Distributed Technology Based Design and Application of Master Station System for Power Consumption Information Acquisition

Qi QIAN; Haifeng YAN; Weining TANG; Huaqin QIN; Xianqin MA

doi:10.7500/AEPS20210527001

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Distributed Technology Based Design and Application of Master Station System for Power Consumption Information Acquisition

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Distributed Technology Based Design and Application of Master Station System for Power Consumption Information Acquisition
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 23, Pages: 170-178(2021)
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
  2.北京科东电力控制系统有限责任公司，北京市 100192
  3.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，吉林省长春市 130022
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5400-202027212A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20210527001
  CLC：
- Received：27 May 2021，
  
  Revised：2021-07-04，
  
  Published Online：20 October 2021，
  
  Published：10 December 2021
- 稿件说明：
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钱奇,闫海峰,唐伟宁等.基于分布式技术的用电信息采集主站系统设计与应用[J].电力系统自动化,2021,45(23):170-178.

QIAN Qi,YAN Haifeng,TANG Weining,et al.Distributed Technology Based Design and Application of Master Station System for Power Consumption Information Acquisition[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):170-178.
钱奇,闫海峰,唐伟宁等.基于分布式技术的用电信息采集主站系统设计与应用[J].电力系统自动化,2021,45(23):170-178. DOI： 10.7500/AEPS20210527001.

QIAN Qi,YAN Haifeng,TANG Weining,et al.Distributed Technology Based Design and Application of Master Station System for Power Consumption Information Acquisition[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):170-178. DOI： 10.7500/AEPS20210527001.

摘要

随着用户侧数据采集设备的发展及电网业务对用户侧采集数据的深化应用，当前电力用户用电信息采集主站系统在数据采集、计算、入库等方面出现瓶颈，无法满足业务快速发展的需求。针对营销数字化转型发展的需要，基于分布式架构、异步网络、并行计算与分布式存储等技术，文中提出一种具有高频实时采集特征的主站系统技术方案，在采集通信层、任务调度层、分布式存储层及并行计算层4个层面全面解决高频并发交互、复杂任务调度、海量数据存储及实时计算的效率问题。通过中国某省级工程应用表明，所提出的方案可显著提升用电信息采集主站的采集能力，改善集中式采集主站性能。

Abstract

With the development of user-side data acquisition equipment and the intensified application of power grid business to user-side acquisition data

the current main station system for user power consumption information acquisition has bottlenecks in the aspects of data acquisition

calculation and storage

which cannot meet the demands of rapid business development. In order to meet the demands of marketing digital transformation and development

based on the distributed architecture

asynchronous network

parallel computing and distributed storage technology

this paper proposes a technical scheme of master station system with high-frequency real-time acquisition characteristics. This scheme comprehensively solves the efficiency problems of high-frequency concurrent interaction

complex task scheduling

massive data storage and real-time computing in the four levels of collection and communication layer

task scheduling layer

distributed storage layer and parallel computing layer. The application of a provincial project in China shows that the proposed scheme can significantly improve the acquisition capacity of the master station for power consumption information acquisition

and improve the performance of centralized acquisition master station.

关键词

Keywords

references

习近平 . 关于《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议》的说明［J］. 新长征， 2020 （ 12 ）： 4 - 7 .

XI Jinping . Explanation on the “proposals of the Central Committee of the Communist Party of China on formulating the 14th Five-year Plan for national economic and social development and the long-term goals for 2035 ”［J］. New Long March ， 2020 （ 12 ）： 4 - 7 .

余潇潇，宋福龙，周原冰，等 . “新基建”对中国“十四五”电力需求和电网规划的影响分析［J/OL］. 中国电力： 1 - 7 ［ 2021-02-08 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.tm.20210113.1016.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.tm.20210113.1016.002.html .

YU Xiaoxiao ， SONG Fulong ， ZHOU Yuanbing ， et al . Investigations on the impact of new infrastructure on electricity forecast and power system planning during the 14th Five-year Plan period ［J/OL］. Electric Power ： 1 - 7 ［ 2021-02-08 ］. http：//kns.cnki.net/ kcms/detail/11.3265.tm.20210113.1016.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.tm.20210113.1016.002.html .

