CN111966663A - 一种多元用户侧综合能源数据服务系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多元用户侧综合能源数据服务系统，用于为多元用户提供用能数据的采集及接入管理服务，包括：数据采集层，用于通过采集器对用户终端设备的用能数据进行采集；数据处理层，用于对所述数据采集层收集到的所述用能数据进行处理；数据表现层，用于展示处理后的用能数据；数据管理层，用于对所述系统进行管理，所述管理包括运维监控管理和数据管理，所述运维监控管理用于对用户用能数据采集中的管理；所述数据管理用于对异常的用户用能数据进行管理；所述数据管理层贯穿于所述数据采集层、数据处理层以及数据表现层，对所述数据采集层、数据处理层以及数据表现层进行统一的配置和管理。
Description
技术领域
本发明涉及电网领域，更具体地，涉及一种多元用户侧综合能源数据服务系统。
背景技术
随着智能电网建设及电力市场改革工作的不断推进，电力需求侧管理一方面凭借其以经济手段参与竞争性电力市场的属性，提高需求弹性，平抑了间歇性新能源接入电网带来的波动；另一方面为社会提供了大量的能源空间，在提升能源使用效率的同时推动节能减排，促进绿色发展。
为了进一步加强以用户为中心的需求侧管理，基于电力需求侧管理平台和多元用户侧的综合能源监测与数据服务应用平台，建立相关的数据服务系统，能够在终端种类众多、数量庞大且存在多种通信协议的平台上统一管理和扩展，并为用户提供数据采集、监测等应用功能，是开展数据分析和应用的基础，进而挖掘数据价值，使服务增值。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种多元用户侧综合能源数据服务系统，用于为用户提供数据采集、监测等多种应用功能，是应用平台开展数据分析和应用的基础。
本发明采取的技术方案是，一种多元用户侧综合能源数据服务系统，用于为多元用户提供用能数据的采集及接入管理服务，包括：
数据采集处理层，用于通过采集器对用户终端设备的用能数据进行采集，并对所述用能数据进行处理，所述处理包括通过接口程序和队列读写程序将采集到的用能数据存储至数据库中，并对处理后的数据进行实时分析；
数据管理层，用于对所述系统进行管理，所述管理包括运维监控管理和数据管理，所述运维监控管理用于对用户用能数据采集中的管理，包括采集运行监控、档案运维管理、计量设备监测、事件监测；所述数据管理用于对异常的用户用能数据进行管理，包括异常数据监测、异常数据处理、数据审核和指标统计分析应用；
所述数据管理层贯穿于所述数据采集处理层，对所述数据采集处理层进行统一的配置和管理。
本发明一种多元用户侧综合能源数据服务系统，为多元用户提供综合能源数据的采集和接入管理服务，主要包括：数据采集是系统平台的核心部分，是开展数据分析和应用的基础，本发明数据采集层通过采集器对用户电力终端设备的用能数据进行采集；用户电力终端种类众多、数量庞大且存在多种通信协议，因此需要通过数据处理层对采集到的用能数据进行处理并存储到数据库中，数据处理层包括数据接入系统的接口程序、rabbitMQ队列读写程序以及第三方中间件等，对多种数据进行处理；数据管理层能够对用能数据进行运维监控管理和数据管理两大管理功能，其中，运维监控管理能够对用能数据采集与处理过程的监控管理，办证数据的准确性和实时性，主要包括采集运行监控管理、档案运维管理、计量设备监测管理以及事件监测管理，数据管理能够通过配置指标等参数对异常的用能数据进行监控，及时发现并处理异常数据问题等；数据表现层通过多种图表的表现形式展示用户的用能数据情况，可以全面合理地了解用能趋势，为管理者全面直接的管理决策提供基础；本发明中数据管理层贯穿于数据采集层、数据处理层以及数据表现层，数据管理层对数据采集层、数据处理层和数据表现层进行统一的配置管理。本发明一种多元用户侧综合能源数据服务系统，为多元用户提供综合能源数据的采集和接入，保证用户用能数据采集与存储的安全性、准确性及实时性，大大方便了平台的管理和扩展。
