,introduces quantitative evaluation methods,and designs effectiveness evaluationtools.Key words:big data,electric energy collection system in power grid,evaluation system目前,我国的电力电网正在朝着数字化、智能化和信息化等方向迅速发展，旨在构建业界领先的智能电网。研究电网电能量采集系统的量化评价体系对于更好地评估电网电能量采集系统的性能具有重要意义门1基于大数据的电网电能量采集系统量化评价指标体系研究1.1指标设计依据电网电能量采集系统的主要组成部分包括采集设备、电能表、主站以及通信通道等。不同单位的硬件架构、设备性能、技术指标以及通信方式存在一定差异,而这些因素都对电网电能量采集系统的性能产生重要影响 2 。因此,在设计采集系统的量化评价指文献标识码：A标体系时,需要考虑上述因素。此外,采集系统的性能还受设备数量、性能、任务量等因素的影响。因此，设计采集系统的量化评价指标体系时，需要参考国家电网的相关标准和规范以及指标要求，并结合不同单位采集系统的实际情况，综合设计评价指标体系。1.2指标设计思想和设计原则在了解电网电能量采集系统的整体结构、目标、功能等方面的情况后，需要从多个角度、多个层面（包括系统、功能、管理和技术等）,设计合理的评价指标。这些指标应当具备相对的公平性、全面性、可量化性、数据准确性,同时具有现实意义，且能够兼顾不同单位的多种通信和技术方式等差异。指标体系应该包括单项指标和复合指标。复合指标是在单项指标的基础上构建的,可以综合考虑系24统、应用、效果以及水平等因素 3 。在设计这些指标时，需要结合电网、财务、ERP、设备资产运维、营销业务应用、应急指挥管理、供电服务指挥以及营销业务应用等核心系统的实际情况。这些指标可以涵盖软件功能异常、报错情况、功能点击情况等应用指标,用户活跃度、业务受理数量、服务客户数等业务指标。通过从应用、业务、系统、性能和专有等维度考虑，可以综合建立全方位的信息系统评价体系。在设计信息系统的评价指标体系时,要遵循以下原则：(1)准确性原则:明确界定指标的外延和内涵,确保相同的指标数据或重复计算的数据具有高度一致性,以确保数据一致性和避免歧义；(2)规范性原则：评价指标应遵循一套统一的规范和标准,包括计算方式、单位和分类等,以便更好地在实际工作中推广和使用；(3)可比性原则：评价指标应具备可比性，允许对同一地区不同时间或不同地区的电能量采集系统进行对比分析；（4)可靠性原则：数据的来源应该是可靠的,具有可操作性。对于一些目前无法统计但可能在后续使用的有意义指标，应事先留出预留位置，并随着信息系统的完善来完善这些指标的统计方法；(5)客观性原则：指标应客观反映统计对象的真实情况，以帮助相关人员了解信息系统的真实状态；(6)全面性原则评价指标应尽可能覆盖电能量采集系统的各个方面,以确保不会遗漏任何内容或产生盲区。1.3指标体系的构建1.3.1基于大数据的电网电能量采集系统指标体系为了确保评价指标体系能够客观、真实、全面和公平地评估各单位电能量采集系统的性能，结合上述分析,本文设计了五大类指标体系：（1）系统主站类指标,包括系统可用性、系统可靠性、系统响应时间和数据完整性；(2)设备类指标,包括电能表故障率和时钟偏差发现数量等；（3）通信类指标，包括数据采集成功率和终端当前再现率等；（4)系统规模类指标，包括信息采集覆盖率等；（5)功能应用类指标，包括自动抄表率等。1.3.2具体指标含义及算法（1)系统主站类指标的含义及计算方法。系统可靠性主要受软件结构和设备性能的影响，用来评价系统的可靠性。T(t)MTBF=式中,，r是考核时间内发生的故障数次。计算机应用文摘系统可用性A的计算公式为：系统工作时间A=系统工作时间+系统不工作时间(2)设备类指标指标的含义及计算方法。时钟偏差发现数量是采集系统在实时监控时发现的超过规定偏差范围的设备的总数量。运行电能表故障率：故障电能表数运行电能表故障率=100%(3)运行电能表总数（3）通信类指标的含义及计算方法。一次数据采集成功率：采集数据成功的总数一次数据采集成功率x100%应采集的数据总数(4)专变用户日采集成功率：专变用户日采集成功率=主站系统成功采集专变计量点数应采集的专变计量点总数终端当前在线率：当前在线数终端当前在线率=-100%(6)投入运行总数(4)系统规模类指标的含义及计算方法。