陈皓勇，李志豪，陈锦彬，等 . 电力物联网：数据科学视角及商业模式［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 22 ）： 33 - 40 .

CHEN Haoyong ， LI Zhihao ， CHEN Jinbin ， et al . Power Internet of Things： data science perspective and business models ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 22 ）： 33 - 40 .

刘林，祁兵，李彬，等 . 面向电力物联网新业务的电力通信网需求及发展趋势［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 8 ）： 3114 - 3128 .

LIU Lin ， QI Bing ， LI Bin ， et al . Requirements and developing trends of electric power communication network for new services in electric Internet of Things ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 8 ）： 3114 - 3128 .

刘永辉，张显，孙鸿雁，等 . 能源互联网背景下电力市场大数据应用探讨［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 11 ）： 1 - 10 .

LIU Yonghui ， ZHANG Xian ， SUN Hongyan ， et al . Discussion on application of big data in electricity market in background of Energy Internet ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 11 ）： 1 - 10 .

李克强，韩学山 . 含分布式能源的配电网实时最优潮流分布式算法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 20 ）： 54 - 61 .

LI Keqiang ， HAN Xueshan . Distributed algorithm of real-time optimal power flow for distribution network with distributed energy resource ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 20 ）： 54 - 61 .

洪智勇，林青瑜 . 基于电力载波通信的泛在低压泛在电力物联网共享终端的设计［J］. 电子测试， 2019 （ 18 ）： 28 - 29 .

HONG Zhiyong ， LIN Qingyu . Design of ubiquitous low-voltage ubiquitous power Internet of Things sharing terminal based on power carrier communication ［J］. Electronic Test ， 2019 （ 18 ）： 28 - 29 .

王林童，赵腾，张焰，等 . 配用电大数据多源集成及存储优化方法［J］. 高电压技术， 2018 ， 44 （ 4 ）： 1131 - 1139 .

WANG Lintong ， ZHAO Teng ， ZHANG Yan ， et al . Multi-source integration and storage optimization method for big data of power distribution and utilization ［J］. High Voltage Engineering ， 2018 ， 44 （ 4 ）： 1131 - 1139 .

宋晓林，孙刚，徐军，等 . 电力用户用电采集系统故障诊断技术研究［J］. 电测与仪表， 2019 ， 56 （ 19 ）： 97 - 101 .

SONG Xiaolin ， SUN Gang ， XU Jun ， et al . Research on fault diagnosis technology of electricity acquisition system for electric power users ［J］. Electrical Measurement & Instrumentation ， 2019 ， 56 （ 19 ）： 97 - 101 .

刘璐 . 用电信息采集系统在电力营销中的应用［J］. 电子技术， 2021 ， 50 （ 3 ）： 186 - 187 .

LIU Lu . Application of power consumption information acquisition system in power marketing ［J］. Electronic Technology ， 2021 ， 50 （ 3 ）： 186 - 187 .

冷华，钱玉麟，朱吉然，等 . 省级配电自动化主站的停电信息资源池功能设计［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 13 ）： 150 - 156 .

LENG Hua ， QIAN Yulin ， ZHU Jiran ， et al . Function design of power outage information resource pool for provincial distribution automation main station ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 13 ）： 150 - 156 .

余琦，张迎平，吴佼，等 . 数据库架构去IOE的研究与应用综述［J］. 控制工程， 2020 ， 27 （ 1 ）： 168 - 173 .

YU Qi ， ZHANG Yingping ， WU Jiao ， et al . A survey on the study and application of database architecture removal of IOE ［J］. Control Engineering of China ， 2020 ， 27 （ 1 ）： 168 - 173 .

李俊楠，李伟，李会君，等 . 基于大数据云平台的电力能源大数据采集与应用研究［J］. 电测与仪表， 2019 ， 56 （ 12 ）： 104 - 109 .

LI Junnan ， LI Wei ， LI Huijun ， et al . Research on big data acquisition and application of power energy based on big data cloud platform ［J］. Electrical Measurement & Instrumentation ， 2019 ， 56 （ 12 ）： 104 - 109 .

