CN116485207A - 一种区域能源流动的数据分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种区域能源流动的数据分析方法及系统，包括以下步骤：获取待分析地区待分析年份的能源数据；统一折算第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据单位；确定能流桑基图中能源流动的各环节的能源数据；通过第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据互相补充清洁与可再生能源发电能源数据；通过第二数据渠道补充第一数据渠道的工业分行业能源数据并进行调整和折算；各环节的能源数据、清洁与可再生能源发电能源数据和调整折算后的工业分行业能源数据绘制能流桑基图。本发明通过多维度数据间的比对、调整、补充，将各行业用电数据更详尽、准确得以统计，绘制出更准确的能流桑基图。
Description
技术领域
本发明属于数据分析技术领域，具体涉及一种区域能源流动的数据分析方法及系统。
背景技术
现有技术中，往往采用能流桑基图表征区域能源流动的情况。能流桑基图是一种用来表示、分析区域能源流动的绘图形式，各种流以有着一定宽度的、带颜色的箭头进行表示，不同颜色意味着不同的能源品种，不同宽度体现了各流在流量或占比上的差异。能流桑基图可以清楚的反映以煤和天然气为主的一次能源以及以水力、风力、太阳能、核能、生物质为主的清洁与可再生能源所产生的发电量的能源流向；可以清楚的反映出X地区的各行业的用能情况，为优化产业结构，实现节能减排做有力的数据支撑。而现有技术中，绘制能流桑基图的统计数据单一，缺乏多维度的数据管理与统计；同时对于数据的利用方式过于单一，导致最终绘制的能流桑基图无法反应真实的区域能源流动情况，导致后续的能源数据利用效率和精度不高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种区域能源流动的数据分析方法及系统，通过多维度数据间的比对、调整、补充，将各行业能源数据更详尽、准确得以统计，绘制出更准确的能流桑基图。
本发明采用的技术方案是：一种区域能源流动的数据分析方法，包括以下步骤：
S1，获取待分析地区待分析年份的能源数据；所述能源数据的来源包括第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道；所述第一数据渠道为待分析年度下一年度的《中国能源统计年鉴》，所述第二数据渠道为待分析地区待分析年度下一年度的《统计年鉴》，所述第三数据渠道为待分析年度下一年度的《中国电力统计年鉴》；
S2，统一折算第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据单位；
S3，确定能流桑基图中能源流动的各环节的能源数据；
S4，通过第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据互相补充清洁与可再生能源发电能源数据；
S5，通过第二数据渠道补充第一数据渠道的工业分行业能源数据并进行调整和折算；
S6，各环节的能源数据、清洁与可再生能源发电能源数据和调整折算后的工业分行业能源数据绘制能流桑基图。
上述技术方案中，步骤S1中，在第一数据渠道中选取“待分析地区的实物量能源平衡表”作为能源数据；在第二数据渠道中选取“规模以上工业分行业能源消费量”、“全社会能源平衡表”作为能源数据；在第三数据渠道选取“分地区水电发电量”、“分地区火电发电量”、“分地区风电发电量”、“分地区太阳能发电量作为能源数据。
上述技术方案中，步骤S2中，将所有从第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道中获得的能源数据统一折算为“万吨标准煤”；所述能源数据的折算成标准煤的计算依据《中国能源年鉴》的附录“各种能源折标煤参考系数”，个别缺失或存疑的折标煤参考系数可引用自其他渠道。
上述技术方案中，步骤S3中，四大环节分为一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费；在能源数据上，“一次能源投入”对应第一数据渠道的“可供本地区消费的能源量”；“加工转换”对应第一数据渠道中“加工转换投入产出量”；终端消费对应第一数据渠道的“终端消费量”；第一数据渠道中各能源的流入流出则体现在“能源输送与分配”环节中。
上述技术方案中，：步骤S4中，借助第二数据渠道的“全社会能源平衡表”和第三数据渠道的各表对清洁与可再生能源中的水力、风力、太阳能、核能的发电能源数据补充完善；第一数据渠道中“其他能源”下的“火力发电”投入量近似等同于清洁与可再生能源中的生物质发电量。
上述技术方案中，步骤S5中，借助第二数据渠道的“规模以上工业分行业能源消费量”对工业分行业能源数据进行补充完善，细分为31类行业。
上述技术方案中，步骤S5中，将第二数据渠道的分行业数据按照第一数据渠道的工业总量进行调整与折算；