全口径低压用户电量电能量信息采集覆盖率：低压用户信息采集覆率=累计实现信息采集的低压用户数上年度末本单位低压用户总数(5)功能应用类指标的含义及计算方法。自动抄表率：信息采集系统抄表用户数自动抄表率=用户总数远程费控正确率：远程费控正确率=操作正确次数100%（小数点后两位）操作总次数2基于大数据的电网电能量采集系统量化评价2.1评价方法简述对于信息采集系统的评价，采用多个指标来评估不同电网单位的信息系统，这种方法被称为多变量综合评价方法，又称综合评价法。其核心思想是将多个指标反映的整体情况通过一个综合指标来反映，并可通过该综合指标来评价综合情况 4 。这种方法具有(1)以下特点：(1)不是按照多个指标依次完成评价，而是借助2023年第2 1 期(2)100%(5)100%(7)100%(8)(9)2023 年第 2 1 期方法综合多个指标的实际情况同时进行评价；(2)指标具有权重,需要根据指标的重要程度进行加权处理；(3)结果是一个综合情况的排序,不包含具体含义,用来代表综合水平。2.2层次分析法层次分析法是一种层次化、系统化、定量和定性相结合的分析方法。其基本步骤如下：首先，建立层次模型,将与实际问题相关的因素分为不同的层次。最顶层是目标层，中间层次称为指标或准则层，最底层是对象或方案层。在同一层次中,因素要么存在从属关系,要么受到上层因素的影响,或者影响下层因素。其次，构建成对比较阵，从第二层开始一直到最底层，使用比较尺度和成对比较法构建成对比较阵。然后,进行一致性检验并计算一致性比例。最后,进行组合一致性检验。尽管这种方法简单明了、实用且有效，但不适用于包含主观信息和不确定因素的情况。在实际问题中，应用这种方法需要注意以下几点：首先，在问题分解时,确保全面考虑影响问题的主要因素,确保不会遗漏、重复或发生交叉；其次,要考虑元素之间的强度关系,如果元素之间的强度相差太大,应尽量避免将它们放在同一层次进行比较。2.3六西格玛法六西格玛法是一种综合评估方法，最初用于全面质量管理,后来逐渐演变成一套有效且高效的改进和优化技术。其核心目标是追求零缺陷,降低成本，最大程度地满足用户需求，以提高用户满意度。该方法的基本流程包括界定、测量、分析、改进和控制阶段。在界定阶段,结合最终目标,明确定义需求目标,识别需要改进的领域和方法，并设定合理的改进范围；在测量阶段,建立基线,对关键因素和指标进行测量,以统计达到期望目标和未达标的指标或因素;在分析阶段,利用大数据技术分析基础数据,确定关键因素;在改进阶段,基于分析结果，寻找最佳的改进策略和方案；在控制阶段,对改进后的系统进行监测，以验证改进成果。本文应用了六西格玛算法和大数据等先进技术，并结合各类信息检测系统的多维检测数据，深入了解业务特点，赋予不同检测指标适当的权重，以建立信息采集系统应用的整体评价模型。该模型通过分别计算各项指标，得出应用成效指数、资源利用指数等一系列评价结果，以支持相关管理人员进行全方位的信息采集系统建设应用成效评价。计算机应用文摘3成效评价评价工具设计3.1月成效评价工具的研发目标依托电网电能量信息采集系统的实际运行情况和过程数据,借助计算机编程和大数据技术,在数据中台建立中间数据库,深入研究各个检测系统的数据指标，构建信息系统量化评价体系和信息系统评价模型。在此基础上，开发成效评价工具，以实现信息采集系统等系统的成效智能分析和智能评价，从而支持信息系统的精细化建设目标。3.2设计原则为实现信息系统成效智能分析和智能评价,开发成效评价工具应遵循以下设计原则。(1)先进性原则：采用领先的多层架构技术进行设计，在并行计算、临界资源控制和高并发控制方面利用先进技术体系，以确保系统具备复用性和通用性。（2)实用性原则：确保成效评价工具的实用性，同时满足前瞻性和先进性，以切实满足实际评价工作需求。(3)安全性原则:遵循国家相关标准和规范,结合信息采集系统的业务特点，采用相应的安全技术和安全机制，以确保成效评价工具的主机安全、物理安全、数据安全、应用安全以及网络安全。（4)可靠性原则:采用高可靠方案,以确保成效评价工具能够长期稳定可靠运行。(5)可拓展性原则：考虑评价手段的未来发展,使成效评价工具满足不仅当前需求，还能在未来进行升级、更新和功能扩展。采用柔性设计，确保成效评价工具具有良好的可扩展性和灵活的业务处理能力。3.3设计方案成效评价工具的主要业务功能包括指标查询、分层展示、指标薄弱环节分析、报表统计、系统功能以及权重计算参数维护等。其具体的业务架构如图1所示。