一种电网需求侧能效过程的信息化跟踪和质效提升方法

摘要

本发明公开了一种电网需求侧能效过程的信息化跟踪和质效提升方法,其信息系统包括用于提供需求侧能效数据基础的能效数据知识库；预警纠偏模块；用于对需求侧能效基本建设进行全过程跟踪管理的能效建设模块；用于生成需求侧能效建设问题风险和建议并形成模拟数据信息表的能效模拟模块；用于需求侧能效项目综合分析和为需求侧能效建设决策提供依据的能效辅助模块。本发明实现了电网需求侧能效建设中由传统的事后处理理念向现代化先进能效建设理念的转变，从根本上实现电网需求侧能效建设项目的风险防范和质效提升。

说明书

技术领域

本发明涉及电力能源技术领域，具体地说涉及一种电网需求侧能效项目软硬件一体化建设相关技术。

背景技术

需求侧是智能电网中最直接反馈性能的环节，它面对数以亿计的用户，在电力市场、基础设施建设、终端控制与管理等方面支持着智能电网的功能，并在能源利用率、环境保护、互动性等方面直接体现出智能电网相比于传统电网的优越性。随着社会的发展和进步，仅就需求侧而言，分布式发电、储能、电动汽车及各种新兴用电形式相继出现，电能需求日益增加，用电方式愈发复杂多样化，除此之外，人口的高度集中化进一步加剧部分地区电力负荷激增，影响传统电网的平稳运行。

智能电网的需求侧仍存在许多问题，其核心在于能源的利用率和能效问题；为此亟需进行相关信息系统平台的研发，以实现和促进用电机制、用电分配方式、能源使用方式的效率提升和进步。

发明目的

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的种种不足，提供一种电网需求侧能效数据信息系统及其在需求侧能效过程跟踪中的应用方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

电网需求侧能效数据信息系统，该数据信息系统包括：

能效数据知识库，用于提供需求侧能效数据基础；

预警纠偏模块，用于对电网需求侧能效建设项目前期、物资招投标、项目建设、结决算全过程的预警纠偏；

能效建设模块，用于对需求侧能效基本建设进行全过程跟踪管理；

能效模拟模块，用于生成需求侧能效建设问题、风险和建议，并形成模拟数据信息表；

能效辅助模块，用于需求侧能效项目综合分析、风险智能查询，为需求侧能效建设决策提供依据；

综合模块，用于关键字搜索、推送风险报告、需求侧能效资料备份留存。

作为本发明的一种优选技术方案，改数据信息系统还包括：地图模块：用于精确定位、计算需求侧能效建设容量、展示需求侧能效工程项目位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述能效数据知识库包括基础数据库、工程档案库、法律法规库、需求侧能效案例库，各信息库间的各类信息点建立一对一、一对多、多对一、多对多的相互关联关系，实现多维关联查询，为预警纠偏模块、能效建设模块、能效模拟模块、能效辅助模块、综合模块提供基础数据，同时各模块在业务运行过程中形成的数据迭代更新至能效数据知识库。

作为本发明的一种优选技术方案，所述系统的应用程序设计接口采用数据库动态访问技术标准化，全文检索技术分析、处理、关联各种数据。

电网需求侧能效数据信息系统在需求侧能效质效提升中的应用，该需求侧能效质效提升方法基于能量效率构建电力需求侧用能函数，结合电力需求侧用能架构得到系统优化目标函数，在系统性能需求和用户性能需求间进行多次迭代直至达到平衡。

作为本发明的一种优选技术方案，所述目标函数将需求侧能效作为权重因子与用户数据进行并矢，需求侧能效因素集合记为U＝{u1、u2、…、uN}，电网企业管理信道集合记为C＝{c1、c2、…、cM}，通常为M＝N，需求侧能效因素分别分配到不同的管理信道；处理信号对应为