进一步地，所述采集器为集中器和/或智慧能源网关。
本发明采用集中器和/或智慧能源网关对用户用电终端设备进行用能数据采集，集中器是远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时读取用户终端数据、事件记录、数据的横向传输等功能，在若干终端密集区内，先将终端连接到集中器，然后将集中器连接到通信控制器中；智慧能源网关能够实现现有通信技术和协议的转换，与电网实时通信，实现企业用电设备的智能控制，使能源参与需求响应。本发明通过集中器和/或智慧能源网关保证了多种通信协议和终端类型不同下的用能数据采集的准确性和实时性，为平台的管理与扩展提供了数据基础。
进一步地，所述数据管理层包括档案运维管理单元，所述档案运维管理用于新增集中器、表计、密钥下载、分级进行信息的查看管理以及数据接入运行监控。
本发明中数据管理层包括档案运维管理单元，档案运维管理单元包括企业端档案运维管理和平台运营方档案管理，企业端档案运维管理能够新增集中器、表计、密钥下载、数据接入运行监控、数据查看等；平台运营方档案管理主要从运营角度规划功能，如基础设备集中器分配、计量表计、连接密钥分配和下载，以及计量点采集完整率监控、电能异常监测等。本发明通过档案运维管理单元实现了在监测与数据服务应用平台上对用能数据的运维管理，为平台的稳定高效使用打下基础。
进一步地，所述用能数据的采集频率为五分钟采集一次。
本发明采集的用能数据包括有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压、A相谐波电压、B相谐波电压、C相谐波电压、A相谐波电流、B相谐波电流、C相谐波电流等等，且采集的频率为五分钟采集一次。本发明通过五分钟采集一次的频率实现了数据采集的实时性，能够有效地及时更新系统数据。
进一步地，所述数据管理是通过设置指标并对指标进行统计分析，对异常数据进行监控和管理，并反映整体的运行状况。
本发明中包括数据管理层，数据管理层中包括数据管理功能，其具体功能为通过设置指标数据并通过将指标数据与用能数据进行对比统计分析，判断为正常数据或者为异常数据，并对异常数据进行提取分析和处理，进而实现对异常数据的监控和管理。本发明通过数据管理实现了采集的用能数据的准确性，保证了数据处理的实时性。
一种多元用户侧综合能源数据服务系统，包括综合能源监测跟踪分析系统，所述综合能源监测跟踪分析系统用于在线监测用户用能情况，包括综合用能在线监测、用能查询、用能成本分析、用能分析预测、能效分析、用电负荷分析、基础信息管理。
本发明一种多元用户侧综合能源数据服务系统还包括综合能源监测跟踪分析系统，能源监测跟踪分析系统能够对用户用能的在线监测发现用能系统的运行问题，具体包括综合用能在线监测、用能查询、用能成本分析、用能分析预测、能效分析、用电负荷分析、基础信息管理等多个功能，通过能源监测跟踪分析系统能够及时发现用能系统的运行问题，规范用户用能行为习惯，进而实现系统资源优化配置，利用管理手段促进节能。本发明通过能源监测跟踪分析系统实现了综合能源监测与分析管理的多种功能，使用户的体验更加精细化、智能化，为多元用户带来了巨大效益，帮助用户了解用能情况，改变了不良用能习惯，减少了能源浪费和降低用能成本。对于工商业用户来说，通过对能源系统集中监控，大幅度提高企业能源系统劳动生产率；运用系统在线监视功能能源调度实现调度指挥，确保系统经济合理运行，节能和环保效益贡献突出；在能源系统异常和事故时，系统通过集中监视提供实时数据，利于调度及时、快速和准确的处置，把能源系统故障所造成的影响控制在最低限度，确保能源系统稳定运行，对于电网管理者来说，有利于更清晰地了解用户用电情况，并提升客户满意度。
进一步地，所述综合能源监测跟踪分析系统包括：
