CN115689801A - 一种基于碳计量的用电信息采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于碳计量的用电信息采集系统，包括车联网平台、营销系统、用电采集系统以及能源大数据平台，所述车联网平台包括充电站，所述充电站用于产生充电交易数据，所述充电交易数据会被传送给用电采集系统，所述用电采集系统用于对充电交易数据进行分析。本发明通过开展用电数据监测与能耗预警等“碳监测”数据分析，碳计量监测基础数据获取、碳排放计算、碳排放数据监测、碳排放情况分析及管理、碳排放数据共享能力、排放计算及可视化展示等功能模块建设，实现全量数据按需采集、设备状态动态感知等建设目标，有效支撑能源计量中心建设，为政府决策提供数据支撑。同时建设成果应具备上云能力，适配基础框架。

Description

一种基于碳计量的用电信息采集系统

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体为一种基于碳计量的用电信息采集系统。

背景技术

“双碳”目标的实现是一项长期的社会治理系统工程。当前，依然面临着种种问题，例如碳排放的测算、具体领域的碳达峰、碳中和路径设计、如何提供产业配套政策等，这些问题的解决依靠传统的经验和统计分析很难做到及时准确。

用电信息采集系统作为营销、调度、生产等系统的基础数据来源，却缺少对碳计量碳排放基础数据的数据价值挖掘，未能在碳排放、碳计量监测方面发挥应有的数据支撑作用。

因此，本申请提出了一种基于碳计量的用电信息采集系统来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于碳计量的用电信息采集系统，以实现全量数据按需采集、设备状态动态感知等建设目标，有效支撑能源计量中心建设，为政府决策提供数据支撑；另外，实现建设成果具备上云能力，适配基础框架等优点，解决缺少对碳计量碳排放基础数据的数据价值挖掘，未能在碳排放、碳计量监测方面发挥应有的数据支撑作用的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于碳计量的用电信息采集系统，包括车联网平台、营销系统、用电采集系统以及能源大数据平台，所述车联网平台包括充电站，所述充电站用于产生充电交易数据，所述充电交易数据会被传送给用电采集系统，所述用电采集系统用于对充电交易数据进行分析，所述营销系统和能源大数据平台分别用于将充电交易数据形成能源数据和充电站档案数据，并将能源数据和充电站档案数据发送给用电采集系统，所述用电采集系统将充电站档案数据进行计算分析，分别得到第一数据分析结果和第二数据分析结果，所述第一数据分析结果和第二数据分析结果会由用电采集系统分别传送至能源大数据平台和营销系统内。

其中，还包括智慧能源服务平台，所述智慧能源服务平台用于生成碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据，并将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据传送至用电采集系统内，所述用电采集系统用于将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据进行集成，并将集成结果传输至智慧能源服务平台内。

其中，所述用电采集系统包括数据展示模块、数据分析模块、数据监测模块、碳排放计算模块以及数据采集模块，所述数据展示模块通过可视化页面展示相关数据信息，所述数据展示模块还包括统计查询端口。

其中，所述数据分析模块包括影响因子分析单元、碳排放趋势分析单元、能源消费特点分析单元以及碳减排效果分析单元，所述影响因子分析单元用于根据碳排放影响因子对数据进行分析，所述碳排放趋势分析单元用于对碳排放的趋势进行预测，所述能源消费特点分析单元根据能源结构变化以及电力贡献对能源的消费特点进行分析，所述碳减排效果分析单元根据潜力分析、趋势分析以及效果分析对碳减排的效果进行分析。

其中，所述数据监测模块包括低压居民碳排放数据监测单元、低压非居民碳排放数据监测单元以及碳排放数据预警单元，所述低压居民碳排放数据监测单元通过用电时段、峰谷数值以及功能数据对低压居民的碳排放数据进行监测，所述低压非居民碳排放数据监测单元通过对用电行为和用电特点进行分析，从而对低压非居民的碳排放数据进行监测，所述碳排放数据预警单元通过对碳排放额度统计，从而在碳排放超限时进行预警。

其中，所述碳排放计算模块包括低压居民碳排放数据计算单元、低压非居民碳排放数据计算单元以及计算模型管理单元，所述低压居民碳排放数据计算单元通过电-碳转换模型对低压居民的碳排放数据进行计算，所述低压非居民碳排放数据计算单元通过对低压非居民碳排放、分布式光伏碳排放、充电站碳排放以及企业用电碳排放进行计算，从而对低压非居民的碳排放数据进行计算。

