智能電網系統建設中的三戶模型設計研究

曹港基 江靖

摘? 要：隨著智能電網的發展和《國務院辦公廳關于加快電力市場化改革的意見》（1439號文）的頒布，電力市場化改革步伐加快，電力輸配用各環節業務形態可能發生改變。作為供電企業的市場營銷系統，隨著電網市場化改革的推進，客戶賬戶管理將變得更加復雜。因此，該文立足于智能電網的發展形勢和電力改革的方向，基于大數據時代的相關知識體系，從源頭開始探索電力行業的三戶模型，并以此為案例，逐步分層研究當前電力相關數據管理的思路。

關鍵詞：數據庫設計；數據質量；三戶模型

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）07-0138-04

Abstract： With the development of smart grid， especially with the issuance of document No.1439， the pace of electricity market-oriented reform has been accelerated. The business models in the transmission， distribution， and consumption sectors may undergo changes. As the marketing system of power supply enterprises， the customer account management will become increasingly complex with the progress of electricity market-oriented reform. This paper will focus on the development situation of smart grid and the direction of power reform， based on the relevant knowledge system of the big data era， and explore from the source. Taking the three-party model of the power industry as an example， this paper will study the train of thought of current power-related data management step by step and layer by layer.

Keywords： database design; data quality; three-household model

0? 引? 言

俗話說“武功再高也怕菜刀”，在大數據時代背景下，技術人員并非缺少大數據分析的技術，也不缺少大數據挖掘的工具，更不缺少分布式計算的硬件。但是，當大數據中心獲取到的數據是缺少邏輯關系，而且是存在靈活多變關聯的數據，相信再先進的技術也無法從一堆“散沙”式的數據中提取到有價值的數據。以電力行業的三戶模型為例，如果在數據庫設計階段沒有從根本上厘清客戶、用電戶、結算戶、計量點的關聯關系，而且沒有制定統一的數據約束，隨著數據量的不斷增大，數據質量就會下降，最后將進入無序狀態，誰也不敢相信哪個數據是正確，哪個數據是錯誤的。本文將以數據庫設計的原理開始，探索數據質量的治理的根源原理。

1? 數據庫設計雜談

數據庫設計（Database Design）是指對于一個給定的應用環境，構造最優的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。在數據庫設計的過程中，邏輯結構設計是最重要環節之一，這將決定著數據質量的關鍵因素之一。要設計出科學的數據關聯結構，需要遵守一致性原則、完整性原則、安全性原則、可伸縮性原則、可擴展性原則、規范化原則。基于這次原則，已經是老生常談的話題，本文將不作細節論述，但從中需要重點明確三個問題[1]。

首先，在數據庫設計中需要盡量避免表與表的多對多的關聯關系。多對多的關聯性會容易造成數據維護難度增大，如果沒有嚴格的約束力之下，技術人員一個小錯誤就會造成災難性的后果。當遇到多對多的關聯性，我們應該拆分為1： N及N ：1的關系。

其次，為了保障數據屬性的一致性，相同的屬性定義原則上不能同時存放在多個實體中。特別在主干的表體系中，要盡量避免同一定義屬性存放在多個表中。比如手機號碼，原則上手機號碼只能掛靠在某一個實體下，如果多處掛靠就破壞了數據的一致性原則，多處掛靠在數據修改時是難于確保數據能同時被修改，如果只修改一處，隨著數據的增多，最后就難于保證哪種掛靠的手機號碼是正確的[2]。

最后，為了提升數據的維護能力，復雜關聯關系的表實體設計要呈現樹型結構，盡量避免環型的結構。樹型結構最大的優勢是找到數據的源頭，只要牽住牛頭，數據的維護就會變得簡單。如圖1，從數據維護的難度及復雜性，通常比較合理的數據表設計偏向樹形結構。

2? 電力數據質量研究

中國電力改革從1997年到2022年可劃分為四個階段。其中2015年中共中央、國務院頒發了《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》，明確了“管住中間，放開兩頭的”政策，電力行業售電環節進入市場化。2021年電力進入新時代，發改委頒發《關于進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知》取消目錄電價，這意味著國家一直在堅持推動電力市場化改革不動搖。那么，將來電力領域的市場化將會越來越高，電力公司將要面臨兩種職能，既要肩負著國家賦予的民生兜底責任，同時也要面對市場化競爭的局面。所以作為電力公司，要重點關注數據質量的管理能力提升，特別關乎客戶的消費側數據[3]。

隨著電力企業的市場化改革的不斷深入，傳統的觀念導致電力企業在轉型中遇到頗多障礙，以數據處理能力方面為例，當前的數據整合能力還存在比較大的短板，不合理的使用不正確的數據將會導致數據質量下降。數據信息是企業重要的戰略資源，合理有效地使用正確的數據能為企業做出正確的決策，擴展企業的服務范圍，提高企業的競爭能力。基于作者對電力的運營情況觀察，以三戶模型為例，當前的數據質量還存在以下問題。