“规模以上工业分行业能源消费量”数据来源于第二数据渠道中待分析地区的规上工业统计数据；假设采矿业和能源行业规下数据为零，采矿业和能源行业全行业口径与规上保持一致；制造业按照各自系数等比例扩大；全行业口径原煤消费总量同工业煤耗和加工与转化煤耗总量对齐，汽油消耗量与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致，煤油消耗量也与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致；能源消费类中能源、燃气及水生产和供应业采用“规模以上工业分行业能源消费量”数据，采矿业和制造业电耗总量按照第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中数据计算；分行业能源消费量分别按照调整后的全行业口径数据和规模以上工业分行业能耗数据等比例调整，最终输出的待分析年度和待分析年度的下一年度全行业口径工业分行业能源消费量。
本发明提供了一种区域能源流动的数据分析系统，该系统用于执行上述技术方案所述的区域能源流动的数据分析方法。
本发明的有益效果是：本发明通过第一数据渠道、第二数据渠道和第三第三数据渠道个公开的原始能源数据的比对、数据分行业拆分、调整并折算、数据的相互补充，得到了更全面、更详细的统计以作为待分析年份待分析地区绘制能流桑基图的数据基础，从而绘制出更全面、准确的待分析年份待分析地区能流桑基图。本发明所采用的数据来源均为公开的原始能源数据，保证了绘制结果的准确。本发明将不同来源的数据进行单位上的统一，保证了后续数据处理的准确性和效率。本发明将3个渠道的数据来源进行相互补充，保证能源数据的完善性。本发明将数据渠道分行业拆分、调整并折算，尽可能的真实反映能源消费情况。本发明通过合理选取用电数据，保证绘制的能流桑基图能有效表征能源流动的特性。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的系统示意图；
图3为具体实施例绘制的能流桑基图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明提供了一种区域能源流动的数据分析方法，包括以下步骤：
S1，获取待分析地区待分析年份的能源数据；所述能源数据的来源包括第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道；所述第一数据渠道为待分析年度下一年度的《中国能源统计年鉴》，所述第二数据渠道为待分析地区待分析年度下一年度的《统计年鉴》，所述第三数据渠道为待分析年度下一年度的《中国电力统计年鉴》；
S2，统一折算第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据单位；
S3，确定能流桑基图中能源流动的各环节的能源数据；
S4，通过第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据互相补充清洁与可再生能源发电能源数据；
S5，通过第二数据渠道补充第一数据渠道的工业分行业能源数据并进行调整和折算；
S6，各环节的能源数据、清洁与可再生能源发电能源数据和调整折算后的工业分行业能源数据绘制能流桑基图。
具体地，步骤S1中，在第一数据渠道中选取“待分析地区的实物量能源平衡表”作为能源数据；在第二数据渠道中选取“规模以上工业分行业能源消费量”、“全社会能源平衡表”作为能源数据；在第三数据渠道选取“分地区水电发电量”、“分地区火电发电量”、“分地区风电发电量”、“分地区太阳能发电量作为能源数据。
具体地，步骤S2中，将所有从第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道中获得的能源数据统一折算为“万吨标准煤”；所述能源数据的折算成标准煤的计算依据《中国能源年鉴》的附录“各种能源折标煤参考系数”，个别缺失或存疑的折标煤参考系数可引用自其他渠道。
具体地，步骤S3中，四大环节分为一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费；在能源数据上，“一次能源投入”对应第一数据渠道的“可供本地区消费的能源量”；“加工转换”对应第一数据渠道中“加工转换投入产出量”；终端消费对应第一数据渠道的“终端消费量”；第一数据渠道中各能源的流入流出则体现在“能源输送与分配”环节中。
具体地，步骤S4中，借助第二数据渠道的“全社会能源平衡表”和第三数据渠道的各表对清洁与可再生能源中的水力、风力、太阳能、核能的发电能源数据补充完善；第一数据渠道中“其他能源”下的“火力发电”投入量近似等同于清洁与可再生能源中的生物质发电量。
具体地，步骤S5中，借助第二数据渠道的“规模以上工业分行业能源消费量”对工业分行业能源数据进行补充完善，细分为31类行业。
具体地，步骤S5中，将第二数据渠道的分行业数据按照第一数据渠道的工业总量进行调整与折算；