其中，所述碳排放计算模块内还设置有碳排放模型训练，所述碳排放模型训练的方法为：

对历史采集的碳计量数据，实现基于决策树的模型训练，形成对模型准确性评价。

其中，所述数据采集模块包括基础数据获取单元、数据校检单元以及数据拟合单元，所述基础数据获取单元用于获取居民家电用能数据、充电站交易数据、分布式光伏数据以及行业用电数据，所述数据校检单元用于对格式、一致性、完整性以及准确性进行校检，所述数据拟合单元电能市值曲线对数据进行拟合。

其中，所述基础数据获取单元内还包括采集队列优先级策略，所述采集队列优先级策略为：

对采集的频度、密度等业务需求要求，完成采集任务消息队列优先级、重要等级等规则管理，以保障在任务高峰期，特定业务任务可优先完成数据采集任务。

其中，还包括电碳资产档案维护模块，所述电碳资产档案维护模块包括随器计量器、能源控制器、非介入式负荷辨识终端、充电桩以及分布式光伏设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过开展用电数据监测与能耗预警等“碳监测”数据分析，碳计量监测基础数据获取、碳排放计算、碳排放数据监测、碳排放情况分析及管理、碳排放数据共享能力、排放计算及可视化展示等功能模块建设，实现全量数据按需采集、设备状态动态感知等建设目标，有效支撑能源计量中心建设，为政府决策提供数据支撑。同时建设成果应具备上云能力，适配基础框架。

附图说明

图1为本发明提供的系统框架结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供的一种基于碳计量的用电信息采集系统，包括车联网平台、营销系统、用电采集系统以及能源大数据平台，车联网平台包括充电站，充电站用于产生充电交易数据，充电交易数据会被传送给用电采集系统，用电采集系统用于对充电交易数据进行分析，营销系统和能源大数据平台分别用于将充电交易数据形成能源数据和充电站档案数据，并将能源数据和充电站档案数据发送给用电采集系统，用电采集系统将充电站档案数据进行计算分析，分别得到第一数据分析结果和第二数据分析结果，第一数据分析结果和第二数据分析结果会由用电采集系统分别传送至能源大数据平台和营销系统内。

优选地，用电信息采集系统还包括智慧能源服务平台，智慧能源服务平台用于生成碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据，并将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据传送至用电采集系统内，用电采集系统用于将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据进行集成，并将集成结果传输至智慧能源服务平台内。

优选地，用电采集系统包括数据展示模块、数据分析模块、数据监测模块、碳排放计算模块以及数据采集模块，数据展示模块通过可视化页面展示相关数据信息，数据展示模块还包括统计查询端口；

可视化页面展示包括碳排放数据统计查询，可从多维度对碳排放数据进行查询，支持对碳排放数据的溯源，对不同行业的用户，实现碳计量的累计值、加权值的统计，实现统一度量的分析；

还包括碳排放监测展示，以行政区域为划分，对碳排放监测数据进行展示，展示方式包括折线图、柱状图等，支持以行业为划分，对监测结果进行环比、同比、增速情况展示；

还包括碳排放监测对比，按同比、同期的统计方式，实现增、减排量的对比可视化展示；

还包括低碳潜力视图，通过建立区域低碳潜力模型，考虑电碳情况，区域地理位置等。形成低碳区域潜力估算。低碳区域gis地图，引用gis图层，形成动态低碳潜力；

还包括电碳评价体系，电碳评价指标体系，基于企业碳排放量、碳排放强度、单位产品碳排放量、清洁能源发电量、节能改造情况等数据，采用层次分析法建立企业低碳评价指标体系，计算企业低碳指数，分行业进行企业低碳指数排名；

还包括碳排放一张图，用来展示城市碳地图，按区或者其他客户要求的行政、地理排列方式，提供碳排放一张图展示，提供年碳排量趋势、年行业碳排量TOP10等列表展示。展示全省碳排放量及排名、全省碳排强度及排名、行业碳排量TOP10、碳排放结构占比(一二三产业)。展示全省发电构成、能源占比构成(火力、水、核能、光伏、风力、其他)、零碳机组和非零碳机组构成、各领域电能替代情况、电能替代量及能源减耗情况、清洁能源供给指数(按年)等。

其中，数据分析模块包括影响因子分析单元、碳排放趋势分析单元、能源消费特点分析单元以及碳减排效果分析单元，影响因子分析单元用于根据碳排放影响因子对数据进行分析，碳排放趋势分析单元用于对碳排放的趋势进行预测，能源消费特点分析单元根据能源结构变化以及电力贡献对能源的消费特点进行分析，碳减排效果分析单元根据潜力分析、趋势分析以及效果分析对碳减排的效果进行分析；

