CN109408548A - 一种城市电力大数据应用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种城市电力大数据应用系统及方法，包括：平台层用于基于大数据平台处理业务需求得到整合结果，并将所述整合结果映射在地理信息系统GIS平台上；平台层包括：数据分析模块，用于接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；数据采集模块，用于基于所述分析条件获取所述数据计算模块需要的数据；数据计算模块，用于基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；数据可视化模块，用于将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。本发明以地理信息系统GIS为基础，借助多维可视化手段直观地展示通过大数据平台得到的数据，为运营者的运营管理提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及电力大数据，具体涉及一种城市电力大数据应用系统及方法。
背景技术
随着电力系统信息化程度不断推进，数据的高速积累使得电力系统内部逐渐呈现出大数据特征，通过数据的跨领域融合，能够为大数据技术的应用提供充足的数据支撑，而大数据技术在分析海量数据、挖掘数据潜在价值上的优势能够为城市电网规划、电网运营管理、供电服务带来新的思路。
同时，负荷/电量等指标的空间分布、设备和用户的位置信息等对于规划、运行、营销等部门了解不同区域的电网运行状态和客户情况，快速准确的定位目标对象，具有重要作用。因此将业务数据与地理信息数据相结合，并将各类信息和分析结果在地图上直观地展示出来，可为各项业务的开展提供很好的支撑。
现有的信息化系统，或者仅提供设备、线路等的空间位置和拓扑关系，或者是单一领域的分析控制，缺少跨系统的时空关联分析和多系统数据的深度融合和跨领域的分析。目前，现有的GIS平台已提供了站线变等的空间位置和它们的拓扑关系，但它缺少用户、电动汽车、新能源等系统外部对象的空间信息，也无法将设备、线路等的运行和状态等信息与空间位置关联起来，更不具备分析挖掘的功能，无法满足各部门开展高级时空关联分析展示的需要。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种城市电力大数据应用系统及方法，综合利用大数据技术和地理信息技术，跨领域融合电网拓扑、电网生产运行、设备运维检修、用户用电信息、电动汽车充电设施、分布式能源信息以及区域自然环境、社会经济指标、人文情况、气象、交通信息等电力系统外部数据，通过数据分析挖掘技术形成一系列辅助决策类大数据应用主题，并将这些主题在地图上进行多层次、多切面、多角度综合展示，实现对基础数据、中间数据和结论数据的全过程展示，并基于电力地图信息预测负荷、辅助充电站选址、分析各类配电线路的可靠性影响因素和用户诉求，为电网运行管理和辅助决策提供支持。
本发明提供的技术方案是：一种城市电力大数据应用系统，包括：
平台层，用于基于大数据平台处理业务需求得到整合结果，并将所述整合结果映射在地理信息系统GIS平台上；
所述平台层包括：数据分析模块、数据计算模块、数据采集模块和数据可视化模块；
所述数据分析模块，用于接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
所述数据采集模块，用于基于所述分析条件获取所述数据计算模块需要的数据；
所述数据计算模块，用于基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
所述数据可视化模块，用于将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
优选的，所述的城市电力大数据应用系统，还包括：数据层；
所述数据层，用于存储电网的内部数据和外部数据，并以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据。
优选的，所述的城市电力大数据应用系统，还包括：应用层；
所述应用层，用于接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。
优选的，所述数据分析模块，包括：
解析子模块，用于接收所述应用层发送的业务需求，解析所述业务需求获得数据需求和操作需求；
第一发送子模块，用于将所述数据需求发送给所述数据采集模块；
第二发送子模块，用于将所述操作需求发送给所述数据计算模块；
所述数据采集模块，包括：
采集接收子模块，用于接收所述数据分析模块发送的数据需求；
采集子模块，用于从预先生成的基础数据库中获取满足所述数据需求的基础数据；
所述数据计算模块，包括：