用能综合分析模块，用于分析并展示企业当前总体用能信息，所述总体用能信息包括不同类型能源不同时间粒度的能源用量及成本曲线、各级用能单位及主要用能设备的用能量排名、KPI指标信息、最新的紧急异常告警信息、电网推送信息；
在线监测模块，用于实时监测企业用能数据和信息，所述用能数据和信息包括企业用能计量网络图及运动工况、实时异常告警信息、终端表计通信状况信息、表计采集完整率统计信息。
本发明综合能源跟踪分析系统，包括：用能综合分析模块，按照不同的时间粒度(日、月、季、年等)展示企业当前能源用量及用能成本变化趋势、各级用能单位及主要用能设备的用能量排名、KPI指标信息、最新的紧急异常告警信息、电网推送信息等；在线监测模块，实时监测企业用能数据，关注需要实时处理的用能问题与隐患，及时反馈企业用能计量网络图及运动工况、实时异常告警信息、、终端表计通信状况信息、表计采集完整率统计信息等监测信息。本发明通过综合能源监测跟踪分析系统实现了管理及用能监测，能够通过对用户用能的在线监测发现用能系统运行问题，规范用户用能习惯，进而实现资源优化配置，利用管理手段促进节能，顺应用户需求变化趋势，提升用户用电服务体验，对实现电源、电网和用户资源友好交互和相互协调具有重要意义。
进一步地，所述用能综合分析模块包括：能源趋势分析单元、能耗及成本排名单元、KPI指标单元，
能源趋势分析单元，用于根据不同时间粒度和同期对比分析企业当前的能源用量及用能成本变化趋势；
能耗及成本排名单元，用于对各级用能单位及主要用能设备的能耗及能源成本进行排名；
KPI指标单元，用于根据预设的KPI指标查看相关指标数值。
本发明用能综合分析模块中具体包括：能源趋势分析单元，按照不同时间粒度(日、月、季、年等)和支持同期对比分析展示企业当前能源用量及用能成本变化趋势(能源包括综合能源、电能、水能、气能、热能和碳排放，其中，碳排放本来不是一种能源类型，而是一种排放指标，因可以通过综合能源用量转换计算得到，在本系统中当做能源来处理)；能耗排名单元，按照不同时间粒度对各级用能单位及主要用能设备的能耗及能源成本进行排名，其中包括能耗排名和成本排名，能耗排名的能源为综合能源、电能、水能、气能、热能和碳排放，成本排名的能源为综合能源、电能、水能、气能和热能；KPI指标单元，预设多个KPI指标，按照不同的KPI指标分析年份对标分析图，体现指标值、定额值、近年行业标杆值、定额偏值和定额偏差率。本发明通过用能综合分析模块中的能源趋势分析单元、能耗及成本排名单元、KPI指标单元，可以通过图形或表格等多种表现形式，直观且从多个维度展示了企业当前的总体用能情况，更有助于统筹电网资源的管理与调度。
进一步地，所述在线监测模块包括：用能在线监测单元、异常用能监测单元、采集完整率监测单元，
用能在线监测单元，用于查看企业用能在线监测网络图、查看表计历史用能异常记录、查看表计实时用能数据；
异常用能监测单元，用于实时监测各级用能单位的用能告警情况；
采集完整率监测单元，用于根据筛选表计类型、连接状态、数据类型、时间类型、时间段对采集完整率进行统计并实时监测。
本发明在线监测模块需要关注实时处理的用能问题与隐患，并且通过图表形式展示实时用能状况，其中具体包括：用能在线监测单元，为企业能源管理人员提供图形化的实时用能监控界面，以逻辑图或示意图的形式对不同的能源类型分别展示企业用能计量网络图(涵盖1.供能线路2.各级用能单位3.计量设备(关口表+非关口表)4.计量网络等对象)，在图中展现用能设备运行状态与实时用能信息；异常用能监测单元，实时监测各级用能单位的用能告警信息，以表格形式展示，支持按照告警类型、告警对象、处理状态、告警发生时刻等进行统计与过滤，支持告警的批量在线处理；采集完整率监测单元，实时监测用能数据的采集完整率。本发明通过用能在线监测单元，实时在线监控企业的用能状况，为用能问题及隐患的处理提供有力的保障，通过异常用能监测单元，对告警信息进行统计分析处理，详细可追溯地反馈告警问题，通过采集完整率监测单元，准确方便地对用能数据进行采集，保证了本系统开展数据分析和应用的基础。