“规模以上工业分行业能源消费量”数据来源于第二数据渠道中待分析地区的规上工业统计数据；假设采矿业和能源行业规下数据为零，采矿业和能源行业全行业口径与规上保持一致；制造业按照各自系数等比例扩大；全行业口径原煤消费总量同工业煤耗和加工与转化煤耗总量对齐，汽油消耗量与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致，煤油消耗量也与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致；能源消费类中能源、燃气及水生产和供应业采用“规模以上工业分行业能源消费量”数据，采矿业和制造业电耗总量按照第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中数据计算；分行业能源消费量分别按照调整后的全行业口径数据和规模以上工业分行业能耗数据等比例调整，最终输出的待分析年度和待分析年度的下一年度全行业口径工业分行业能源消费量。
如图2所示，本发明提供了一种区域能源流动的数据分析系统，该系统用于执行上述技术方案所述的区域能源流动的数据分析方法。该系统包括数据管理模块和统计算法模块，其中数据管理模块用于读取从第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道摘取的能源数据(即步骤S1)，统计算法模块用于执行步骤S2-S6。
本具体实施例利用绘制能流桑基图的数据管理与统计算法的技术方案绘制X地区2020年的能流桑基图。第一数据渠道采用《中国能源统计年鉴2021》，第二数据渠道采用《X统计年鉴2021》，第三数据渠道采用《中国电力统计年鉴2021》。
在第一数据渠道《中国能源统计年鉴2021》中选取6-17X地区能源平衡表(实物量)”。
在第二数据渠道《X地区统计年鉴2021》中选取“6-3规模以上工业分行业能源消费量”和“6-7全社会电力平衡表”。
在第三数据渠道《中国电力统计年鉴2021》中选取“2-13分地区发电量(水电)”、“2-15分地区发电量(火电)”、“2-17分地区发电量(风电)”、“2-19分地区发电量(太阳能发电)”。
以上第一数据渠道、第二数据渠道和数据渠道摘取的数据读入数据管理模块，统计算法模块的数据均从数据管理模块调入，并执行如下步骤：
(1)统一折算第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据单位：要求将所有从第一数据渠道《中国能源统计年鉴2021》、第二数据渠道《X地区统计年鉴2021》和第三数据渠道《中国电力统计年鉴2021》中获得的能源数据统一折算为“万吨标准煤”。
能源数据的折算成标准煤的计算主要依据《中国能源年鉴》的附录“各种能源折标煤参考系数”，个别缺失或存疑的折标煤参考系数可引用自其他渠道。
(2)能流桑基图中能源流动的四大环节的数据来源：
基于GB/T 28749-2012，能流桑基图能源流动的四大环节分为一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费。
在能源数据上，“一次能源投入”对应第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》的“一.可供本地区消费的能源量”；“加工转换”对应第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》“二.加工转换投入(-)产出(+)量”；终端消费对应第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》“四.终端消费量”；第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》中各能源的流入流出则体现在“能源输送与分配”环节中。
(3)第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道、互相补充清洁与可再生能源发电能源数据。
煤炭和天然气之外的清洁与可再生能源发电数据就可以拆分为水力、风力、太阳能、核能、生物质发电能源数据。
第一数据渠道《中国能源统计年鉴2021》作为核心数据源反映了X地区地区各能源的流动与平衡关系，但在发电侧缺少清洁与可再生能源发电的比例关系，即“电力”下的“一次能源生产量”没有进行细分，这一缺失可以借助第二数据渠道《X地区统计年鉴2021》的“全社会电力平衡表”和第三数据渠道《中国电力统计年鉴2021》的各表对清洁与可再生能源中的水力、风力、太阳能、核能的发电能源数据补充完善。
第一数据渠道《中国能源统计年鉴2021》中“其他能源”下的“火力发电”(投入量)从理论上近似等同于清洁与可再生能源中的生物质发电量。
基于此，煤炭和天然气之外的清洁与可再生能源发电数据就可以拆分为水力、风力、太阳能、核能、生物质发电数据。经过上述处理，X地区2019和2020年的详细发电量数据如表1所示，该发电数据较第一数据渠道就更为详细，符合能流与碳流分析的粒度要求。
表1 2019和2020年X地区发电量
(4)第二数据渠道补充第一数据渠道工业分行业能源数据并调整、折算。
步骤①：拆分工业能源数据
第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》缺失的数据细节是关于工业分行业的用能情况，即“四.终端消费量”中的“2.工业”未进一步细分行业，这一缺失可以借助第二数据渠道《X地区统计年鉴2021》的“规模以上工业分行业能源消费量”进行补充完善工业分行业的能源数据。
