CN113743805A - 一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法及系统,方法包括获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。本发明涉及的单项能源品种消费量折标量加工模型、用能单位月综合能源消费数据加工模型以及单项能源品种消费量加工模型,能够实时、准确的反应用能单位在重点能耗设备、生产工序、工序单元、能源分类中能源消耗情况,解决了工业互联网领域用能单位能耗数据分类繁杂,模型汇总难度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工业互联网技术领域,尤其是一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法及系统。
背景技术
企业作为节能减排的主体,在对其进行节能监管的同时加强企业树立节能减排标准化意识。从企业看来,重点用能单位是耗能重点大户,加强重点用能单位的节能管理,提高能源利用效率,控制能源消费总量,对节能减排具有重大作用。
工业互联网用能单位节能监察数据分类涉及到多个现行的行业标准、国家标准、行政法规参照,如GB/T 2589综合能耗计算通则、GB/T 13234企业节能量计算方法、GB17167用能单位能源计量器具配置和管理通则、GB/T 23331能源管理体系要求、GB/T 29456能源管理体系实施指南、GB/T 15316节能监测技术通则、GB/T 19022测量管理体系-测量过程和测量设备的要求、JJF 1356重点用能单位能源计量审查规范等。
目前在对用能单位进行节能监察时,依据不同的标准或法规进行对照,操作复杂繁琐。
发明内容
本发明提供了一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法及系统,用于解决现有对用能单位进行节能监察时,依据不同的标准或法规进行对照,操作复杂繁琐问题。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
本发明第一方面提供了一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法,所述方法包括以下步骤:
获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;
对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;
将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
进一步地,所述耗能数据按照应用数据key采集,所述应用数据key包括采集数据项、采集数据项用途、采集系统分类、能源类型、单位类别、行业、产品采集、行政区域规划、采集数据项配置、用能单位、集团、生产工序、工序单元、日非实时采集数据和日实时采集数据。
进一步地,所述对耗能数据进行预处理具体包括:
将所述耗能数据进行格式化处理,并记录采集数据的时间、条数和key;
按照采集频率、周期进行冗余数据处理。
进一步地,所述耗能数据存入Kafka集群,所述格式化处理后得到Json格式数据,存储到ods操作数据层。
进一步地,所述对所述结构化数据中的参数进行编码、计算在基础数据仓库层中进行。
进一步地,所述单项能源品种消费量折标量加工模型具体为:
单项能源品种消费量折标量=能源品种消费量实物量*能源品种单位换算系数*能源品种折标系数。
进一步地,所述月综合数据加工模型具体为:
工业总产值能耗=综合能源消费量/工业总产值;
工业增加值能耗=综合能源消费量/工业增加值。
进一步地,所述单项能源品种消费量加工模型具体为:
若用能单位上传单项能源品种消费量实物量,则按照用户上传的所述单项能源品种消费量实物量进行模型加工;
若用户未上传单项能源品种消费量实物量,则按照上传购进量进行计算:单项能源品种消费量实物量=购进量;
若用能单位未上传单项能源品种消费量实物量且未上传购进量,则单项能源品种消费量实物量=购进已消费量+购进未消费量。
本发明第二方面提供了一种基于工业互联网的用能单位节能监察系统,所述系统包括:
信息采集单元,用于获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;
数据处理单元,用于对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;
数据存储单元,用于将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
进一步地,所述信息采集单元采集所述耗能数据至Kafka集群,所述数据处理单元通过基础数据仓库层进行数据的加工处理。
本发明第二方面的所述用能单位节能监察系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法,并取得相同的效果。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明涉及的单项能源品种消费量折标量加工模型、用能单位月综合能源消费数据加工模型以及单项能源品种消费量加工模型,能够实时、准确的反应用能单位在重点能耗设备、生产工序、工序单元、能源分类中能源消耗情况,解决了工业互联网领域用能单位能耗数据分类繁杂,模型汇总难度大的问题,通过建立用能单位监察数据加工、汇总模型方法,为节能监察部门的执法监督提供技术依据。同时,也可以为企业能源管理,优化资源配置设提供数据模型方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述方法的流程示意图;