进一步地，所述平台还包括自动需求响应系统，用于提供需求响应事件，包括事件的发布、事件反馈、事件监测和事件结果统计以及需求响应客户的多维度统计。
本发明一种多元用户侧综合能源数据服务系统还包括自动需求响应系统，是“互联网+智能技术+市场化手段”在大系统范围内将能源供应与能源需求优化平衡的综合应用，具体包括事件发布、事件日程表、事件监测、事件结果查询、事件反馈、需求响应资源管理、需求响应策略管理等等，通过自动需求响应系统，使得不可控的电力负荷变得部分柔性可控，电力负荷具有一定的自适应能力，并且自动需求响应系统可用于电力系统调峰移峰，使得智能用电设备具有自动跟踪系统变化的能力，有利于保障电网安全等。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明一种多元用户侧综合能源数据服务系统，为多元用户提供综合能源数据的采集和接入，保证用户用能数据采集与存储的安全性、准确性及实时性，大大方便了平台的管理和扩展。
附图说明
图1为本发明多元用户侧综合能源数据服务系统的结构图。
图2为本发明多元用户侧综合能源监测与数据服务应用平台的结构图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
如图1所示为本发明实施例一种多元用户侧综合能源数据服务系统，用于为多元用户提供用能数据的采集及接入管理服务，包括：
数据采集层，用于通过采集器对用户终端设备的用能数据进行采集；
数据处理层，用于对所述数据采集层收集到的所述用能数据进行处理，所述处理包括通过主站接口程序和队列读写程序将采集到的用能数据存储至数据库中，并对处理后的数据进行实时分析；
数据表现层，用于展示处理后的用能数据；
数据管理层，用于对所述系统进行管理，所述管理包括运维监控管理和数据管理，所述运维监控管理用于对用户用能数据采集中的管理，包括采集运行监控管理、档案运维管理、计量设备监测管理、事件监测管理；所述数据管理用于对异常的用户用能数据进行管理，包括异常数据监测管理、异常数据处理管理、数据审核管理和指标统计分析应用管理，具体地，运维管理包括远程抄表、采集运行监控、报文管理、数据补抄、通讯密钥管理、采集任务管理、计量设备监测、抄表监测、事件监测、系统管理、设备管理、参数管理、系统对时、规则库管理、档案运维管理和模型管理；
所述数据管理层贯穿于所述数据采集层、数据处理层以及数据表现层，对所述数据采集层、数据处理层以及数据表现层进行统一的配置和管理。
优选地，所述采集器为集中器和/或智慧能源网关。
优选地，所述数据管理层包括档案运维管理单元，所述档案运维管理用于新增集中器、表计、密钥下载、分级进行信息的查看管理以及数据接入运行监控。
优选地，所述用能数据的采集频率为五分钟采集一次。
优选地，所述数据管理是通过设置指标并对指标进行统计分析，对异常数据进行监控和管理，并反映整体的运行状况。
优选地，如图2所示本发明实施例还包括综合能源监测跟踪分析系统，用于在线监测用户用能情况，包括综合用能在线监测、用能查询、用能成本分析、用能分析预测、能效分析、用电负荷分析、基础信息管理。
优选地，所述综合能源监测跟踪分析系统包括：
用能综合分析模块，用于分析并展示企业当前总体用能信息，所述总体用能信息包括不同类型能源不同时间粒度的能源用量及成本曲线、各级用能单位及主要用能设备的用能量排名、KPI指标信息、最新的紧急异常告警信息、电网推送信息；
优选地，所述用能综合分析模块包括：能源趋势分析单元、能耗及成本排名单元、KPI指标单元，
能源趋势分析单元，用于根据不同时间粒度和同期对比分析企业当前的能源用量及用能成本变化趋势；
能耗及成本排名单元，用于对各级用能单位及主要用能设备的能耗及能源成本进行排名；