电网企业端的管理信道信干噪比为：

其中N

其中gi＝|hi|2/N0。

管理信道速率为：

ri(pi)＝Blog(1+γi(pi))，

需求侧能效因素对应为：

其中pcst表示环路固定消耗；

定义构建需求侧函数如下：

其中

基于优化模型目标函数进行功率向量稳定收敛，在系统性能需求和用户性能需求间进行多次迭代直至达到平衡，结束迭代，获得电力需求侧用能功率的优化分配。

需求侧能效过程跟踪方法，包括如下步骤：

项目创建：电网需求侧能效建设项目创建后平台将项目特征、进度信息推送至电网需求侧能效数据信息系统；

信息显示：系统根据项目特征显示项目进度、管理问题、审计风险信息；

收集问题：收集人工识别问题和EIM平台评价模块中的问题；

实时推送：风险管理台账、问题整改台账实时推送至EIM平台和/或手机 APP平台；

人工跟踪：人工跟踪纠偏措施执行情况并实时记录。

作为本发明的一种优选技术方案，该方法在人工跟踪步骤之后还包括如下步骤：实时上传，项目管理人员通过EIM平台和/或手机APP平台实时上传风险反馈单、整改督办单、整改反馈单。

作为本发明的一种优选技术方案，该方法兼容如下功能模块：关键字搜索，搜索关键字后自动展示与该关键字相关的能效数据风险。

作为本发明的一种优选技术方案，该方法兼容如下功能模块：辅助踏勘，展示地图信息并精确定位需求侧能效项目。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明实现了电网需求侧能效建设中由传统的事后处理理念向现代化先进能效建设理念的转变，从根本上实现电网需求侧能效建设项目的能效提升和风险防范。本发明基于EIM数字化平台的三维场景及数据过程实现了需求侧能效项目建设的全过程跟踪，对项目建设过程进行动态把控，实现预警纠偏、建设模拟、能效辅助、数据综合等多项智能化功能。

具体实施方式

下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1、电网需求侧能效数据信息系统

在本发明的一个实施例中，电网需求侧能效数据信息系统依托全业务数据中心(ERP、电网基建管理系统、EIM、安全作业现场管控平台、电网规划计划系统)搭建。电网需求侧能效数据信息系统以能效数据知识库为数据基础，主要包括预警纠偏、能效建设、能效模拟、能效辅助、综合模块、地图等六大功能模块。其中能效数据知识库包括基础数据库、工程档案库、法律法规库、需求侧能效案例库等内容，预警纠偏模块包括风险提示、风险措施反馈等功能，能效建设模块包括对项目全过程跟踪功能，能效辅助模块包括项目综合分析、风险智能查询功能，综合模块包括风险报告推送功能，能效模拟模块包括能效分析及生成报告功能，地图模块包括精确定位、计算面积、展示位置等。预警分析模块是结合“EIM”数字化工程管理平台评价分值，分析项目建设中可能存在或发生的风险，并对相关责任人进行提醒。预警后，系统可监控相关责任人是否对风险采取了有效管控措施，形成风险闭环管理。能效建设模块以风险为导向对基本建设进行全过程跟踪管理。通过系统自动识别形成模拟问题，推送至相关责任人立查立改，并实时反馈整改情况，审核后完成整改销号。能效模拟模块利用基础数据库中历史数据，选取特定条件下的工程，按照问题和风险发生频率设定阈值，生成能熊问题、风险和建议，并出具能效模拟报告给相关管理层。能效辅助模块对工程整体情况、风险频次、趋势分布、纠偏成效、整改水平等进行综合分析并展示，为领导决策提供依据。能效机器人可通过对关键字搜索，自动展示与该关键字相关的各类信息。同时用大数据分析将风险等级高、风险频次多的问题推送给关键岗位管理人员，也可对部分风险频发岗位进行确认，主动推送相关管理建议。开发手机APP，可将现场人员勘查照片上传至能效系统备份留存，保证现场勘查覆盖率、真实性、时效性。

实施例2、电网需求侧能效数据信息系统在需求侧能效质效提升中的应用

需求侧能效质效提升方法基于能量效率构建电力需求侧用能函数，结合电力需求侧用能架构得到系统优化目标函数，在系统性能需求和用户性能需求间进行多次迭代直至达到平衡。目标函数将需求侧能效作为权重因子与用户数据进行并矢，需求侧能效因素集合记为U＝{u1、u2、…、uN}，电网企业管理信道集合记为C＝{c1、c2、…、cM}，通常为M＝N，需求侧能效因素分别分配到不同的管理信道；处理信号对应为

