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淺談大數據在電力營(yíng)銷(xiāo)系統中的應用及工程實(shí)例解析

點(diǎn)擊次數:429 更新時(shí)間:2021-12-01

摘要:隨著(zhù)電力行業(yè)各系統接入,海量數據涌現,如何利用電網(wǎng)信息化中大量數據,對客戶(hù)需求進(jìn)行判斷分析,服務(wù)于營(yíng)銷(xiāo)鏈條,提升企業(yè)市場(chǎng)競爭力和供電服務(wù)能力,是當前研究重點(diǎn)。文章分析了現階段市級營(yíng)銷(xiāo)系統數據模型,搭建基于大數據的營(yíng)銷(xiāo)決策分析系統,實(shí)現電力營(yíng)銷(xiāo)數據分析、客戶(hù)分析等工程實(shí)例。該系統已在南方電網(wǎng)某地級市進(jìn)行工程實(shí)用化使用,提高了該供電公司的企業(yè)分析能力和需求預測準確性,對營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)能力提升有指導意義。
關(guān)鍵詞:大數據;電網(wǎng)信息化;營(yíng)銷(xiāo)鏈條
1 研究背景
       隨著(zhù)電力市場(chǎng)改革的推進(jìn),售電市場(chǎng)逐步放開(kāi),對于電力企業(yè)提出了更高的要求。電力企業(yè)需要完成從“保供電"到“個(gè)性化供電"的提升,即利用信息化技術(shù)手段,對市場(chǎng)、客戶(hù)和自身管理進(jìn)行全面分析和提升。如何更好地利用各系統的數據,打破數據孤島,完成數據提取工作,利用大數據技術(shù)對電力營(yíng)銷(xiāo)行業(yè)進(jìn)行提升是現階段研究重點(diǎn)。
       現階段國內利用大數據對電力營(yíng)銷(xiāo)方面的研究較少,主要研究在于營(yíng)銷(xiāo)系統的數據挖掘和數據庫的優(yōu)化方面,系統偏向于企業(yè)管理。對于利用大數據方法對用戶(hù)進(jìn)行側寫(xiě),提供個(gè)性化服務(wù)方面研究為空白。文章首先對于電力公司不同系統的異構數據進(jìn)行整合,建立統一數據交換平臺,利用數據挖掘算法對于用戶(hù)已有數據進(jìn)行處理預測,實(shí)現售電分析功能,后通過(guò)搭建系統完成工程化應用。
2 基于大數據算法的售電分析和售電預測
       聚類(lèi)算法是大數據處理中的重要分支,主要用于海量數據中尋找數據關(guān)聯(lián)的算法。文章通過(guò)聚類(lèi)算法處理用戶(hù)數據之間內在聯(lián)系,通過(guò)數據關(guān)聯(lián)方式,對數據進(jìn)行預處理,實(shí)現售電分析;通過(guò)線(xiàn)性回歸算法,對于售電量進(jìn)行預測。
2.1營(yíng)銷(xiāo)系統數據關(guān)聯(lián)方案
系統關(guān)聯(lián)方案主要包括:
       運用聚類(lèi)算法對電力營(yíng)銷(xiāo)系統數據庫數據進(jìn)行離散變換,形成強關(guān)聯(lián)直接可用數據源;
       運用Apriori算法得到強關(guān)聯(lián)規則,給用戶(hù)提供符合其閾值的結果規則。即以售電量目標,通過(guò)時(shí)間、地區、行業(yè)、電價(jià)、天氣作未考量維度,構建數據庫模型。
2.2售電量預測方案
預測方案主要包括:
       從數據庫中查詢(xún)對應時(shí)間歷史售電量數據,形成樣本,一般情況下查詢(xún)類(lèi)似天氣六個(gè)月數據(本文以2016年1-6月數據為例)。并對形成樣本進(jìn)行一次線(xiàn)性回歸如下:
       對線(xiàn)性回歸量使用較小二乘法進(jìn)行準確估計,從而計算出公式中a,b具體數值,得到具體回歸方程。將歷史數據作為自變量帶入一次線(xiàn)性方程,可以求出2016年7月售電量預測值。
       調用2009-2015年7月同比數據值,形成樣本,采用步驟1方案形成2016年7月預測值。對于步驟1和步驟2預測出的2016年7月售電量預測值,采用算數平均減少預測誤差,該算術(shù)平均值為文章所示2016年7月售電量預計。
3系統設計與工程實(shí)際
系統總體架構如下圖。
       電力營(yíng)銷(xiāo)綜合分析系統體系架構通過(guò)數據采集與整合程序從底層業(yè)務(wù)系統的數據庫中抽取數據,整合到自己的數據庫中,形成數據集中管理,然后再能過(guò)數據采集與整合程序在數據層的基礎上形成由業(yè)務(wù)主題構成的數據倉庫,后,通過(guò)數據展現與分析的應用程序開(kāi)發(fā)技術(shù),實(shí)現電力營(yíng)銷(xiāo)的分析、預測、決策。系統的總體架構分為四層,具體描述如下:
       用戶(hù)交互層主要完成用戶(hù)與系統的友好交互功能,具體功能有用電量分析、售電量預測、報表查詢(xún)統計等。該應用程序客戶(hù)端界面采用java語(yǔ)言設計簡(jiǎn)單易用的定制化頁(yè)面,辦事效率高,用戶(hù)體驗更具,部署于用戶(hù)三區系統,符合網(wǎng)絡(luò )安全要求規范。
       業(yè)務(wù)邏輯處理層主要完成文章所示核心算法,并對信息數據進(jìn)行預處理,從邏輯實(shí)體的實(shí)現上看,其表現為各種功能組件,這些功能組件是對象化組件模塊,可以實(shí)例化,具有過(guò)繼承重作用??紤]到系統后續維護和二次開(kāi)發(fā)問(wèn)題,業(yè)務(wù)邏輯處理層實(shí)現對象對外服務(wù)接口開(kāi)放功能,便于調取和應用數據。
       數據層:從數據層的構成看,是由數據訪(fǎng)問(wèn)層和數據源共同組成的,從數據源的來(lái)源看,是由外部各業(yè)務(wù)系統數據庫產(chǎn)生的。而數據訪(fǎng)問(wèn)層則要承擔起封裝對數據源的訪(fǎng)問(wèn)。由于數據訪(fǎng)問(wèn)層的存在,使業(yè)務(wù)邏輯層對底層數據存儲形式過(guò)于依賴(lài)的情況得以改變,應用系統的適應力增強,可以在各種不同類(lèi)型的數據庫中得到更好的應用。
       系統接口層:該層主要是和其他業(yè)務(wù)系統進(jìn)行數據對接。通過(guò)上述系統架構,搭建基于大數據的營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)擴展系統,并于南方電網(wǎng)某地市局進(jìn)行工程化驗收。系統掛網(wǎng)運行結果表明,該系統實(shí)現了電力營(yíng)銷(xiāo)數據的智能化查詢(xún)、分析和統計工作,便于使用者及時(shí)掌握所轄用戶(hù)用電情況,實(shí)現客戶(hù)的市場(chǎng)化分析,有利于使用者及時(shí)調整營(yíng)銷(xiāo)策略,減輕數據統計的工作強度。