计算接收子模块，用于接收所述数据分析模块发送的操作需求；
计算子模块，用于基于所述操作需求和采集子模块采集的所述基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据；
所述数据可视化模块，包括：
第二发送子模块，用于将所述基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
映射子模块，用于借助应用层将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
优选的，所述平台层，还包括：
所述数据存储模块，用于基于数据类型采用混合存储架构对基础数据库、基础数据、中间数据、结果数据和展示数据进行存储；
构建基础数据库模块，用于采用抽取-交互转换-加载ETL服务器跨平台抽取或离线导入数据层提供的数据源，并对所述数据源中的缺测数据、乱码数据和不符合预设规则的数据进行筛除和归一化处理，将筛除和归一化处理后的数据源按预先设置的数据模型进行格式转换，同时建立不同数据表之间的关联关系，生成基础数据库；
划分存储模块，用于将所述平台层中的存储空间按需划分为多个单元，通过所述数据存储模块将平台层中的数据分别存储在对应的单元。
优选的，所述划分存储模块，包括：
第一类型单元，用于将所述基础数据库中的结构化数据存储在关系型数据库，将所述基础数据库中的非结构化数据和半结构化数据存储在分布式文件系统、分布式数据库和分布式消息队列中；
第二类型单元，用于将所述中间数据按混合存储方式进行存储；
第三类型单元，用于将所述结果数据按混合存储方式进行存储；
第四类型单元，用于将所述展示数据按混合存储方式进行存储；
其中，所述按混合存储方式为行列混合存储、行存储和列存储。
优选的，所述应用层包括：
城市电网规划运行模块、设备运维检修/保供电模块和用户管理与服务模块；
所述城市电网规划运行模块，用于进行空间负荷预测、供电可靠性评估和电动汽车充电桩选址；
所述设备运维检修/保供电模块，用于进行台区重过载预警、抢修资源优化和风险评估；
所述用户管理与服务模块，用于进行客户诉求分析、节电潜力分析和信用分析。
优选的，所述应用层还包括：
空间定位检索模块；
所述空间定位检索模块，用于将大数据平台和GIS平台利用台账数据标识相结合，通过获取所述台账对应的坐标位置信息，实现对大数据平台信息的空间定位检索。
优选的，所述应用层还包括：
交互式展示模块；
所述交互展示模块，用于基于用户需求将查询结果通过大数据平台中的可视化组件进行从基础数据、中间数据到结果数据的全过程展示，或将坐标位置信息按缩放比例逐级下钻，直到客户指定定位目标的逐级展示。
优选的，所述应用层还包括：
自定义模块；
所述自定义模块，用于通过监听GIS图层上用户鼠标的点击操作，绘制任意形状的区域，对所述区域的特征参数基于大数据平台中的应用进行分析，并对分析过程中产生的数据进行存储和调用，实现面向业务需求的综合分析、评估和预测。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种城市电力大数据应用方法，其特征在于，包括：
平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据；
平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
优选的，所述城市电力大数据应用方法，还包括：
将数据层存储电网的内部数据和外部数据，以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据；
应用层接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。
优选的，所述平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件，包括：
所述数据分析模块中的解析子模块接收所述应用层发送的业务需求，解析所述业务需求获得数据需求和操作需求；
并通过所述数据分析模块中的第一发送子模块将所述数据需求发送给所述数据采集模块，以及所述数据分析模块中的第二发送子模块将所述操作需求发送给所述数据计算模块。
优选的，所述平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据，包括：
所述数据采集模块中的采集接收子模块接收所述数据分析模块发送的数据需求；
并通过采集子模块从预先生成的基础数据库中获取满足所述数据需求的基础数据。
优选的，所述平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据，包括：
所述数据计算模块中的计算接收子模块接收所述数据分析模块发送的操作需求；