其中，影响因子分析单元通过建立碳排放影响因素模型，形成对结果数据的影响分析，并建立碳排放影响因子库，对碳排放预测进行辅助干预；碳排放趋势分析单元基于碳排放预测模型对低压居民、低压非居民、典型行业的碳排放趋势预测；能源消费特点分析单元基于特征提取等方法对能源消费端的能源消费特点进行分析，支撑对能源消费侧特征管理；碳减排效果分析单元通过获取不同场景的碳排放计算数据和监测结果，进行碳减排潜力分析、碳减排趋势分析、碳减排成效分析。

其中，数据监测模块包括低压居民碳排放数据监测单元、低压非居民碳排放数据监测单元以及碳排放数据预警单元，低压居民碳排放数据监测单元通过用电时段、峰谷数值以及功能数据对低压居民的碳排放数据进行监测，低压非居民碳排放数据监测单元通过对用电行为和用电特点进行分析，从而对低压非居民的碳排放数据进行监测，碳排放数据预警单元通过对碳排放额度统计，从而在碳排放超限时进行预警；

低压居民碳排放数据监测单元通过实现低压居民实时碳排放计算，并支持对碳排放监测数据进行统计，同时构建低压居民碳排放数据预测模型，依据居民用能习惯，实现对未来日、月、年、工作日、节假日等碳排放预测；低压非居民碳排放数据监测单元通过实现低压非居民分类及实时碳排放计算，并支持对碳排放监测数据进行统计，同时构建低压非居民碳排放数据预测模型，依据各类非居民用能习惯，实现对未来日、月、年、工作日、节假日等碳排放预测；

碳排放预警单元包括碳排放监测预警和碳排放跟踪处理，碳排放监测预警基于碳排放数据预测模型进行碳排放监测预警，对异常及严重超过预警值等告警并记录，辅助人工对碳排放情况的干预；碳排放跟踪处理对预警的用户，根据排放的重要性等级、企业性质，对该用户配置定制跟踪，并形成碳计量分析报告。

其中，碳排放计算模块包括低压居民碳排放数据计算单元、低压非居民碳排放数据计算单元以及计算模型管理单元，低压居民碳排放数据计算单元通过电-碳转换模型对低压居民的碳排放数据进行计算，低压非居民碳排放数据计算单元通过对低压非居民碳排放、分布式光伏碳排放、充电站碳排放以及企业用电碳排放进行计算，从而对低压非居民的碳排放数据进行计算；

低压居民碳排放数据计算单元通过构建低压居民碳排放计算模型，支撑低压居民碳排放量计算及分析；低压非居民碳排放数据计算单元通过构建不同类型用户碳排放计算模型，形成低压非居民用电类型分类，支撑低压非居民碳排放量计算及分析；

计算模型管理单元包括模型管理、碳排放评估模型优化以及数据甄别分析，模型管理包括根据不同用户类型制定碳排放计算模型库，对模型的启用、停用及模型计算输入、输出等进行管理；碳排放评估模型优化包括对模型训练的结果，实现交叉评估模型，同时对模型进行参数的优化调整；数据甄别分析包括采集系统数据自动校验规则模型、人工甄别管理。通过机器、人工判断，确保计量数据、转换数据的合理性，保障其业务应用数据的应用可用性。

碳排放计算模块内还设置有碳排放模型训练，碳排放模型训练的方法为：

对历史采集的碳计量数据，实现基于决策树的模型训练，形成对模型准确性评价。

其中，数据采集模块包括基础数据获取单元、数据校检单元以及数据拟合单元，基础数据获取单元用于获取居民家电用能数据、充电站交易数据、分布式光伏数据以及行业用电数据，数据校检单元用于对格式、一致性、完整性以及准确性进行校检，数据拟合单元电能市值曲线对数据进行拟合；

基础数据获取单元中还涉及到电碳采集策略管理，内容为：制定智能感知设备、充电桩、分布式光伏等设备采集任务、采集策略、任务指定、方案制定。形成用电信息采集系统面向电碳终端的采集任务管理，以实现数据按需、按频的采集与接入；

基础数据获取单元中还涉及到采集信息缓存管理，内容为：各类碳计量设备用户档案、计量档案、终端档案等信息进行数据缓存管理；数据校验单元中还涉及到数据校验模型，内容为通过自动校验脚本，对数据字段格式进行校验，对充电站(桩)，数据完整性、数据的时间一致性、数据的准确性进行校验，保障数据采集的合理性。