首先，缺乏新業務拓展的支撐能力。電力企業的產業鏈在不斷升級，除了基礎用電產品以外還增加了綜合能源產業、電動汽車產業、保險金融產業等。當這些新興產業的誕生，企業在客戶資源整合方面存在比較大的缺陷。比如普通用電戶購買了電動汽車產品同時也購買了保險金融產品，理論上客戶的檔案、賬單等信息是共用的。猶如在京東購買商品，客戶一處注冊就能在不同的商家中選購商品，而且客戶都能將賬單整合起來統一支付，并且綁定相同的地址讓商品配送到指定的位置，當訂單完成后，客戶能統一獲得積分，還能統一對商品開展評價。如果客戶賬戶有余額，客戶還能夠使用余額對各種商品進行結算。然而，目前的電力企業是無法滿足以上的應用場景，其根本原因是三戶模型的設計存在缺陷，無法將電力企業旗下的產品、賬單、訂單、金額融為一體。

其次，缺失跨地區共享能力。當客戶A在北京購買了住宅，與北京電力公司簽署了用電合同，并提交了客戶的資料。客戶A繼續在佛山購買了房產，與佛山電力公司簽署了用電合同，又提交了一次客戶資料。后續在昆明購買房產、商鋪，同樣需要多次提交客戶資料，這種現象就是跨區共享能力缺失的表現。

3? 認識三戶模型

隨著計算機信息技術的發展，互聯網產業越來越普及，對于三戶模型的理解也隨之出現頗多版本的理解，曾經有人還拋出四戶模型五戶模型。三戶模型起源于電信運營圖，后續在電信、行業中得到廣泛使用，后續，只要是商品交易的行

業，三戶模型都適合使用。電雖然摸不著看不到，但從本質上說電也是一種商品，從發電廠生產然后經過輸電網進行運輸到配電網，再經配網輸送到各家各戶。這一系列過程就是商品生產交易的過程，雖然不同的行為對三戶的命名可能存在差異，但本質上三戶模型的內在原理是相通的。在電力行業中，三戶模型通常被命名為：客戶賬戶、用電戶賬戶、結算戶賬戶。下面將分步介紹電力行業的三戶模型的內在含義[4]。

首先論述客戶賬戶。從客戶賬戶的模型定義來分析客戶體現了社會域的信息，指自然人或者法人。法人一般被稱之為企業客戶，一般客戶指個人客戶。當供需合同簽署時，客戶賬戶的產生就意味著確定了需求方主體，客戶賬戶通常是指合同中的乙方（即用電需求方）。從賬單模型分析，客戶賬戶的法定身份就能明確賬單是誰的，是由誰購買了商品。那么，這也決定了發票的抬頭。根據以上理解，如果客戶想變更發票抬頭，變更賬單主體，原則上需要變更合同或者重簽合同。

其次論述用電戶賬戶。從用電戶賬戶的模型定義分析用戶是體用電服務的現服務實體，在電力行業用電戶是指用電地址，用電地址是明確電力供給方主體是誰。比如用電地址在中國廣州天河區，那么電力的供給方主體就是中國廣州天河區，未來客戶的賬單是由天河區的供電企業來提供服務，也就是說發票的開票方就是用電地址所管轄的供電公司。那么，原則上如果需要變更發票銷售方信息，那么合同需要重簽或變更。

最后論述結算賬戶。在電力行業中，結算賬戶通常與計量表計關聯，其之間的關系方式是1對1，即是一個電表對應一個結算賬戶。計量方式將決定著計費規則，比如是居民用電、商業用電，應該由結算賬戶來決定而非客戶決定。有些客戶擁有多套房產，多間公司的情況下，客戶旗下的用電賬戶是可以多種多樣的。再者，結算賬戶是明確商品名稱的標志，賬單明細及發票明細的商品各類是由結算賬戶的性質所決定。當用電業務需要變更，比如居民用電改為商業用電，那么結算賬戶需要變更，則合同也需要變更或者重簽[5]。

以上對三戶模型的定義理解，其圖解如圖1所示。

4? 三戶模型設計

根據數據庫的設計原則分析，數據并不是孤立存在的，數據之間往往存在著各種各樣的約束，不同的約束描述了數據的關聯關系，數據必須能夠滿足這種數據之間的關聯關系，而不能夠相互矛盾。合理的數據約束設計，能提高數據的真實性、完備性、自洽性，這是數據本身應具有的能力。可見數據庫的設計關聯關系的合理性，數據的約束性是解決數據質量的關鍵因素。

4.1? 常見的三戶模型設計

據筆者對各行業的三戶模型設計的研究，技術人員為了提升數據關聯的靈活性，將三戶模型設計成為環狀架構，如圖2所示。客戶賬戶與用電戶是1對多關系，客戶賬戶與結算戶也是1對多關系。用電戶及結算戶與計量點是1對多關系。銀行賬戶及發票信息與結算戶關系。這種設計過于靈活，數據容易出現隨意關聯現象，導致屬性來源多源。