并通过所述数据计算模块中的计算子模块，基于所述操作需求和采集子模块采集的所述基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据。
优选的，所述平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台，包括：
所述数据可视化模块中的第二发送子模块将所述基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
并通过所述数据可视化模块中的映射子模块，借助应用层将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明提供的技术方案，平台层用于基于大数据平台处理业务需求得到整合结果，并将所述整合结果映射在地理信息系统GIS平台上；所述平台层包括：数据分析模块、数据计算模块、数据采集模块和数据可视化模块；所述数据分析模块，用于接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；所述数据采集模块，用于基于所述分析条件获取所述数据计算模块需要的数据；所述数据计算模块，用于基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；所述数据可视化模块，用于将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。该架构具有很强的通用性和可扩展性，以地理信息系统GIS为基础，通过大数据平台得到的展示数据与地理信息关联起来，直观展现电网生产运营的全貌，为运营者的运营管理提供技术支撑。
2、本发明提供的技术方案，综合利用大数据技术和地理信息技术，实现网架信息、设备信息、运行信息、用户信息等的多因素时空关联分析、多维度统计分析和多视角可视化分析的方法，以用电设备位置和/或用电区域为载体，将看似没有强关联的空间数据、负荷数据、电网数据、设备数据、用户数据，通过一定的技术手段转换成业务应用上的有效数据,直接结合地理图形展示。
3、本发明提供的技术方案，采用统一数据模型的思想来构建系统数据的逻辑模型，采用混合存储架构，针对不同的数据类型、不同应用目的的数据，采用不同的数据引擎，在满足大量、多样化数据的存储需求的同时，提高数据查询检索的效率。
4、本发明提供的技术方案，涉及的数据包含了电网内部的各方面业务数据，包括设备台帐、运维检修数据、电网拓扑、营销业务数据、用户负荷数据、用户诉求数据，以及外部数据，包括气象数据、汽车轨迹数据，在采集频度上覆盖从秒级、分钟级、到静态全范围，空间维度上从省市、区域直至单台设备或单个用户。
5、本发明提供的技术方案，基于交互式展示模块和自定义展示模块，实现了基础数据、中间数据和分析结果数据的全过程展示，并具有很强的人机交互性。
6、本发明提供的技术方案，借助于分析挖掘技术，深入了解负荷的特性、设备的状态、客户特征等信息，借助多维可视化手段直观地展示，洞察重要参数、指标的空间分布或时空特性。
附图说明
图1为本发明的城市电力大数据应用系统的整体架构图；
图2为本发明实施例中提供的城市电力大数据应用系统的整体数据和技术架构示意图；
图3为本发明实施例中提供的混合存储的示意图；
图4为本发明实施例中提供的城市电力大数据应用系统的硬件结构；
图5为本发明实施例中提供的城市电力大数据应用系统的功能模块示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提出了一种面向城市电网规划、电网运营管理、供电服务等领域，提供辅助决策支撑的城市电力大数据应用系统。本发明综合利用大数据技术、和地理信息技术，跨领域融合电网拓扑、电网生产运行、设备运维检修、用户用电信息、电动汽车充电设施、分布式能源信息以及区域自然环境、社会经济指标、人文情况、气象、交通信息等电力系统外部数据，通过数据分析挖掘技术形成一系列辅助决策类大数据应用主题，并将这些主题在地图上进行多层次、多切面、多角度综合展示，实现对基础数据、中间数据和结论数据的全过程展示，并基于电力地图信息预测负荷、辅助充电站选址、分析各类配电线路的可靠性影响因素和用户诉求，为电网运行管理和辅助决策提供支持。
一种基于GIS的交互式电力大数据分析应用技术架构，该架构具有很强的通用性和可扩展性。以地理信息系统GIS为基础，通过数据的汇聚与融合技术将负荷、设备、用户等业务数据与地理信息关联起来，借助于分析挖掘技术，深入了解负荷的特性、设备的状态、客户特征等信息，借助多维可视化手段直观地展示，洞察重要参数、指标的空间分布或时空特性，直观展现电网生产运营的全貌，为运营者的运营管理提供技术支撑。同时通过逐级下钻，快速准确定位目标对象，了解目标对象更精细化的特征和状态，为发策、营销、运检、调度等各项业务的开展提供辅助决策支撑。
实施例1
本实施例提供了一种城市电力大数据应用系统，包括：