何恒靖，赵伟，黄松岭，等 . 云计算在电力用户用电信息采集系统中的应用研究［J］. 电测与仪表， 2016 ， 53 （ 1 ）： 1 - 7 .

HE Hengjing ， ZHAO Wei ， HUANG Songling ， et al . Research on the application of cloud computing in power user electric energy data acquisition system ［J］. Electrical Measurement & Instrumentation ， 2016 ， 53 （ 1 ）： 1 - 7 .

周铁峰 . 基于大数据的用户用电信息采集系统的设计与实现［D］. 北京：华北电力大学， 2018 .

ZHOU Tiefeng . Design and implementation of an electrical information acquisition system for users based on big data ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2018 .

高晟洋 . 基于分布式架构的用电信息采集系统设计与实现［D］. 郑州：郑州大学， 2020 .

GAO Shengyang . Design and implementation of electric energy data acquire system based on distributed architecture ［D］. Zhengzhou ： Zhengzhou University ， 2020 .

柳伟卫 . 分布式系统常用技术及案例分析［M］. 北京：电子工业出版社， 2017 .

LIU Weiwei . Common techniques and case analysis of distributed systems ［M］. Beijing ： Publishing House of Electronics Industry ， 2017 .

张子仪，蔡泽祥，郭采珊，等 . 面向泛在电力物联网的分布式云数据中心优化选址［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 3 ）： 36 - 42 .

ZHANG Ziyi ， CAI Zexiang ， GUO Caishan ， et al . Optimization of distributed cloud computing data center layout for ubiquitous power Internet of Things ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 3 ）： 36 - 42 .

LI J ， LI H S ， XU Z P ， et al . Research on wide-area distributed power quality data fusion technology of power grid ［C］// 2019 IEEE 4th International Conference on Cloud Computing and Big Data Analysis （ICCCBDA）， April 12-15 ， 2019 ， Chengdu， China ： 185 - 188 .

何长杰，白治江 . 云环境下基于改进蚁群算法的任务调度［J］. 计算机技术与发展， 2018 ， 28 （ 12 ）： 13 - 16 .

HE Changjie ， BAI Zhijiang . Task scheduling based on improved ant colony algorithm in cloud environment ［J］. Computer Technology and Development ， 2018 ， 28 （ 12 ）： 13 - 16 .

宋俊辉，冯岩 . 负载均衡的分布式系统任务调度优化算法［J］. 吉林大学学报（理学版）， 2017 ， 55 （ 2 ）： 383 - 387 .

SONG Junhui ， FENG Yan . Task scheduling optimization algorithm in distributed system with load balancing ［J］. Journal of Jilin University （Science Edition）， 2017 ， 55 （ 2 ）： 383 - 387 .

邬林 . 基于消息队列的用电信息采集技术的研究与实现［D］. 北京：华北电力大学， 2019 .

WU Lin . Research and implementation of information collection technology based on message queue ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2019 .

吴庆曦，彭晖，王瑾，等 . 电网调控集群分布式实时数据库的设计与关键技术［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 22 ）： 89 - 95 .

WU Qingxi ， PENG Hui ， WANG Jin ， et al . Design and key technologies of cluster based distributed real-time database for power dispatching and control system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 22 ）： 89 - 95 .

严成武 . 支持分库分表和读写分离的ORM框架的设计与实现［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2016 .

YAN Chengwu . Design and implementation of the ORM framework supporting database sharding and read/write seperating ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2016 .

戴仁昶，王亚伟，刘广一，等 . 电力系统预想故障分析GPU并行和图并行计算的比较研究［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2064 - 2069 .

DAI Renchang ， WANG Yawei ， LIU Guangyi ， et al . Research on GPU based and graph computing based contingency analysis ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2064 - 2069 .

金晟，苏盛，曹一家，等 . 基于格兰杰归因分析的高损台区窃电检测［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 23 ）： 82 - 89 .

JIN Sheng ， SU Sheng ， CAO Yijia ， et al . Electricity-theft detection for high-loss distribution area based on Granger causality analysis ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 23 ）： 82 - 89 .

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