将第二数据渠道《X地区统计年鉴2021》的分行业数据按照第一数据渠道《中国电力统计年鉴2021》的工业总量进行调整与折算，进而将工业能源消费情况进一步拆分。虽然规模上工业用能情况不完全等同于工业完整的用能情况，但规模上工业能源消费总量一般可占到工业消费总量的90％以上，且各行业内规模上的能源结构(各能源消费量的比重)近似等同于该行业的总体能源结构。
本实施例对制造业的31类行业进行了细分归类，制造业被重新分类称食品烟草、纺织服装、木材家具、造纸印刷、石油化工、生物医药、橡胶塑料、建材、钢铁、有色金属及金属制品、设备制造、车辆船舶、光学电子和其他制造业。具体分类标准如表2所示。
表2制造业分类
步骤②，将第二数据渠道的分行业数据按照第一数据渠道的工业总量进行调整与折算。
“规模以上工业分行业能源消费量”数据来源于第二数据渠道中X地区的规上工业统计数据。在计算过程中，由于不同数据来源的统计口径差异，本发明对做出了部分假设。假设采矿业和电力行业规下数据为零，采矿业和电力行业全行业口径与规上保持一致，制造业按照各自系数等比例扩大。其中，全行业口径原煤消费总量同工业煤耗和加工与转化煤耗总量对齐。汽油消耗量与第一数据渠道中的X地区能源平衡表中的数据保持一致，煤油消耗量也与第一数据渠道中的X地区能源平衡表中的数据保持一致。电力消费类中电力、燃气及水生产和供应业采用规模以上工业分行业能源消费量数据，采矿业和制造业电耗总量按照第一数据渠道中的X地区能源平衡表中数据计算。分行业能源消费量分别按照调整后的全行业口径数据和规模以上工业分行业能耗数据等比例调整，输出的2019年和2020年全行业口径工业分行业能源消费量如表3和表4所示。
表3 2019年工业分行业能源消费量
表42020年工业分行业能源消费量
至此，采用本发明采集到的X地区能源活动数据的细化程度能够满足更加全面的能流分析，此前国内省域能流分析的现有技术中均为达到本申请精细程度。将不同公开统计年鉴的数据进行衔接、补充、调整与折算，是本发明的重要创新之处。
(5)利用所述的绘制能流桑基图统计算法模块步骤(1)～(4)得到能流桑基图的统计数据，绘制能流桑基图。能流桑基图是通过能源流动的四大环节：一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费来反应能源流动情况。本发明通过《中国能源统计年鉴T+1》、《X统计年鉴T+1》和中国电力统计年鉴T+1》三个公开的原始能源数据的比对、数据分行业拆分、调整并折算、数据的相互补充得到了更全面、更详细的T年X地区绘制能流桑基图的数据基础，从而绘制出更全面、准确的绘制出T年X地区能流桑基图。
为绘制精准的X地区能流图，本发明共计对原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、煤矸石、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、其他焦化产品、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、石脑油、润滑油、石蜡、溶剂油、石油沥青、石油焦、液化石油气、炼厂干气、其他石油制品、天然气、液化石油气、热力、电力和其他能源等共计30种能源进行了平衡计算。
为了便于数据分析和讨论，避免图形线条过于杂乱复杂，本发明对不同种类的能源进行了归类，将原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品和煤矸石合并称为煤合计；将焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和其他煤气合并称为副产煤气；将原油、汽油、煤油、柴油和原料油合并称为油品合计；将石脑油、润滑油、石蜡、溶剂油、石油沥青、石油焦、液化石油气、炼厂干气和其他石油制品合并称为其他石油制品；将天然气、液化石油气合并称为天然气合计。
能源流动由四个主要环节组成。基于GB/T 28749-2012，能源流动的四大环节分为一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费。
本发明所使用的绘图软件为专业桑基图软件e！Sankey 5，绘制能流图需要对输入项使用能量单位进行定义，单位统一为“万吨标准煤”。
X地区2020年的能流桑基图见图3。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种区域能源流动的数据分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，获取待分析地区待分析年份的能源数据；所述能源数据的来源包括第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道；所述第一数据渠道为待分析年度下一年度的《中国能源统计年鉴》，所述第二数据渠道为待分析地区待分析年度下一年度的《统计年鉴》，所述第三数据渠道为待分析年度下一年度的《中国电力统计年鉴》；