平台层，用于基于大数据平台处理业务需求得到整合结果，并将所述整合结果映射在地理信息系统GIS平台上；
所述平台层包括：数据分析模块、数据计算模块、数据采集模块和数据可视化模块；
所述数据分析模块，用于接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
所述数据采集模块，用于基于所述分析条件获取所述数据计算模块需要的数据；
所述数据计算模块，用于基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
所述数据可视化模块，用于将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
另外，城市电力大数据应用系统还包括：
数据层，用于存储电网的内部数据和外部数据，并以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据。
应用层，用于接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。具体包括：接收客户发送的业务需求并将所述业务需求发送到所述平台层，并接收所述平台层发送的展示数据，将所述展示数据基于客户的展示需求得到待展示结果，并将所述待展示结果发送到所述平台层的地理信息系统GIS平台进行展示。
如图1所示为城市电力大数据应用系统整体架构图，分为数据层、平台层、应用层三部分，其中数据层涉及电力系统内部数据和外部数据两类，平台层包括大数据平台和电力GIS平台两大块，应用层可根据系统功能和目标用户分为若干块。该架构具备良好的可配置性和可扩展性，提供更为直观、易用、灵活的电力地图数据交互方式，并具备强大的二次开发基础。
1、城市电力大数据应用系统软件架构，分为三层：原始数据层、基础功能层、应用展现层。
(1)原始数据层：数据接入的对象，包括了：配网运行的数据、用电采集的数据、电动汽车的运营数据、95598客服数据、营销系统数据、气象和交通数据等。
(2)基础功能层：包含原始数据的接入、存储、分析、计算以及可视化基础支撑，构建城市电力地图的大数据中心，通过不同业务领域/地域之间的数据比对，发现跨业务/地域数据之间的关联性和规律，为决策者在整体规划上提供支撑。
(3)应用展现层：针对每个业务对象关注的重点和对象不同，为每个业务对象建立面向需求的应用场景。
2、城市电力大数据应用系统的数据和技术架构如图2所示。
(1)城市电力大数据应用系统采用统一数据模型的思想来构建系统数据的物理架构，分为4大类型，本实施例中四大类型为统一层、分析层、业务层、展示层。统一层以IECSIM模型和SG SIM模型作为系统数据模型基础，通过接口从内外部系统抽取的源数据，经过初步清洗后，重新组织，存储在统一层中。该层主要用于存储所有最低粒度的事实数据、业务数据、主数据、参照数据和维度数据等基础数据。而分析层则面向各个分析任务，对统一层数据进行重新组织，这一层不再强调数据的第三范式与降低冗余度，以减少联合查询与增加效率为主要目的；业务层和展示层则直接面向业务需求与展示，库表设计上更具有定制化特性。
(2)城市电力大数据应用系统的数据整合采用抽取-交互转换-加载ETL服务器，利用大数据采集器以及平台的任务调度、数据计算、WebService服务接口等多种技术手段，实现对设备、用户、充电设施、分布式电源、地理信息、气象、汽车轨迹等不同来源、不同格式、不同时空尺度数据的接入，并对各类数据按照统一数据规范进行标准化、格式转换及关联处理后，存储在数据存储库中。
(3)城市电力大数据应用系统的数据存储采用混合存储架构，针对不同的数据类型、不同应用目的的数据，采用不同的数据引擎，在满足大量、多样化数据的存储需求的同时，提高数据查询检索的效率。如对于源数据的存储，采用MySQL或Oracle等关系型数据库存储结构化数据，采用基于X86集群的分布式文件系统、分布式列式数据库的分布式存储架构存储非结构化数据、半结构化数据，而对分析应用层的数据，涉及多源、多类型、多分辨率数据联合使用的，采用动态混合存储方式来存储。
动态混合存储为利用层次化键-值(Key-Value)建模，即使用一个(Key,Value)对来表示一个基本的属性值，一个实体包含若干个属性值，其对应的数据对象将被映射为一组(Key,Value)对。对于同一个分片中的(Key,Value)对可采用按行存储或按列存储方式，在同一数据表中按照数据接入规范，可同时实现行列混合式存储。若将表中所有列放入一个按行存储的列组，可实现传统的按行存储；而将表中所有列放入一个按列存储的列组，或把每个列分别放入一个列组，可实现完全的按列存储。按行的方式适合于对数据项的高效访问，按列的方式适合于稀疏数据的存放，减少了存储空间。
如图3所示，对分析应用层的数据，根据数据的特点和分析应用需要设定行、列、或混合存储方式。
