基于大數據的費控用戶日電量電費計算及分析系統的設計與實施

楊松 吳方權 周玲 劉亦馳

摘 要 為適應國家電力體制改革，更好地提高電費回收率，降低電費回收風險，提高企業經濟效益、管理效益以及客戶滿意度，南方電網公司于2015年2月12日下發了關于印發《南方電網公司安全費控體系建設推進工作方案》的通知。貴州電網有限責任公司（簡稱“貴州電網”）根據方案要求，結合貴州電網業務實際，確保費控業務能穩定地和有預見性地開展，需要建設獨立的大數據費控計費平臺。本項目通過對各項電能量關鍵數據的集成，經過系統計算實現日電量、日電費的測算與分析，為貴州電網開展遠程費控業務提供信息化支撐的能力。通過本項目的實施，提高電費回收率，降低電費回收風險。

關鍵詞 大數據;電力營銷;費控;實時計算系統;設計

引言

隨著電力改革的深入以及為客戶為中心的市場服務戰略的推進，南方電網與時俱進提出了遠程費控的業務建設需求。營銷系統的系統內的費控是基于營銷系統數據庫服務器上的功能模塊，可用以小規模的量、費的計算，但是如若每天進行大規模費控測算，勢必會對營銷的生產環境帶了相當的壓力，同時會給營銷生產運行帶來了很大的風險。為使得公司關于費控“存量帶動增量”的戰略部署能夠落地，確保費控業務能穩定地和有預見性地開展，需要建設獨立的費控大數據費控計費平臺。

1系統架構設計

大數據平臺電費計算系統采取省公司集中部署的方式，應用服務器、數據庫服務器、數據中心大數據平臺均部署在公司內網環境中。系統通過Web Service接口服務與營銷系統集成，實現費控用戶預警、停電工單數據的實時推送。系統與數據中心大數據平臺網絡互通，獲取費控用戶的檔案、表碼的基礎數據，用于每日的量費計算[1]。具體部署架構如下圖：

2系統功能設計

2.1 檔案管理

對于納入費控業務管理用戶的查詢，主要數據包括供電單位、營業區域、用電類型、用戶類型、用戶編號、用戶名稱、用電地址、用戶狀態、預警閥值設置、催費閥值設置、停電閥值設置、抄表區段、抄表人員、建檔時間;設置的閥值支持用戶測算后余額與各類閥值進行比對。

2.2 費控計算

基于數據中心大數據平臺，利用Spark大規模計算引擎技術，搭建一套費控計算平臺。計算平臺實時同步大數據平臺中的費控用戶表碼、檔案數據，并根據表碼核查規則篩查正常表碼用戶進行計算。

計算平臺為了保證算法高效的、靈活的調用，針對不同的用戶類別設計不同的算法庫，每種算法庫里只包含和當前用戶算費相關的算法。

計算平臺以計量系統每天上傳的表碼信息為基礎，結合南網營銷的電量計算規則，對全省遠程費控用戶計算當日電量。電量計算完成后，計算平臺按照電費計算規則進行電費計算。

電量、電費計算完成后，計算平臺將計算結果保存到系統生產數據庫中，用于結果展示、量費驗證及量費追溯等服務。

2.3 量費分析

在遠程費控功能中，由于每天計算的遠程費控表碼數據與產生的電量電費信息都是幾千萬的數據，要對數據進行統計分析需要很長的時間，不利于功能展示和操作體驗。為此項目中對于統計相關功能采用統計與展示分離的操作：費控計算模塊根據業務需要進行數據統計，并將統計數據回寫到營銷系統費控模塊的相關數據庫表中，統計結果的展示在營銷系統中實現。

2.4 運行監控

費控實時計算系統在運行中會有許多計算節點產生，為保證系統計算過程的穩定運行需要對系統運行情況進行監控，并將監控數據進行圖形化展示。需要監控的運行任務包括：計量點數據異常監控、費控計算過程監控、費控覆蓋情況監控、計量表碼集成監控、營銷檔案集成監控等。

2.5 任務調度

費控計算是一個系統性工程，這個過程需要啟動多個任務進行協作，例如營銷檔案同步、計量表碼數據集成、費控計算、費控驗證等等。任務調度管理模塊可以協調它們之間的運行與調度，確保多個作業之間高效、平穩、有序運行[2]。

3系統關鍵技術

利用數據離線批處理技術Spark+HDFS快速進行計費檔案信息核查、電費預算業務處理，用以支撐省、市、縣、所四級應用。分析和計算所需的營銷計費檔案、核算檔案、用采表碼示值信息等數據，統一從大數據平臺接入。

3.1 Spark計算引擎

費控實時計算系統，依托省級數據中心大數據平臺用戶檔案數據和表碼數據，運用Spark核心技術傳輸、加載、計算電量電費，為費控實時計算系統提供最核心的“計費引擎”組件，支撐營銷業務為用電客戶提供高效、個性化用電服務。

3.2 Hadoop海量數據儲存

針對永久性數據存儲引入了HDFS分布式、多副本文件存儲策略，能充分確保數據的完整性，并具有良好的高可靠、高擴展、高容錯性。

4系統運行效益

4.1 管理效益

利用大數據平臺的處理能力進行數據的清理、匯總，完成指標的統計分析，對費控的運行全面監測、全景展現，及時監控執行效果，不斷提升企業和群眾用電便利性、滿意率和獲得感，全面提高了供電服務水平。

4.2 社會效益

“企業管理向精益化方向轉變”是南方電網公司在中長期發展戰略中提出的“兩個轉變”戰略路徑之一，供電企業管理向精益化方向轉變已逐漸成為行業中的共識，企業運營管控營銷域項目必須實現南方電網公司戰略落地，支撐企業業務目標的實現。通過對營銷域業務的運營監控，實現營銷業務的優化與完善，對服務功能及程序進行重新整合，對新業務需求不斷補充，構建信息高度共享、流程運轉通暢、科學規范統一的業務應用，不斷提升電力營銷業務的流程化、規范化、自動化，提升企業精益化管理水平。

4.3 經濟效益

費控運行監控提供實時在線、全視角提高對業務經營管理水平，提高對業務綜合展現和分析決策的能力，更好地為營銷業務的協作提供支撐，進而提高企業的業務運作效率。費控實時計算系統項目的實施不僅能夠提升營銷業務管理，還能實現南方電公司管理的精益化和集約化，切實減少人工工作量，提高了工作效率，帶來直接的經濟效益。

5結束語

在本項目整個建設過程中，嚴格按照開展遠程費控的相關政策與業務要求，遵守管理規定和規范，完成電力營銷費控實時計算系統建設，進而支撐公司遠程費控業務的開展。在管理方面，有效地提高電費回收率，降低電費回收風險;在客戶服務方面，能夠通過每天的量費計算分析及早識別欠費與異常用電戶返給營銷管理系統進行處理，從而更及時對電力用戶提供用電提醒服務。系統整體性能良好、運行穩定，能夠滿足全省費控業務的要求。

參考文獻

[1] 蘭星.基于大數據的電力營銷遠程實時費控系統設計[J].裝備維修技術，2020（2）：367.

[2] 沈佳星，尹鵬，張朝乾，等.大數據時代下電力營銷服務平臺的構建及路徑[J].電子技術與軟件工程，2019（3）：162.

作者簡介

楊松（1982-），男，貴州省銅仁市人;職稱：高級工程師，現就職單位：貴州電網有限責任公司信息中心。