电网企业端的管理信道信干噪比为：

其中N

其中gi＝|hi|2/N0。

管理信道速率为：

ri(pi)＝Blog(1+γi(pi))，

需求侧能效因素对应为：

其中pcst表示环路固定消耗；

定义构建需求侧函数如下：

其中

基于优化模型目标函数进行功率向量稳定收敛，在系统性能需求和用户性能需求间进行多次迭代直至达到平衡，结束迭代，获得电力需求侧用能功率的优化分配。

实施例3、需求侧能效过程跟踪方法

本实施例的方法包括如下步骤：项目创建：电网需求侧能效建设项目创建后平台将项目特征、进度信息推送至电网需求侧能效数据信息系统；信息显示：系统根据项目特征显示项目进度、管理问题、审计风险信息；收集问题：收集人工识别问题和EIM平台评价模块中的问题；实时推送：风险管理台账、问题整改台账实时推送至EIM平台和/或手机APP平台；人工跟踪：人工跟踪纠偏措施执行情况并实时记录；实时上传：项目管理人员通过EIM平台和/或手机APP 平台实时上传风险反馈单、整改督办单、整改反馈单等。该方法还包括：关键字搜索：搜索关键字后自动展示与该关键字相关的能效数据风险。该方法还包括：辅助踏勘：展示地图信息并精确定位需求侧能效项目。

实施例4、能效数据知识库

能效数据知识库是电网需求侧能效数据信息系统的数据基础，主要由基础数据库、工程档案库、法律法规库、需求侧能效案例库组成。基础数据库包括问题分类、问题定性、问题描述、风险等级、问题编码、问题判定、问题数据来源、问题数据获取路径、管理问题、损失和后果定量分析、原因分析、管理建议、纠偏措施、涉及工程、项目编码、制度依据、案例、风险频次等信息点，工程档案库包括项目名称、项目编码、项目类型、电压等级、问题定性、问题描述、开工时间、竣工时间、审计时间、审减额、审减率、建管单位、设计单位、监理单位、施工单位等信息点，法律法规库包括国家法律法规及公司规章制度，案例库包括历年总结的案例，包括事件描述、能效方法、制度依据、原因分析、管理建议等内容。各信息库间的各类信息点建立一对一、一对多、多对一、多对多的相互关联关系，实现多维关联查询，为电网需求侧能效数据信息系统的预警纠偏、能效建设、能效模拟、能效辅助、综合模块等模块提供基础数据。同时各模块在业务运行过程中形成的数据迭代更新至能效数据知识库，确保库内信息及时、准确、完备。

实施例5、预警纠偏模块

预警纠偏模块包括能效设计预警纠偏、能效监理预警纠偏、能效施工预警纠偏和能效供应商预警纠偏四部分内容，主要是对电网建设项目前期、物资招投标、项目建设、结决算等全过程进行预警纠偏，通过“EIM”数字化工程管理平台自动评价和人工分析识别管理问题，揭示后续风险，以风险提示单形式推送至“EIM”数字化工程管理平台和手机app。相关责任人逐一判定风险事件是否形成问题，提出纠偏措施推送至电网需求侧能效数据信息系统，人员跟踪纠偏措施执行情况。预警纠偏过程中的所有风险实时形成管理台账，纳入基础数据库管理。蓄能测能效管理项目创建后，EIM平台将项目特征(项目名称、编码、类型、电压等级等)、进度等信息推送至预警纠偏模块；预警纠偏模块根据项目特征创建项目，显示项目进度、管理问题、风险等信息；预警纠偏模块通过人工识别问题实时录入和EIM评价模块中问题实时推送来收集管理问题；预警纠偏模块根据收集到的管理问题揭示后续风险，分析量化结果，形成风险管理台账；预警纠偏模块形成风险提示单实时推送至EIM平台、手机APP平台； EIM平台的业务管理人员判定是否形成问题，若是，出具纠偏措施形成风险反馈单推送至预警接片模块，若否，说明原因形成风险反馈单推送至预警接片模块；预警接片模块抽查措施或者原因是否合理，若是，则人工跟踪纠偏措施执行情况，若否，返回将风险提示单实时推送至EIM平台、手机APP平台；人工跟踪纠偏措施执行情况，实时记录至风险管理台账，将风险管理台账实时更新至基础数据库。