4 安科瑞變電所電力運維云平臺介紹及選型
4.1 云平臺概述:
       按照國家電網(wǎng)公司的統計,10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶(hù)有200萬(wàn)戶(hù)以上,此類(lèi)“用戶(hù)側變配電所"產(chǎn)權歸電力用戶(hù)所有(工商企業(yè)、住宅小區、學(xué)校、醫院等),雖然數量眾多,但是日常的運行維護工作比較傳統,普遍存在以下痛點(diǎn):
       人工成本高:人工巡視、紙質(zhì)記錄、電話(huà)溝通,缺乏智能化的手段
       工作效率低:巡視頻率低、巡檢任務(wù)無(wú)法定位、巡檢過(guò)程不標準規范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤;
       安全隱患:有些用電單位無(wú)專(zhuān)業(yè)維護電工、無(wú)法即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題;
       搶修時(shí)間長(cháng):變電所設備種類(lèi)較多,在分布上也比較分散,無(wú)法即時(shí)識別和定位故障信息,需要用戶(hù)通知后到現場(chǎng)確認;
       運行大數據缺少分析:有些用戶(hù)未有數據匯總分析平臺,甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現場(chǎng)電力參數信息不了解,無(wú)法確定電力系統是否正常運行。
4.2  應用場(chǎng)所
4.3 云平臺架構
       我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線(xiàn)纜測溫裝置、變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門(mén)磁等多種傳感器統一接入變電所現場(chǎng)的邊緣計算網(wǎng)關(guān),經(jīng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)將數據封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實(shí)時(shí)集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排,線(xiàn)上線(xiàn)下聯(lián)動(dòng);實(shí)現用戶(hù)側變配電所的24小時(shí)無(wú)人值守,全面監測各配電回路運行狀態(tài),即時(shí)定位故障,降低安全風(fēng)險。通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到人員手機上,并通過(guò)GPS跟蹤運維執行過(guò)程。將企業(yè)集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理,提高運維效率、提高故障響應速度,即時(shí)發(fā)現運行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù),即時(shí)掌握用戶(hù)用電量情況,避免偏差考核;響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶(hù)粘性,為后期的增值服務(wù)開(kāi)展做準備。
4.4云平臺功能
 4.5云平臺配置方案
4.6產(chǎn)品介紹
       AM5SE系列微機綜合保護裝置
       功能
       保護功能:主變差動(dòng)保護功能、主變后備保護、三段式過(guò)流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過(guò)流、零序電流保護、過(guò)電壓;
       低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動(dòng)機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網(wǎng)逆功率保護、檢同期功能;
       測量功能:保護電流、測量電流、零序電流、母線(xiàn)電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測量;
       通訊功能:提供RS485通訊接口,RS232維護接口,IRIG-B對時(shí)接口、USB升級接口,RJ45網(wǎng)口接口;
       故障錄波功能:保護動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波,可以記錄故障前8個(gè)周波后四個(gè)周波的數據;
       控制回路:自帶操作回路,防跳功能;
       GPS校時(shí)功能:提供時(shí)鐘同步接口,接收GPS校時(shí)信號。
       應用
       35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能,至少包括35kV進(jìn)線(xiàn)/主變壓器(一般容量2000kVA以上)/PT/母聯(lián)、10kV進(jìn)線(xiàn)/饋線(xiàn)/配電變壓器(一般容量2000kVA以下)/高壓電動(dòng)機/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設備的保護和自動(dòng)控制功能。
       ASD300系列智能操控裝置
       功能
       一次動(dòng)態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢;
       核相、強制加熱、強制照明;
       語(yǔ)音防誤提示;
       人體感應及柜內照明、已帶電語(yǔ)音播報;
       分合閘、遠方就地、儲能轉換開(kāi)關(guān);
       分合閘回路完好指示/電壓測量;
       預分預合閃光指示;
       斷路器分合次數統計;
       RS485串行通訊接口;
       開(kāi)關(guān)柜節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫;
       全電參量測量。
       應用
       35KV高壓及以下中置柜,手車(chē)柜,環(huán)網(wǎng)柜。
 