KPI指标单元，用于根据预设的KPI指标查看相关指标数值。
在线监测模块，用于实时监测企业用能数据和信息，所述用能数据和信息包括企业用能计量网络图及运动工况、实时异常告警信息、终端表计通信状况信息、表计采集完整率统计信息。
优选地，所述在线监测模块包括：用能在线监测单元、异常用能监测单元、采集完整率监测单元，
用能在线监测单元，用于查看企业用能在线监测网络图、查看表计历史用能异常记录、查看表计实时用能数据；
异常用能监测单元，用于实时监测各级用能单位的用能告警情况；
采集完整率监测单元，用于根据筛选表计类型、连接状态、数据类型、时间类型、时间段对采集完整率进行统计并实时监测。
用能查询模块，用于为企业提供各级用能单位的各种实时用能数据查询功能；
用能成本分析模块，用于按照企业、部门、典型用能设备统计分析用能成本，并支持用能成本的趋势分析、对比分析与排名分析；
优选地，所述用能成本分析模块包括：触发用能成本分析单元、用能成本趋势单元、各级用能单位成本分布单元，
触发用能成本分析单元，用于根据所选的时间范围，分析该时间范围内的用能成本；
用能成本趋势单元，用于根据所选的时间范围，分析该时间范围内的电、水、气、热的成本变化趋势；
各级用能单位成本分布单元，用于按照不同的时间粒度对各级用能单位综合能源、电能、水能、气能、热能和碳排放量进行统计
用能分析预测模块，用于基于影响能源消耗的关联数据，对各级用能单位的用能情况进行预测分析，使其支持短期或中长期企业总体用能量的预测；
优选地，所述用能分析预测模块包括：用能趋势分析单元、用能对比分析单元、能源结构分析单元、用能预测单元，
用能趋势分析单元，用于根据能源类型或所选时间对能源趋势进行对比分析，所述能源类型包括电能、水能、气能、热能和碳排放量；
用能对比分析单元，用于根据获取的能源消耗数据，将基准对象与对比对象进行对比；
能源结构分析单元，用于根据获取的能源消耗数据，判断能源结构在同一时间段的对比趋势，获得企业的能源用量占比；
用能预测单元，用于根据所选时间对用能量进行对比分析，并从日、月、季、年来进行能量预测分析。
能效分析模块，用于对能效KPI指标、峰平谷用电情况进行统计分析，使其能对企业能效实施量化管理，并对企业能效进行数字化评估；
优选地，所述能效分析模块包括：能源平衡分析单元、对标分析单元、峰平谷分析单元、能效评估单元，
能源平衡分析单元，用于通过桑基图分析所选时间范围内的能源平衡数据；
对标分析单元，用于将企业KPI指标与同行其它先进企业能效指标进行对比分析，得到KPI指标差距大小；
峰平谷分析单元，用于按日分析峰平谷电量占比分析和峰平谷电价占比分析；
能效评估分析单元，用于分析时间段内能效KPI指标与负荷特性指标。
用电负荷分析模块，用于对企业用电负荷情况进行管理，所述用电负荷情况包括负荷特性分析、负荷预测、需量管理。
优选地，所述用电负荷分析模块包括：负荷特性分析单元、负荷预测单元、需量预测单元，
负荷特性分析单元，用于通过提取企业负荷量和点亮，展示分析企业用电趋势与负荷特性指标，所述负荷特性指标包括负荷率、峰谷差率和平均功率因数；
负荷预测单元，用于通过对比选定时间段内的用电负荷实际值与预设的负荷预测值，得出企业的负荷预测情况；
需量预测单元，用于根据参考年份的最大负荷量，计算预测下月需量，并且根据容量、本期申报需量和预测下月申报需量计算下月基础电费。
优选地，所述平台还包括自动需求响应系统，用于提供需求响应事件，包括事件的发布、事件反馈、事件监测和事件结果统计以及需求响应客户的多维度统计。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，用于为多元用户提供用能数据的采集及接入管理服务，包括：
数据采集处理层，用于通过采集器对用户终端设备的用能数据进行采集，并对所述用能数据进行处理，所述处理包括通过主站接口程序和队列读写程序将采集到的用能数据存储至数据库中，并对处理后的数据进行实时分析；