分层展现按层级展现按类型展现趋势分析对比分析一级指标薄弱环节分析权重计算参数维护指标权重查询指标模糊权重查询权重标度矩阵维护图1 电网电能量采集系统成效评价工具业务架构图25指标查询报表统计按时间查询按单位查询按名称查询按类型查询指标薄弱环节分析子指标薄弱环节分析权限管理系统日志一级指标统计按单位统计分单位尊弱环节分析系统功能口令管理系统都助子指标统计按时间段统计26指标查询分为时间、单位、名称以及类型等维度的查询；分层展现可按类型、层级展现，可进行对比、趋势分析；指标薄弱环节分析可对不同单位、一级指标、子指标的薄弱环节进行分析；报表统计可按时间、单位统计，也可对一级指标和子子指标进行统计；系统功能主要包含系统帮助、口令管理、权限管理以及日志；权重计算参数维护可根据指标模糊权重、指标权重查询，也可对权重标度矩阵进行维护。3.4业务功能实现报表中心采用成熟的平台工具，具备自动调度和数据汇总等功能。该成效评价工具支持多种数据展示方式，包括面积图、折线图、柱状图、饼图以及文字说明等。它的展示功能包括：（1)能够按照不同分类进行展示；（2）允许在同一表格中展示相关的指标；（3)具备自然日计算和数据汇总的功能。该成效评价工具实现了对信息采集系统多个子指标不同层级、不同维度的分析、统计及展现等功能。4结束语基于大数据的电网电能量信息采集系统是智能电网的基础,对于采集系统和其他信息系统的量化评(上接第2 0 页）织合作,全程参与“X”证书标准的制定，以更好地掌握职业技能要求的变化,及时调整教学模式。此外，教师也需要提高自我认知和职业素养，主动参加国培和省培项目,以提升自身的理论和技能水平,并获取“1+X证书考评员资格证。最后，教学团队应该避免“各自为营”的情况，而是要统一协调，创建一套完善的Web前端开发平台共享课程，使学生可以随时通过网络教学平台学习，针对知识点和技能点进行查漏补缺。5结束语职业教育旨在为学生提升综合职业能力，这是职业教育推行“三教”改革的最终目标。在国家大力推行“1+X证书制度的背景下,高职院校试点Web前端开发职业技能等级证书的任务更加紧迫。为跟上时代的步伐,高校应该积极迎合Web前端行业的发展和专业技术的不断更新，同时要确保与相关政策文件相一致。与企业紧密合作,以深度融合“1”与“X”的人计算机应用文摘价具有重要意义。我们需要加大对信息系统量化评价体系设计的研究力度，以设计更为有效和实用、更符合采集系统的技术和需求的量化评价体系与成效评价工具。本文介绍了两种评价方法，结合了电网电能量采集系统的业务特点,并选择了其中一种方法，建立了一套评价体系并设计了成效评价工具，旨在为相关研究提供参考。参考文献：1 王佳仁.基于大数据分析的一流电网评价指标体系研究J.上海节能,2 0 2 2(12):1541-1547.2张人元,王靖.基于用电感知价值评价体系的配电网精益规划管理实践 J.工程与建设，2 0 2 2,36(6：18 6 6-18 6 9.3符艺超,吴海杰,王联智,等.基于改进RRT算法的电能量数据质量整体评价系统设计 J.电子设计工程，2 0 2 2,30(16):181-184+189.4谢瀚阳,江疆,彭泽武,等.基于熵权法的智能电网管理水平评价指标量化方法 J.微型电脑应用,2 0 2 2,38（7)：6 9-72.作者简介：郭永强（19 7 7 一），硕士，高级工程师，研究方向：信息系统运维。才培养模式,构建课程体系,加强学生实践技能培养，鼓励教师深人企业学习，提升“双师型”教师团队的素质，注重提高教师的教学水平，积极推进教学改革，不断推陈出新,确保“1+X”证书制度的有效实施。参考文献：1李鹏飞.1+X证书制度与Web前端开发专业融合的探索J.信息与电脑（理论版）,2 0 2 0,32（4)：2 19-2 2 2.2张远平,郭伟东,李永培.中职学校计算机专业1+X证书培训教学策略探析一以Web 前端开发证书为例 J.计算机教育,2 0 2 2,32 6(2):17 9-18 2.3 MCCLELLAND D C.Testing for competence rather than forintelligence J.The American psychologist,1973,28(1):1-14.4张晓刚.1+X证书制度试点工作存在的问题与对策 J.教育与职业,2 0 2 1,9 9 1(15):52-56.作者简介：许至晶（19 9 5一），硕士，助教，研究方向：Web前端、职业教育。2023 年第2 1期