(4)城市电力大数据应用系统通过大数据平台所提供的内存计算、批量计算多种分布式计算技术满足不同时效性的计算需求，内存计算支持交互性分析，如电动汽车充电桩数量在线统计，批量计算支持大批量数据的离线分析，如自定义区域的负荷特性指标分析。
(5)城市电力大数据应用系统的数据分析采用单独的OLAP、数据挖掘服务器，构建分布式数据挖掘算法库，形成统一的分析决策组件，为分析决策应用构建提供基础技术支撑。
3、城市电力大数据应用系统通过电网设备、用户、充电设施、分布式电源等台账数据标识，使用ArcGIS台账数据接口、坐标数据存储等形式获取到台账对应坐标位置信息(MapPoint)，系统通过得到的坐标位置信息在ArcGIS图层上进行自定义图形可视化渲染，从而实现对电网设备、用户、充电设施、分布式电源等信息的空间定位检索，并支持灵活配置相关空间对象和属性信息的展示内容和展示方式。
4、城市电力大数据应用系统以ArcGIS为基础，采用ARCGIS、ECHARTS、FLEX、HTML5、CSS3等多种可视化展示手段，实现对采集数据的监测和图形展示，支持从基础数据、过程数据到结果数据的全过程展示，支持通过坐标位置信息、Map的缩放比例(scale)逐级下钻，精确定位目标；具有交互展示功能，支持自动选择展示对象、展示范围与分辨率等。
5、城市电力大数据应用系统通过监听ArcGIS图层上用户鼠标点击操作，进行绘制点操作，由点构面，通过选择性绘制方式自定义任意形状的区域，针对不同主题实现自定义区域的特征参数计算功能，并对数据进行存储和调用。
6、城市电力大数据应用硬件架构如图4所示，整个系统由6台服务器组成，其中数据库服务器1台，作为大数据平台的基础库，用于数据的存储与备份；3台计算服务器组成大数据计算机群，实现数据的预处理、统计分析和预测评估等分析挖掘功能；数据采集服务器1台，完成数据的采集和抽取功能；应用服务器1台，完成分析结果的存储和展示。这些硬件既可以是实体机，也可以是云平台上的虚拟机。
实施例2
本实施例中提供的城市电力大数据应用系统有以下功能：
如图5所示系统的功能模块示意图，系统功能主要包含三大模块：基础功能模块、状态特征分析展示模块及高级应用模块，每个模块下设多个二级功能模块，并可根据需求进行调整和扩展。
(1)基础功能模块。依托大数据平台功能，并结合GIS系统和辅助工具实现数据的接入、清洗、存储、检索、计算、可视化等功能，为后续分析处理和高级应用提供支撑。除了大数据平台所具有的基础功能外，城市电力大数据应用系统的基础模块还具有多源数据汇聚融合、空间定位检索、交互式多维可视化分析展示和自定义区域四大扩展功能。
1)多源数据汇聚融合：实现对电网拓扑、电网运行、设备运维检修、营销业务、用户信息、电动汽车充电设施、分布式能源信息以及地理、气象、经济、人文社会、交通等电力系统内外部不同来源、不同类型、不同时空尺度数据的接入、清洗与存储。
2)空间定位检索：实现对城市电网中所涉及的线路、变电站、配电变压器、电力用户、充电设施、分布式电源、计量采集装置等对象信息与其空间位置信息匹配，并在地图上标注，支持查询定位和对相关信息的双向检索；支持灵活配置相关空间对象和属性信息的展示内容和展示方式。
3)交互式多维度可视化分析展示：以GIS为基础，采用多样的可视化手段，实现对采集数据和分析主题进行多层次、多切面、多角度综合展示，支持从基础数据、中间数据到结果数据的全过程展示以及逐级下钻，定位目标；可对设备异常或故障情况进行告警显示。具有交互展示功能，支持自动选择展示对象、展示范围与分辨率等。
4)自定义区域：通过多种选择性绘制方式自定义任意形状的区域，针对不同主题实现自定义区域的特征参数计算，并对数据进行存储和调用。
(2)状态特征分析展示模块。该模块对各类数据按照应用需求进行统计、关联、分类、聚类等不同角度和深度的分析挖掘，以反应电网、设备或用户状态或特征，并将分析结果进行存储和展示。该模块主要实现电网、设备或用户某一类特性的分析及结果展示，为电网运营管理提供辅助决策参考信息。综合考虑该模块的多个分析结果，实现评估或预测功能，并对其从深度和广度上进行拓展，可形成一个高级应用模块。目前该模块已实现的功能包括城市与电网数据多维度展示、负荷特性分析、配电网可靠性影响因素分析、用户诉求分析。
1)城市与电网数据多维度展示：利用地理信息技术，将选定区域的电网、用户静态数据、电网运行信息、电力用户用电信息、电动汽车充电桩信息、新能源和分布式能源信息等不同主题的历史和现状数据在地图上进行多切面、多角度综合展示，包含全景数据展示、查询定位、历史数据动态展示、指标统计等。
2)负荷特性分析：综合考虑区域负荷密度、用户密度、负荷增长率、区域建成时间等多个特征对负荷区域进行分类，并在地图上展示典型区域分布情况，同时实现对单个区域负荷特征及其类型变化趋势分析展示，为发现典型区域的负荷特性和发展规律提供支撑。其中的区域就可以是供电区域、供电小区，也可以利用本系统所具有的自定义区域功能，自主设定的分析区域。