       ARTM-Pn無(wú)線(xiàn)測溫裝置
       功能
       接收60個(gè)ATE100/200/300/400;
       3U3I電參量測量;
       實(shí)時(shí)測溫功能;
       RS485通訊接口,通過(guò)標準的MODBUS RTU協(xié)議實(shí)現組網(wǎng)功能;
       具備自檢功能;
       超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能。
       應用
       變電站、配電室、箱變等。
 
       APM810系列多功能電力儀表
       功能
       準確度等級:有功電能0.5S級,無(wú)功電能2級;
       測量功能:三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無(wú)功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數、頻率、需量;
       電能計量:分相及總雙向電能、四象限無(wú)功電能;
       電能質(zhì)量監測:2-63次分次諧波、總(奇、偶)諧波測量、電壓波峰系數、電話(huà)波峰因子、電流K系數測量;
       輸入輸出:2路開(kāi)關(guān)量輸出(選配MD82模塊可擴至8路);
       及2路開(kāi)關(guān)量輸入(選配MD82模塊可擴至26路),開(kāi)關(guān)量輸出;
       可配置為報警輸出或遠程遙控,DO用作報警輸出時(shí)可自由關(guān)聯(lián)報警內容;
       SD卡存儲功能:用于電參量、電能、諧波等數據定時(shí)存儲,波形存儲等功能。
       應用
       適用于電力系統、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等需要電力監控的場(chǎng)合。
 