S2，统一折算第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据单位；
S3，确定能流桑基图中能源流动的各环节的能源数据；
S4，通过第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道的能源数据互相补充清洁与可再生能源发电能源数据；
S5，通过第二数据渠道补充第一数据渠道的工业分行业能源数据并进行调整和折算；
S6，根据各环节的能源数据、清洁与可再生能源发电能源数据和调整折算后的工业分行业能源数据绘制能流桑基图。
2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：步骤S1中，在第一数据渠道中选取“待分析地区的实物量能源平衡表”作为能源数据；在第二数据渠道中选取“规模以上工业分行业能源消费量”、“全社会能源平衡表”作为能源数据；在第三数据渠道选取“分地区水电发电量”、“分地区火电发电量”、“分地区风电发电量”、“分地区太阳能发电量作为能源数据。
3.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：步骤S2中，将所有从第一数据渠道、第二数据渠道和第三数据渠道中获得的能源数据统一折算为“万吨标准煤”；所述能源数据的折算成标准煤的计算依据《中国能源年鉴》的附录“各种能源折标煤参考系数”，个别缺失或存疑的折标煤参考系数可引用自其他渠道。
4.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：步骤S3中，四大环节分为一次能源投入、加工转换、能源输送与分配、终端消费；在能源数据上，“一次能源投入”对应第一数据渠道的“可供本地区消费的能源量”；“加工转换”对应第一数据渠道中“加工转换投入产出量”；终端消费对应第一数据渠道的“终端消费量”；第一数据渠道中各能源的流入流出则体现在“能源输送与分配”环节中。
5.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：步骤S4中，借助第二数据渠道的“全社会能源平衡表”和第三数据渠道的各表对清洁与可再生能源中的水力、风力、太阳能、核能的发电能源数据补充完善；第一数据渠道中“其他能源”下的“火力发电”投入量近似等同于清洁与可再生能源中的生物质发电量。
6.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：步骤S5中，借助第二数据渠道的“规模以上工业分行业能源消费量”对工业分行业能源数据进行补充完善，细分为31类行业。
7.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：步骤S5中，将第二数据渠道的分行业数据按照第一数据渠道的工业总量进行调整与折算；
“规模以上工业分行业能源消费量”数据来源于第二数据渠道中待分析地区的规上工业统计数据；假设采矿业和能源行业规下数据为零，采矿业和能源行业全行业口径与规上保持一致；制造业按照各自系数等比例扩大；全行业口径原煤消费总量同工业煤耗和加工与转化煤耗总量对齐，汽油消耗量与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致，煤油消耗量也与第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中的数据保持一致；能源消费类中能源、燃气及水生产和供应业采用“规模以上工业分行业能源消费量”数据，采矿业和制造业电耗总量按照第一数据渠道中的待分析地区能源平衡表中数据计算；分行业能源消费量分别按照调整后的全行业口径数据和规模以上工业分行业能耗数据等比例调整，最终输出的待分析年度和待分析年度的下一年度全行业口径工业分行业能源消费量。
8.一种区域能源流动的数据分析系统，其特征在于：该系统用于执行权利要求1-7任一项所述的区域能源流动的数据分析方法。
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| CN117040135A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-11-10 | 北京国电通网络技术有限公司 | 电力设备供电方法、装置、电子设备和计算机可读介质 |
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2023
- 2023-05-04 CN CN202310487789.7A patent/CN116485207A/zh active Pending
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| CN117040135B (zh) * | 2023-09-20 | 2024-01-12 | 北京国电通网络技术有限公司 | 电力设备供电方法、装置、电子设备和计算机可读介质 |
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