3)供电可靠性分析：分析各类型线路在各类型区域下的可靠性变化，多角度探索各影响因素如拓扑结构、用户密度、用户类型和设备水平等与供电可靠性之间的关联关系，为供电可靠性评估以及找寻提升供电可靠性的途径提供支撑。
4)用户诉求分析：从客户服务95598系统的工单信息出发，根据诉求类型的不同，将用户诉求按用电申请、停电故障、供电质量、其他(服务质量等)4个方面进行分类，并以供电区域和配变为单位，分析展示用户诉求在各供电区域和配变下的分布情况，为电力管理部门了解电网运行状况及客户满意程度提供支撑。
(3)高级应用。该模块包含若干个大数据应用，实现面向业务需求的综合分析、评估或预测功能。每一个应用可以作为相对完整的整体为电网规划、电网运行、设备运维检修或用户服务提供某一领域的支撑。目前系统已实现的高级应用包括电动汽车充电站选址规划和台区重过载预测预警与风险评估。
1)电动汽车充电站选址规划：本应用包括充电区域需求分析、电动汽车充电站运行情况分析和线路负载情况分析3个功能，借助于GIS系统在地图上直观展示车辆主要的运行线路、高密度汇聚点、长时间停留区域的空间分布，以及周边线路的负载大小和电动汽车充电站利用情况，辅助规划设计人员确定电动汽车充电桩位置和容量。
2)台区重过载预测预警与风险评估：本应用包括历史重过载多维分析、重过载关联因素分析、台区重过载预警和风险评估4个功能，实现对重过载台区的精准定位，并逐级深入，通过对多维度分析结果的展示，探寻重过载的原因、规律和影响的用户，为日常运修检修和重要时期保供电提供支撑。
除了上述的业务功能外，城市电力大数据应用系统还具有系统管理及维护功能，主要包括用户角色管理、系统权限管理、配置管理、日志维护管理、安全审计管理等功能。
实施例3
本实施例以电动汽车充电桩选址为例进行说明，具体包括：
应用层接收到为电动汽车充电桩选址的业务需求时，将该业务需求发送到平台层；
平台层中的数据分析模块接收该业务需求，并进行解析得到分析条件，包括：挖掘电动汽车的运行轨迹、计算指定区域内电网的容量和负载，以及电动汽车的数量，分布式电源的数量等；
将分析条件中的需要采集的数据发送给数据采集模块，例如：电动汽车的数量，分布式电源的数量，数据采集模块从基础数据库中获取基础数据，等待数据计算模块或数据分析模块调用，当收到数据计算模块或数据分析模块的需求时，数据采集模块根据相应的需求发送数据；
将操作需求中包含算法时由数据分析模块进行操作，例如：挖掘电动汽车的运行轨迹，将操作需求发送给数据计算模块；例如：计算指定区域内电网的容量和负载。
数据计算模块，包括：计算接收子模块和计算子模块，
计算接收子模块，用于接收数据分析模块发送的操作需求；
计算子模块，用于基于所述操作需求和采集子模块采集的基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据；
结果数据包括：基础数据和中间数据利用大数据平台的模型算法库中的挖掘算法生成第一结果数据，以及基础数据利用大数据平台中的内存计算和批量计算生成中间数据和第二结果数据；
将平台层中由基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
通过数据存储模块采用混合存储架构对基础数据库、基础数据、中间数据、结果数据和展示数据进行存储。
将展示数据发送到业务层进行展示。
实施例4
基于同一发明构思本实施例还提供了一种城市电力大数据应用方法，包括：
平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据；
平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
实施例中，所述城市电力大数据应用方法，还包括：
将数据层存储电网的内部数据和外部数据，以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据；
应用层接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。
实施例中，所述平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件，包括：
所述数据分析模块中的解析子模块接收所述应用层发送的业务需求，解析所述业务需求获得数据需求和操作需求；
并通过所述数据分析模块中的第一发送子模块将所述数据需求发送给所述数据采集模块，以及所述数据分析模块中的第二发送子模块将所述操作需求发送给所述数据计算模块。
实施例中，所述平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据，包括：
所述数据采集模块中的采集接收子模块接收所述数据分析模块发送的数据需求；