       DTSD1352導軌式電能表
       功能
       測量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無(wú)功電能統計;
       準確級精度:有功0.5S;
       電流信號接入:直接接入10(80)A 經(jīng)CT接入1(6)A;
       電壓信號:100V 380V;
       通信:RS485接口,支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議。
       應用
       適用于政府機關(guān)和大型公建中對電能的分項計量,也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。
       ADW300無(wú)線(xiàn)智能儀表
       功能
       測量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無(wú)功電能統計;
       電能質(zhì)量:電壓、電流不平衡度,電壓、電流總諧波及2-31分次諧波;
       需量:電流、功率需量及實(shí)時(shí)電流,功率需量;
       準確級精度:0.5s級 ADW300外置互感器型1級;
       電流信號規格:100A輸入 ,經(jīng)互感器輸入,二次互感接入;
       通訊方式:RS485、 LORA無(wú)線(xiàn)通訊、NB-IOT無(wú)線(xiàn)通訊、4G無(wú)線(xiàn)通訊。
       應用
       ADW300方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理,可靈活安裝在配電箱中,可用于電力運維、環(huán)保監管等在線(xiàn)監測類(lèi)平臺中。
       ARCM300系列電氣火災監控儀表
       功能
       測量:?jiǎn)位芈肥S嚯娏鳌?路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數、視在電能、四象限電能;
       保護:剩余電流、溫度、過(guò)流等;
       報警:聲光報警,支持消音、復位操作;
       開(kāi)關(guān)量:1路繼電器輸出、4路開(kāi)關(guān)量輸入;
       通訊方式:RS485、NB-IOT無(wú)線(xiàn)通訊、4G無(wú)線(xiàn)通訊。
       應用
       適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。
       ANET智能網(wǎng)關(guān)
       功能
       數據采集(支持串口、以太網(wǎng),只需配置即可兼容支持標準電力規約的各類(lèi)儀表);
       數據上傳(支持往上海分類(lèi)分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數據);
       邊緣計算(靈活的報警閾值設置、主動(dòng)上傳報警信息、數據合并計算、斷點(diǎn)續傳、數據加密、4G路由);
       遠程管理(遠程配置、遠程升級、遠程監視)。
       應用
       泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統平臺、電力需求側管理平臺、第三方云平臺、預付費系統、運維系統平臺、電力監控平臺、能源綜合管理平臺。
 
4.7云平臺現場(chǎng)應用圖片  
  
 
               展廳現場(chǎng)                 運維團隊               采集箱內部圖
 
高配現場(chǎng)                    門(mén)磁安裝                   煙感安裝
   
           機安裝                   漏水檢測安裝              低壓柜儀表
4.8平臺價(jià)值
       為電力運維企業(yè)提供線(xiàn)上運維服務(wù)平臺,實(shí)時(shí)集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排,線(xiàn)上線(xiàn)下聯(lián)動(dòng)。
       將企業(yè)集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理,提高運維效率、提高故障響應速度;
       響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶(hù)粘性,為后期的增值服務(wù)開(kāi)展做準備;
       為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù),即時(shí)掌握用戶(hù)用電量情況,避免偏差考核。
4.9訪(fǎng)問(wèn)方式
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4.10 典型案例
參考文獻

[1] 彭小圣,鄧迪元,程時(shí)杰,等.面向智能電網(wǎng)應用的電力大數據關(guān)鍵技術(shù)[J].中國電機工程學(xué)報,2015,35(3):503-511.

[2] 魏艷平.基于大數據平臺的電力營(yíng)銷(xiāo)分析決策系統的研究[D].成都:西華大學(xué),2017.

[3] 王亮.大數據背景下電力企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)管理創(chuàng )新研究[D].北京:華北電力大學(xué),2015.

[4] 湯平瑜.大數據在電力營(yíng)銷(xiāo)系統中的應用及工程實(shí)例解析

[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.

作者簡(jiǎn)介:

     韓歡慶,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為變電所智能監測系統的研發(fā)與應用

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