图2是本发明所述系统的结构示意图;
图3是本发明所述系统架构的示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示,本发明实施例提供的一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法,所述方法包括以下步骤:
S1,获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;
S2,对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;
S3,将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
步骤S1中,所述耗能数据存入Kafka集群,所述格式化处理后得到Json格式数据,存储到ods操作数据层。
所述耗能数据按照应用数据key采集,所述应用数据key包括采集数据项、采集数据项用途、采集系统分类、能源类型、单位类别、行业、产品采集、行政区域规划、采集数据项配置、用能单位、集团、生产工序、工序单元、日非实时采集数据和日实时采集数据。
所述对耗能数据进行预处理具体包括:将所述耗能数据进行格式化处理,并记录采集数据的时间、条数和key;按照采集频率、周期进行冗余数据处理。Mrs客户端消费Kafak消息数据,将单位采集数据、用能单位基础数据和基础信息字典数据,包括用能单位基本信息、重点能耗设备、生产工序、工序单元、能源分类、行政区域规划、行业划分、采集数据项等Json格式数据转化为结构化数据,存储到ods操作数据层。
步骤S2中,所述对所述结构化数据中的参数进行编码、计算在dwd、dwb、dws基础数据仓库层按照业务逻辑进行数据模型的加工处理。
所述单项能源品种消费量折标量加工模型具体为:
单项能源品种消费量折标量=能源品种消费量实物量*能源品种单位换算系数*能源品种折标系数。
单项能源品种消费量的编码规则:00-00-0000-(01或02)(4位能源品种编码)-21,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(01一次能源或02二次能源)(4位能源品种编码)-21(工业生产消费)。
单项能源品种折标量系数用能单位可以选传,若没有上传折标系数,则从平台基础信息的能源类型数据中获取。
若用能单位上传了折标系数,对应的编码规则00-00-0000-(05或06)(4位能源品种编码)-71,具体含义为:00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(05一次能源折标系数或06二次能源折标系数)(4位能源品种编码)-71(验证类)。
所述月综合数据加工模型具体为:
工业总产值能耗=综合能源消费量/工业总产值;
工业增加值能耗=综合能源消费量/工业增加值。
综合能源消费量:指企业(单位)在报告期内工业生产实际消费的各种能源(扣除能源加工转换和能源回收利用等重复因素)的总和。
分项计算公式为:
综合能源消费量计算对应的编码规则:00-00-0000-100100-71,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(100100综合能源消费量)-71(验证类)。
工业总产值计算对应的编码规则:00-00-0000-090200-71,具体含义为编码解释:00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(090200工业增加值)-71(验证类)。
所述单项能源品种消费量加工模型具体为:
若用能单位上传单项能源品种消费量实物量,则按照用户上传的所述单项能源品种消费量实物量进行模型加工;对应的编码规则为00-00-0000-(01或02)(4位能源品种编码)-21,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(01一次能源或02二次能源)(4位能源品种编码)-21(工业生产消费)。
若用户未上传单项能源品种消费量实物量,则按照上传购进量进行计算:单项能源品种消费量实物量=购进量;狗计量计算对应的编码规则为00-00-0000-(01或02)(4位能源品种编码)-10,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(01一次能源或02二次能源)(4位能源品种编码)-10(工业生产消费)。
若用能单位未上传单项能源品种消费量实物量且未上传购进量,则单项能源品种消费量实物量=购进已消费量+购进未消费量。购进已消费量的计算对应的编码规则为00-00-0000-(01或02)(4位能源品种编码)-11,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(01一次能源或02二次能源)(4位能源品种编码)-11(购进已消费量;购进未消费量计算对应的编码规则为00-00-0000-(01或02)(4位能源品种编码)-12,具体含义为00(全厂)-00(全厂工序)-0000(全厂用能设备)-(01一次能源或02二次能源)(4位能源品种编码)-12(购进未消费)。