首先，會導致客戶功能缺失、用電戶功能缺失。從圖2中可見，結算戶與用電戶是缺失關聯的，如果客戶A擁有多套房子及多間公司，而每個物業的計費規則是差異的，那么就難于設置每個用戶地址的計費規則，導致用電戶功能缺失。再者，客戶賬戶、用電戶、結算戶具有資金屬性，三個賬戶的欠費余額必須勾稽。第一，客戶賬戶余額等于所屬用戶賬戶余額之和；第二，用戶賬戶余額等于所屬結算賬戶余額之和。如果三個賬戶的關聯關系難于支撐這以上兩點的應用場景，即代表客戶功能缺失。

其次，數據維護是系統維護的重要內容之一，包括數據內容的維護（無錯漏、無冗余、無有害數據）、數據更新、數據邏輯一致性等方面的維護。為了確保數據的質量，信息系統通常會建設配套的數據質量監測系統負責監測數據的正確性，同時建立業務行為規范監控體系負責監測信息系統的業務行為的正確性。根據第一章論述數據庫設計原則分析，環狀形的關聯性欠缺合理性，數據質量檢測技術就要對每個實體進行管理，增加檢測的難度，降低數據質量監控能力。如圖3所示，無論從數據正確性監測還是從業務正確性監測方法錯綜復雜，難度都極高。

4.2? 正確的三戶模型設計

在探討模型設計前筆者需要重點論述客戶檔案與客戶賬戶的關系，參照銀行行業的管理經驗，客戶檔案通常由受理業務的所屬單位保管。那么在電力行為中，客戶經理受理用電需求時原則上客戶檔案由受理所屬供電公司保管，而開通的客戶賬戶信息是共享到全網，即一處注冊，全網通用。所以，三戶模型不等于客戶檔案，即是客戶檔案是不能全網共享的，但客戶賬戶、用電戶、結算戶信息是全網共享，因此三戶模型的設計就變得非常重要。

依照合同、發票、賬單等邏輯關系建立三戶模型關聯關系。如圖4所示，以個人或組織為單位，全局只有一個客戶賬戶，一個客戶賬戶可以擁有多個用戶賬戶。以不動產或位置為單位，全局只有一個用戶賬戶，一個用戶賬戶可以擁有多個結算賬戶。以合同及結算規則為單位，全局只有一個結算賬戶，一個結算賬戶有且只有一個計量點。

以手機號為唯一標識建立“干系人”數據表，干系人信息包括手機號、身份證號、郵箱以及微信、支付寶等聯系信息。客戶手機號除存放于干系人信息庫外，整個賬戶體系中只有客戶賬戶存放一個根手機號。客戶賬戶下的根手機號和根密碼主要用于客戶賬戶重大或重要業務辦理，如：密碼找回、大額支付、過戶等。

圍繞干系人通過客戶賬戶建立與用戶賬戶、結算賬戶的關系，支撐個人用戶開展分享（業主）、委托（二房東）、租賃（租客）等自主管理功能；支撐企業用戶開展催費聯系人（財務）、停電聯系人（電工）、電力市場交易聯系人（交易員）等多元業務角色自主管理；通過利益綁定提高客戶的數據質量。

遵循樹狀的邏輯結構關系約束，實現三個賬戶的欠費余額必須勾稽，客戶賬戶余額等于所屬用戶賬戶余額之和，用戶賬戶余額等于所屬結算賬戶余額之和。

5? 結? 論

隨著電力體制和電力市場化改革深入、加速推進，我國電力市場化環境發生了根本性的改變。電力行業由原來的垂直一體化壟斷經營，發展到目前放開發電、配電、售電、用電等環節。通過市場開放、引入競爭，誕生了各類新型電力市場主體，如：售電公司、增量配電公司、分布式光伏、用戶側儲能、綜合能源公司、負荷聚集商、虛擬電廠等，涌現出各種新的商業模式。在這些大背景下，電力公司的信息化建設需要合理地使用三戶模型管理客戶資源，為各市場主體提供開放、合理的技術支持，為推進新型電力系統建設貢獻應有的力量。

參考文獻：

[1] 侯艷瓊.電力營銷客戶檔案管理信息系統設計與實現 [D].成都：電子科技大學，2021.

[2] 閻立，張巍.電力系統項目實施過程中的數據管理 [J].現代電子技術，2011，34（15）：214-218.

[3] 鄭龍，張明明.電能量計量數據質量管理研究與應用 [J].制造業自動化，2012，34（19）：31-35.

[4] 姚振，王萍，宮政，等.基于微服務架構的電力公司管理信息系統 [J].微型電腦應用，2020，36（9）：146-149.

[5] 閔婕.電信系統CRM中三戶模型的設計與實現 [D].濟南：山東大學，2015.

作者簡介：曹港基（1981.05—），男，漢族，廣東茂名人，高級工程師，碩士研究生，主要研究方向：電力行業信息化規劃、建設；江靖（1987.03—），男，漢族，肇慶德慶人，高級工程師，本科，主要研究方向：電力行業信息化規劃、建設。