复杂计量方式下电费计算模型的设计与实现探讨

方寅堃

广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523000

摘要：本文就对在复杂的计量方式下，讨论电费计算模型的设计与实现，借助于参数化、公式化，来对电力系统中复杂的电费计算问题加以解决，并对电费计算模型与计算模型，相关设计思路进行简介。

关键词：复杂；计量方式；电费计算；模型；设计

电力系统作为一个具有实时性的系统，存在技术密集的特点，也是基于电力系统这些独特的性质，使其成为一个要求极高的复杂系统。我国本就有着不同地区发展不平衡的这一现状，其电网架构特色也各不相同，因而，电能计量方式复杂且多变，这也就决定了电费计算的复杂化特征。

一、电力系统的计量方式与计算特点

在电力系统中，依据电压，可将计量方式分成三类：高供高计、低供低计以及高供低计。

由于电网架构的不同以及用电户各不相同的实际用电情况，再加上地方政府的要求不同等因素，常常会使得电力部门的电能计量无法按照简单的方法加以计量，会有各种复杂情况随之产生，尤其是由于用户间的某些特殊约定，会导致计算规则变得更为复杂。

诸如这些繁多的不确定因素，使电费计算方法变得很难预测，这也就是各地方电力计费的特点所在。在电力系统里，电费计算的特性可以归纳为以下几点：第一，电量、电费结构组成非常复杂；第二，电量计算多样化、变压器损耗分摊多样化；第三，存在较多历史遗留或者是人为的不确定因素；第四，较强的政策性；第五，外在的市场因素变化影响。

基于上述这些特点，致使大部分电费计算系统在进行统一开发的时候都存在较大的局限性，无法与特殊用户提出的计算要求相符，而就开发者来说，也只能是在面对各种特殊情况的时候不断的针对开发一个个特殊计算程序。而为了更好的解决这一问题，设计出一个能够与各种计量情况相适应的计算模型有着至关重要的意义。

二、电费计算模型的设计思路分析

依据电力系统电费计算的特点，结合实际用电情况，在对计量的物理模型分析基础上，抽象出一个逻辑模型。在设计理念上，针对用户每一个计量点，相应的配置各不相同的计算公式，并辅以多样化的计算参数、控制参数，解决面对复杂计量方式时出现的问题

。

上图为典型的用户用电情况。从该图可以看出用户的实际物理模型、用电户计量方式与接线情况。该用户有为复杂的计费用户，有三套计量装置以及高供高计、高供低计两种方式，并且存在套表关系。

将大部分用电情况纳入考量的标准，可以借助于一个层次结构进行描述。就实际的物理模型来说，进行电费计算模型的设计时，依据用户实际用电情况抽象为四层结构，具体表现为下图2。

（一）用户层

这一层中，将用电户的一般信息全部包括在内，例如用户级别、用电地址等标志性信息，其中主键是用户编号。

（二）计费信息层

这一层中主要包括计费信息、计费套号以及用户的变压器信息等等，主键是变压器号。

（三）计量点层

这是设计中最为关键的一点，同时是电力系统中计量的重点所在。这一层中，有计量点的基本信息，各种计算参数的设置、计算公式的配置以及电费项目的配置等等，主键为计量点号。

（四）电表层

在该层中，包括有配置给计量点的电表信息以及抄表信息等等，主键为局编号。

在进行设计的时候，将每一层的元素都设计成对象结构，每一层的主键都有全局唯一这一性质。也就是说，每一层中的各个对象其属性都可全局使用。

从该层次结构可得：数据表结构为一对多的关系型数据表。

三、关于计算的公式化设计

以设计思想作为基本依据，于计量点层、电表层设计一个计算项目表。于计量点表中，进行功率因数计算方法的配置。于计算项目表中，依据用户各不相同的需求，对每一个计算项目的电量予以定义，同时定义电费的计算方法（计算公式）。各类计算参数、运算符、计算函数组成计算公式，这样一来，便可以满足所有的电费计算方法。

（一）关于电费计算的函数定义

将判断函数引入到设计中，为IIF（A、B、C），代表的意思为：若A值比零大，则函数值取B值，否则取C值。

（二）电量、电费的计算公式

DLGS代表为：参与电量计算的计量点的电量和。

DFGS代表为：电量公式值×本电费项目的电费价格。

某个特定的复杂计量用户，可将电费项目的公式配置公式中，引入IIF函数的应用，比如，某个计量点需要分出一个固定的电量来使用第二个电价计算，这样电费的公式可以表示为：IIF（LJD（1）.YGDL-GDDL.0.GDDL）×DJ1+IIF（JLD（1）-GDDL.JLD（1）.YGDL-GDDL.0）×DJ2

在这一公式里，YDTS代表用电时间（天）；BYQ（1）代表1号变压器；JFRL代表计费容量；BDJ是基本电价；JLD（1）是1号计量点；YGDL代表有功电量；DJ1与DJ2分别代表电价1，、电价2；GDDL代表固定电量。

（三）关于计算电费的参数定义

在设计中，每一个计量点都相应的辅以配置计算公式，虽然说计算起来需用到大量的参数，但是，对大部分的用户来说，还是能找到一些规律来遵循的。针对于此，使用一些标志性的参数来对这些用户予以标记，例如说用户是否计算基本电费或者是功率因素等等。

四、关于电费计算的实现与应用

当前，大部分算费系统还是沿用多层结构体系。在本次研究中，实现的流程使用交易中间件来实现计算这一业务逻辑，将电费计算设计来服务于诸多得Tuxedo。在此，数据库操作环节使用Oracle的ProC开发，计算公式的字符串交由计算解析器进行解析。在调用的时候，经由变量实例化处理之后，再将公式字符串式的参数传入。之后，经由程序扫描公式字串，取出计算函数与操作符，之后将操作符两边的数字字符取出，同时把它转换成为数字的类型，最后，调用计算行数，返回至结果。

某电力客户技术支持系统是一个大型的项目，依据数据大集中的方式开发，将上述设计思路应用到电费部分的设计中，很好的解决了不同供电局特殊用户的电费计算问题。虽然使用公式配置每一个计量点的这一计算方法会降低计算速度，但是借助于交易中间件存在的较强负载均衡能力与C语言具有的运行效率这两点的使用，还是能在很大程度上解决多用户海量电费并发计算慢的这一问题。

五、结束语

作为一种在复杂剂量方式为前提的电费计算解决设计，该计量点相应的配置计算公式，一方面解决了由复杂电网计量造成的复杂计算这一问题，另一方面还很好的解决了由电力市场化伴随而来的电费计算复杂化这一难题，除此之外，还能依据不同类型的用电客户来设置各不相同的优惠方案。对于使用的用户来说，基于公式配置的灵活性这一特点，不管客户的计算是有多么的复杂，都可以在该设计中找到一个合适、相应的数学表达予以计算，而且，还有这样一个优点：总是可以将存在智能判断功能的IIF函数引入应用其中。总的来说，基于电力市场化的深入，电能计费也会随之越来越复杂，对于单一的电量乘电价已经无法再满足于计算所提出的要求，而通过合理模型的构建、灵活的公式配置，才能有效解决这一问题，也能从根本上适应市场发展需求。对于无法灵活、多样的适应市场发展需求的电费应用系统，由于其无法解决越来越复杂的计算需求，因而其生命力是非常短暂的。

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