基础数据获取单元内还包括采集队列优先级策略，采集队列优先级策略为：

对采集的频度、密度等业务需求要求，完成采集任务消息队列优先级、重要等级等规则管理，以保障在任务高峰期，特定业务任务可优先完成数据采集任务。

其中，本实施例还包括电碳资产档案维护模块，电碳资产档案维护模块包括随器计量器、能源控制器、非介入式负荷辨识终端、充电桩以及分布式光伏设备。

最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于碳计量的用电信息采集系统，包括车联网平台、营销系统、用电采集系统以及能源大数据平台，其特征在于：所述车联网平台包括充电站，所述充电站用于产生充电交易数据，所述充电交易数据会被传送给用电采集系统，所述用电采集系统用于对充电交易数据进行分析，所述营销系统和能源大数据平台分别用于将充电交易数据形成能源数据和充电站档案数据，并将能源数据和充电站档案数据发送给用电采集系统，所述用电采集系统将充电站档案数据进行计算分析，分别得到第一数据分析结果和第二数据分析结果，所述第一数据分析结果和第二数据分析结果会由用电采集系统分别传送至能源大数据平台和营销系统内。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：还包括智慧能源服务平台，所述智慧能源服务平台用于生成碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据，并将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据传送至用电采集系统内，所述用电采集系统用于将碳减排效果分析结果数据和碳排放预测数据进行集成，并将集成结果传输至智慧能源服务平台内。

3.根据权利要求1所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述用电采集系统包括数据展示模块、数据分析模块、数据监测模块、碳排放计算模块以及数据采集模块，所述数据展示模块通过可视化页面展示相关数据信息，所述数据展示模块还包括统计查询端口。

4.根据权利要求3所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述数据分析模块包括影响因子分析单元、碳排放趋势分析单元、能源消费特点分析单元以及碳减排效果分析单元，所述影响因子分析单元用于根据碳排放影响因子对数据进行分析，所述碳排放趋势分析单元用于对碳排放的趋势进行预测，所述能源消费特点分析单元根据能源结构变化以及电力贡献对能源的消费特点进行分析，所述碳减排效果分析单元根据潜力分析、趋势分析以及效果分析对碳减排的效果进行分析。

5.根据权利要求3所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述数据监测模块包括低压居民碳排放数据监测单元、低压非居民碳排放数据监测单元以及碳排放数据预警单元，所述低压居民碳排放数据监测单元通过用电时段、峰谷数值以及功能数据对低压居民的碳排放数据进行监测，所述低压非居民碳排放数据监测单元通过对用电行为和用电特点进行分析，从而对低压非居民的碳排放数据进行监测，所述碳排放数据预警单元通过对碳排放额度统计，从而在碳排放超限时进行预警。

6.根据权利要求3所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述碳排放计算模块包括低压居民碳排放数据计算单元、低压非居民碳排放数据计算单元以及计算模型管理单元，所述低压居民碳排放数据计算单元通过电-碳转换模型对低压居民的碳排放数据进行计算，所述低压非居民碳排放数据计算单元通过对低压非居民碳排放、分布式光伏碳排放、充电站碳排放以及企业用电碳排放进行计算，从而对低压非居民的碳排放数据进行计算。

7.根据权利要求6所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述碳排放计算模块内还设置有碳排放模型训练，所述碳排放模型训练的方法为：

对历史采集的碳计量数据，实现基于决策树的模型训练，形成对模型准确性评价。

8.根据权利要求3所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述数据采集模块包括基础数据获取单元、数据校检单元以及数据拟合单元，所述基础数据获取单元用于获取居民家电用能数据、充电站交易数据、分布式光伏数据以及行业用电数据，所述数据校检单元用于对格式、一致性、完整性以及准确性进行校检，所述数据拟合单元电能市值曲线对数据进行拟合。

9.根据权利要求8所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：所述基础数据获取单元内还包括采集队列优先级策略，所述采集队列优先级策略为：

对采集的频度、密度等业务需求要求，完成采集任务消息队列优先级、重要等级等规则管理，以保障在任务高峰期，特定业务任务可优先完成数据采集任务。

10.根据权利要求1所述的一种基于碳计量的用电信息采集系统，其特征在于：还包括电碳资产档案维护模块，所述电碳资产档案维护模块包括随器计量器、能源控制器、非介入式负荷辨识终端、充电桩以及分布式光伏设备。

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