步骤S3中,单项能源品种消费量折标量加工模型、用能单位月综合能源消费数据加工模型、单项能源品种消费量加工模型数据定期写入sjjs数据集市。
如图2所示,本发明实施例提供的一种基于工业互联网的用能单位节能监察系统,包括信息采集单元1、数据处理单元2和数据存储单元3。
信息采集单元1用于获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;数据处理单元2用于对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;数据存储单元3用于将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
所述信息采集单元采集所述耗能数据至Kafka集群,所述数据处理单元通过基础数据仓库层进行数据的加工处理。
如图3所示,消息Json数据:信息采集单元1将用能单位耗能数据以json格式放入Kafka消息中,Kafka集群一华为提供的Kafka消息处理集群,部署在华为云上,方便用能单位的数据上传;DW管理系统负责数据流程调度、监控,进行数据质量管理和全流程数据质量监控。数据处理单元中的元数据库存放单项能源品种消费量折标量加工模型、用能单位月综合能源消费数据加工模型、单项能源品种消费量加工模型的加工细节,子元数据对ods、基础数据仓库及数据集市各加工层元数据的记录,包括数据处理时间、数据条数、数据大小、数据的依赖等。基础数据仓库建立在华为云上的Mrs服务器集群的Hive数据仓库,包括DWD数据细节层、DWB基础数据层、DWS数据服务层,实现用能单位明细数据加工、汇总的过程。数据存储单元将加工的模型结果数据定期导入到数据集市数据库,支撑用能单位对能耗监测报表展示。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:
获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;
对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;
将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
2.根据权利要求1所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述耗能数据按照应用数据key采集,所述应用数据key包括采集数据项、采集数据项用途、采集系统分类、能源类型、单位类别、行业、产品采集、行政区域规划、采集数据项配置、用能单位、集团、生产工序、工序单元、日非实时采集数据和日实时采集数据。
3.根据权利要求1所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述对所述耗能数据进行预处理具体包括:
将所述耗能数据进行格式化处理,并记录采集数据的时间、条数和key;
按照采集频率、周期进行冗余数据处理。
4.根据权利要求3所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述耗能数据存入Kafka集群,所述格式化处理后得到Json格式数据,存储到ods操作数据层。
5.根据权利要求4所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述对所述结构化数据中的参数进行编码、计算在基础数据仓库层中进行。
6.根据权利要求4所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述单项能源品种消费量折标量加工模型具体为:
单项能源品种消费量折标量=能源品种消费量实物量*能源品种单位换算系数*能源品种折标系数。
7.根据权利要求4所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述月综合数据加工模型具体为:
工业总产值能耗=综合能源消费量/工业总产值;
工业增加值能耗=综合能源消费量/工业增加值。
8.根据权利要求4所述基于工业互联网的用能单位节能监察方法,其特征是,所述单项能源品种消费量加工模型具体为:
若用能单位上传单项能源品种消费量实物量,则按照用户上传的所述单项能源品种消费量实物量进行模型加工;
若用户未上传单项能源品种消费量实物量,则按照上传购进量进行计算:单项能源品种消费量实物量=购进量;
若用能单位未上传单项能源品种消费量实物量且未上传购进量,则单项能源品种消费量实物量=购进已消费量+购进未消费量。
9.一种基于工业互联网的用能单位节能监察系统,其特征是,所述系统包括:
信息采集单元,用于获取用能单位的耗能数据,对所述耗能数据进行预处理,形成结构化数据并存储;
数据处理单元,用于对所述结构化数据中的参数进行编码、计算,分别得到单项能源品种消费量折标量加工模型、月综合数据加工模型和单项能源品种消费量加工模型;
数据存储单元,用于将得到的加工模型按照设定周期写入数据库中。
10.根据权利要求9所述基于工业互联网的用能单位节能监察系统,其特征是,所述信息采集单元采集所述耗能数据至Kafka集群,所述数据处理单元通过基础数据仓库层进行数据的加工处理。
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