数据管理层，用于对所述系统进行管理，所述管理包括运维监控管理和数据管理，所述运维监控管理用于对用户用能数据采集中的管理，包括采集运行监控、档案运维管理、计量设备监测、事件监测；所述数据管理用于对异常的用户用能数据进行管理，包括异常数据监测、异常数据处理、数据审核和指标统计分析应用；
所述数据管理层贯穿于所述数据采集处理层，对所述数据采集处理层进行统一的配置和管理。
2.根据权利要求1所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述采集器为集中器和/或智慧能源网关。
3.根据权利要求1所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述数据管理层包括档案运维管理单元，所述档案运维管理用于新增集中器、表计、密钥下载、分级进行信息的查看管理以及数据接入运行监控。
4.根据权利要求1所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述用能数据的采集频率为五分钟采集一次。
5.根据权利要求1所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述数据管理是通过设置指标并对指标进行统计分析，对异常数据进行监控和管理，并反映整体的运行状况。
6.一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，包括：权利要求1至5任一项所述的多元用户侧综合能源数据服务系统、综合能源监测跟踪分析系统，所述综合能源监测跟踪分析系统用于在线监测用户用能情况，包括综合用能在线监测、用能查询、用能成本分析、用能分析预测、能效分析、用电负荷分析、基础信息管理。
7.根据权利要求6所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述综合能源监测跟踪分析系统包括：
用能综合分析模块，用于分析并展示企业当前总体用能信息，所述总体用能信息包括不同类型能源不同时间粒度的能源用量及成本曲线、各级用能单位及主要用能设备的用能量排名、KPI指标信息、最新的紧急异常告警信息、电网推送信息；
在线监测模块，用于实时监测企业用能数据和信息，所述用能数据和信息包括企业用能计量网络图及运动工况、实时异常告警信息、终端表计通信状况信息、表计采集完整率统计信息。
8.根据权利要求7所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述用能综合分析模块包括：能源趋势分析单元、能耗及成本排名单元、KPI指标单元，
能源趋势分析单元，用于根据不同时间粒度和同期对比分析企业当前的能源用量及用能成本变化趋势；
能耗及成本排名单元，用于对各级用能单位及主要用能设备的能耗及能源成本进行排名；
KPI指标子单元，用于根据预设的KPI指标查看相关指标数值。
9.根据权利要求7所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述在线监测模块包括：用能在线监测单元、异常用能监测单元、采集完整率监测单元，
用能在线监测单元，用于查看企业用能在线监测网络图、查看表计历史用能异常记录、查看表计实时用能数据；
异常用能监测单元，用于实时监测各级用能单位的用能告警情况；
采集完整率监测单元，用于根据筛选表计类型、连接状态、数据类型、时间类型、时间段对采集完整率进行统计并实时监测。
10.根据权利要求1所述的一种多元用户侧综合能源数据服务系统，其特征在于，所述平台还包括自动需求响应系统，用于提供需求响应事件，包括事件的发布、事件反馈、事件监测和事件结果统计以及需求响应客户的多维度统计。
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