基于大数据的费控用户日电量电费计算及分析系统的设计与实施

杨松 吴方权 周玲 刘亦驰

摘 要 为适应国家电力体制改革，更好地提高电费回收率，降低电费回收风险，提高企业经济效益、管理效益以及客户满意度，南方电网公司于2015年2月12日下发了关于印发《南方电网公司安全费控体系建设推进工作方案》的通知。贵州电网有限责任公司（简称“贵州电网”）根据方案要求，结合贵州电网业务实际，确保费控业务能稳定地和有预见性地开展，需要建设独立的大数据费控计费平台。本项目通过对各项电能量关键数据的集成，经过系统计算实现日电量、日电费的测算与分析，为贵州电网开展远程费控业务提供信息化支撑的能力。通过本项目的实施，提高电费回收率，降低电费回收风险。

关键词 大数据;电力营销;费控;实时计算系统;设计

引言

随着电力改革的深入以及为客户为中心的市场服务战略的推进，南方电网与时俱进提出了远程费控的业务建设需求。营销系统的系统内的费控是基于营销系统数据库服务器上的功能模块，可用以小规模的量、费的计算，但是如若每天进行大规模费控测算，势必会对营销的生产环境带了相当的压力，同时会给营销生产运行带来了很大的风险。为使得公司关于费控“存量带动增量”的战略部署能够落地，确保费控业务能稳定地和有预见性地开展，需要建设独立的费控大数据费控计费平台。

1系统架构设计

大数据平台电费计算系统采取省公司集中部署的方式，应用服务器、数据库服务器、数据中心大数据平台均部署在公司内网环境中。系统通过Web Service接口服务与营销系统集成，实现费控用户预警、停电工单数据的实时推送。系统与数据中心大数据平台网络互通，获取费控用户的档案、表码的基础数据，用于每日的量费计算[1]。具体部署架构如下图：

2系统功能设计

2.1 档案管理

对于纳入费控业务管理用户的查询，主要数据包括供电单位、营业区域、用电类型、用户类型、用户编号、用户名称、用电地址、用户状态、预警阀值设置、催费阀值设置、停电阀值设置、抄表区段、抄表人员、建档时间;设置的阀值支持用户测算后余额与各类阀值进行比对。

2.2 费控计算

基于数据中心大数据平台，利用Spark大规模计算引擎技术，搭建一套费控计算平台。计算平台实时同步大数据平台中的费控用户表码、档案数据，并根据表码核查规则筛查正常表码用户进行计算。

计算平台为了保证算法高效的、灵活的调用，针对不同的用户类别设计不同的算法库，每种算法库里只包含和当前用户算费相关的算法。

计算平台以计量系統每天上传的表码信息为基础，结合南网营销的电量计算规则，对全省远程费控用户计算当日电量。电量计算完成后，计算平台按照电费计算规则进行电费计算。

电量、电费计算完成后，计算平台将计算结果保存到系统生产数据库中，用于结果展示、量费验证及量费追溯等服务。

2.3 量费分析

在远程费控功能中，由于每天计算的远程费控表码数据与产生的电量电费信息都是几千万的数据，要对数据进行统计分析需要很长的时间，不利于功能展示和操作体验。为此项目中对于统计相关功能采用统计与展示分离的操作：费控计算模块根据业务需要进行数据统计，并将统计数据回写到营销系统费控模块的相关数据库表中，统计结果的展示在营销系统中实现。

2.4 运行监控

费控实时计算系统在运行中会有许多计算节点产生，为保证系统计算过程的稳定运行需要对系统运行情况进行监控，并将监控数据进行图形化展示。需要监控的运行任务包括：计量点数据异常监控、费控计算过程监控、费控覆盖情况监控、计量表码集成监控、营销档案集成监控等。

2.5 任务调度

费控计算是一个系统性工程，这个过程需要启动多个任务进行协作，例如营销档案同步、计量表码数据集成、费控计算、费控验证等等。任务调度管理模块可以协调它们之间的运行与调度，确保多个作业之间高效、平稳、有序运行[2]。

3系统关键技术

利用数据离线批处理技术Spark+HDFS快速进行计费档案信息核查、电费预算业务处理，用以支撑省、市、县、所四级应用。分析和计算所需的营销计费档案、核算档案、用采表码示值信息等数据，统一从大数据平台接入。

3.1 Spark计算引擎

费控实时计算系统，依托省级数据中心大数据平台用户档案数据和表码数据，运用Spark核心技术传输、加载、计算电量电费，为费控实时计算系统提供最核心的“计费引擎”组件，支撑营销业务为用电客户提供高效、个性化用电服务。

3.2 Hadoop海量数据储存

针对永久性数据存储引入了HDFS分布式、多副本文件存储策略，能充分确保数据的完整性，并具有良好的高可靠、高扩展、高容错性。

4系统运行效益

4.1 管理效益

利用大数据平台的处理能力进行数据的清理、汇总，完成指标的统计分析，对费控的运行全面监测、全景展现，及时监控执行效果，不断提升企业和群众用电便利性、满意率和获得感，全面提高了供电服务水平。

4.2 社会效益

“企业管理向精益化方向转变”是南方电网公司在中长期发展战略中提出的“两个转变”战略路径之一，供电企业管理向精益化方向转变已逐渐成为行业中的共识，企业运营管控营销域项目必须实现南方电网公司战略落地，支撑企业业务目标的实现。通过对营销域业务的运营监控，实现营销业务的优化与完善，对服务功能及程序进行重新整合，对新业务需求不断补充，构建信息高度共享、流程运转通畅、科学规范统一的业务应用，不断提升电力营销业务的流程化、规范化、自动化，提升企业精益化管理水平。

4.3 经济效益

费控运行监控提供实时在线、全视角提高对业务经营管理水平，提高对业务综合展现和分析决策的能力，更好地为营销业务的协作提供支撑，进而提高企业的业务运作效率。费控实时计算系统项目的实施不仅能够提升营销业务管理，还能实现南方电公司管理的精益化和集约化，切实减少人工工作量，提高了工作效率，带来直接的经济效益。

5结束语

在本项目整个建设过程中，严格按照开展远程费控的相关政策与业务要求，遵守管理规定和规范，完成电力营销费控实时计算系统建设，进而支撑公司远程费控业务的开展。在管理方面，有效地提高电费回收率，降低电费回收风险;在客户服务方面，能够通过每天的量费计算分析及早识别欠费与异常用电户返给营销管理系统进行处理，从而更及时对电力用户提供用电提醒服务。系统整体性能良好、运行稳定，能够满足全省费控业务的要求。

参考文献

[1] 兰星.基于大数据的电力营销远程实时费控系统设计[J].装备维修技术，2020（2）：367.

[2] 沈佳星，尹鹏，张朝乾，等.大数据时代下电力营销服务平台的构建及路径[J].电子技术与软件工程，2019（3）：162.

作者简介

杨松（1982-），男，贵州省铜仁市人;职称：高级工程师，现就职单位：贵州电网有限责任公司信息中心。