并通过采集子模块从预先生成的基础数据库中获取满足所述数据需求的基础数据。
实施例中，所述平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据，包括：
所述数据计算模块中的计算接收子模块接收所述数据分析模块发送的操作需求；
并通过所述数据计算模块中的计算子模块，基于所述操作需求和采集子模块采集的所述基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据。
实施例中，所述平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台，包括：
所述数据可视化模块中的第二发送子模块将所述基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
并通过所述数据可视化模块中的映射子模块，借助应用层将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (16)
1.一种城市电力大数据应用系统，其特征在于，包括：
平台层，用于基于大数据平台处理业务需求得到整合结果，并将所述整合结果映射在地理信息系统GIS平台上；
所述平台层包括：数据分析模块、数据计算模块、数据采集模块和数据可视化模块；
所述数据分析模块，用于接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
所述数据采集模块，用于基于所述分析条件获取所述数据计算模块需要的数据；
所述数据计算模块，用于基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
所述数据可视化模块，用于将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
2.如权利要求1所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，还包括：数据层；
所述数据层，用于存储电网的内部数据和外部数据，并以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据。
3.如权利要求2所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，还包括：应用层；
所述应用层，用于接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。
4.如权利要求3所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，
所述数据分析模块，包括：
解析子模块，用于接收所述应用层发送的业务需求，解析所述业务需求获得数据需求和操作需求；
第一发送子模块，用于将所述数据需求发送给所述数据采集模块；
第二发送子模块，用于将所述操作需求发送给所述数据计算模块；
所述数据采集模块，包括：
采集接收子模块，用于接收所述数据分析模块发送的数据需求；
采集子模块，用于从预先生成的基础数据库中获取满足所述数据需求的基础数据；
所述数据计算模块，包括：
计算接收子模块，用于接收所述数据分析模块发送的操作需求；
计算子模块，用于基于所述操作需求和采集子模块采集的所述基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据；
所述数据可视化模块，包括：
第二发送子模块，用于将所述基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
映射子模块，用于借助应用层将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
5.如权利要求4所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述平台层，还包括：
所述数据存储模块，用于基于数据类型采用混合存储架构对基础数据库、基础数据、中间数据、结果数据和展示数据进行存储；
构建基础数据库模块，用于采用抽取-交互转换-加载ETL服务器跨平台抽取或离线导入数据层提供的数据源，并对所述数据源中的缺测数据、乱码数据和不符合预设规则的数据进行筛除和归一化处理，将筛除和归一化处理后的数据源按预先设置的数据模型进行格式转换，同时建立不同数据表之间的关联关系，生成基础数据库；
划分存储模块，用于将所述平台层中的存储空间按需划分为多个单元，通过所述数据存储模块将平台层中的数据分别存储在对应的单元。
6.如权利要求5所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述划分存储模块，包括：
第一类型单元，用于将所述基础数据库中的结构化数据存储在关系型数据库，将所述基础数据库中的非结构化数据和半结构化数据存储在分布式文件系统、分布式数据库和分布式消息队列中；
第二类型单元，用于将所述中间数据按混合存储方式进行存储；
第三类型单元，用于将所述结果数据按混合存储方式进行存储；
第四类型单元，用于将所述展示数据按混合存储方式进行存储；
其中，所述按混合存储方式为行列混合存储、行存储和列存储。
7.如权利要求3所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述应用层包括：
城市电网规划运行模块、设备运维检修/保供电模块和用户管理与服务模块；
所述城市电网规划运行模块，用于进行空间负荷预测、供电可靠性评估和电动汽车充电桩选址；
所述设备运维检修/保供电模块，用于进行台区重过载预警、抢修资源优化和风险评估；
所述用户管理与服务模块，用于进行客户诉求分析、节电潜力分析和信用分析。
8.如权利要求3所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述应用层还包括：
空间定位检索模块；
所述空间定位检索模块，用于将大数据平台和GIS平台利用台账数据标识相结合，通过获取所述台账对应的坐标位置信息，实现对大数据平台信息的空间定位检索。
9.如权利要求8所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述应用层还包括：
交互式展示模块；
所述交互展示模块，用于基于用户需求将查询结果通过大数据平台中的可视化组件进行从基础数据、中间数据到结果数据的全过程展示，或将坐标位置信息按缩放比例逐级下钻，直到客户指定定位目标的逐级展示。
10.如权利要求9所述的城市电力大数据应用系统，其特征在于，所述应用层还包括：
自定义模块；
所述自定义模块，用于通过监听GIS图层上用户鼠标的点击操作，绘制任意形状的区域，对所述区域的特征参数基于大数据平台中的应用进行分析，并对分析过程中产生的数据进行存储和调用，实现面向业务需求的综合分析、评估和预测。
11.一种城市电力大数据应用方法，其特征在于，包括：
平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件；
平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据；
平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据；
平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
12.如权利要求11所述的城市电力大数据应用方法，其特征在于，还包括：
将数据层存储电网的内部数据和外部数据，以数据源的形式为所述平台层的数据采集模块提供数据；
应用层接收业务需求并将所述业务需求发送给平台层，并基于所述平台层对所述业务需求的展示数据为客户提供展示服务。
13.如权利要求12所述的城市电力大数据应用方法，其特征在于，所述平台层的数据分析模块接收业务需求，并解析所述业务需求获得分析条件，包括：
所述数据分析模块中的解析子模块接收所述应用层发送的业务需求，解析所述业务需求获得数据需求和操作需求；
并通过所述数据分析模块中的第一发送子模块将所述数据需求发送给所述数据采集模块，以及所述数据分析模块中的第二发送子模块将所述操作需求发送给所述数据计算模块。
14.如权利要求13所述的城市电力大数据应用方法，其特征在于，所述平台层的数据采集模块基于所述分析条件获取数据计算模块需要的数据，包括：
所述数据采集模块中的采集接收子模块接收所述数据分析模块发送的数据需求；
并通过采集子模块从预先生成的基础数据库中获取满足所述数据需求的基础数据。
15.如权利要求14所述的城市电力大数据应用方法，其特征在于，所述平台层的数据计算模块基于所述数据采集模块采集到的数据、分析条件和大数据平台提供的算法进行交叉计算得到展示数据，包括：
所述数据计算模块中的计算接收子模块接收所述数据分析模块发送的操作需求；
并通过所述数据计算模块中的计算子模块，基于所述操作需求和采集子模块采集的所述基础数据利用大数据平台中的模型算法库、内存计算和批量计算进行交叉计算生成中间数据和结果数据。
16.如权利要求15所述的城市电力大数据应用方法，其特征在于，所述平台层的数据可视化模块将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台，包括：
所述数据可视化模块中的第二发送子模块将所述基础数据、中间数据或结果数据组成的展示数据发送给业务层；
并通过所述数据可视化模块中的映射子模块，借助应用层将所述展示数据映射在地理信息系统GIS平台。
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