实施例6、能效建设模块

能效建设模块以风险为导向对需能测能效管理项目的基本建设进行全过程跟踪管理。包括立项管理、设计管理、监理管理、施工管理、参建单位管理、结算管理算管理和其他管理等八部分内容，以需能测能效管理项目的单位工程为对象对成果进行管理。主要流程为对电网需能测能效管理建设项目前期、物资招投标、项目建设、结决算等全过程进行跟踪，通过系统自动识别和人工分析形成问题，以整改督办单形式推送至“EIM”数字化工程管理平台和手机app。相关责任人按照整改程序立查立改，并将整改资料推送至电网需求侧能效数据信息系统，人员审核后完成整改销号。项目结束按照项目过程中的问题和结决算结果编制报告。过程中的所有问题实时形成问题整改台账(含已整改)，纳入基础数据库管理。能效建设模块对应的能效项目创建后，EIM平台将项目特征(项目名称、编码、类型、电压等级等)进度等信息推送至能效建设模块；能效建设模块根据项目特征创建项目，显示项目进度、审计问题、整改情况等信息；能效建设模块通过EIM评价模块中的问题实时推送，根据数据规则比对数据；能效建设模块通过人工识别问题实时录入，记录至问题整改台账；能效建设模块形成整改督办单并实时推送至EIM平台、手机APP平台；从EIM平台、手机APP上传整改资料，形成整改反馈单并实时推送至能效建设模块；能效建设模块审核整改反馈单是否合理，若否，返回能效建设模块形成整改督办单步骤，若是，进行下一步骤；能效建设模块整改销号，并将整个过程实时记录至风险管理台账；项目竣工后出具报告、管理建设书等相关资料，将问题整改台账、管理建议更新至基础数据库。

实施例7、能效模拟模块

能效模拟模块利用历年需能测能效建设和管理项目常见问题风险库及建议，对历史数据按照项目类型、电压等级、项目特征、投资金额、资金来源、项目地域、建设时间等进行分类。按照问题和风险发生频率设定阈值，系统自动推送问题、风险和建议形成的能效模拟报告给相关管理层。主要根据选择条件从基础数据库中提取相关数据，形成能效模拟报告。

实施例8、能效辅助模块

能效项目综合分析是第一个子模块，涵盖如下过程分析。一是能效情况分析。按时间和项目类型呈现总体情况：包括项目个数、报告个数、风险提示个数、发现问题个数、历史审减金额、审减率。二是风险水平分析。对历年发现的问题和风险进行统计分析。按照时间、项目类型、电压等级、参建单位等条件呈现风险频次及趋势分布；按风险等级显示风险内容、个数及明细。三是纠偏情况分析。按时间和项目类型呈现纠偏成效及明细，包括揭示风险的个数、纠偏个数(业务部门判断为问题的个数)、纠偏成功个数(报告中未包括此类问题)，纠偏率(纠偏成功个数/纠偏个数)。四是整改情况分析。按时间和项目类型呈现整改水平及明细，包括已整改的个数、未整改的个数、超期个数及整改比例等。能效机器人是第二个子模块。利用“能效机器人”对关键字进行搜索，自动展示与该关键字相关的风险。能效机器人建立多维模块知识库，基础数据库(含风险库、法律制度库、案例库)，建立相互间一对一、一对多、多对一、多对多的相互关联关系，提供风险点-法规制度-能效案例的多维关联查询，供受众群体自行选择，动态更新维护知识库的内容。

实施例9、综合模块

用于关键字搜索、推送风险报告、需求侧能效资料备份留存。其构建过程利用大数据分析将风险等级高、风险频次多的问题推送给关键岗位管理人员，同时可对部分风险频发岗位进行确认，主动推送相关管理建议。开发手机APP 客户端，将识别的风险按照风险等级进行分类，推送给相关人员。现场人员将现场勘查照片通过APP上传至能效系统备份留存，保证现场勘查覆盖率，真实性，时效性。

实施例10、系统架构

在本发明的一个实施例中，电网需求侧能效数据信息系统的建设架构可以分为业务架构、应用架构、安全架构、数据架构和技术架构。

业务架构：电网需求侧能效数据信息系统结构应基于工业标准的J2EE平台和SOA面向服务的架构，此架构是当前企业级业务平台所普遍采用的业务扩展能力的平台架构之一。系统可以采用J2EE三层体系结构基础上构建的面向业务的二层体系结构。第一层为本地管理层，是面向于用户实际操作的客户端，是通过对智慧能效具体业务的归纳、抽象，生成的各种应用模块，通过这些模块的组织，就可以支持不同的业务应用。客户端主要有B/S的管理端、基于C/S 的视频客户端和APP客户端；第二层为移动应用层，呈现给用户专业化、个性化的具体业务流程和工具，是智能化的最终体现，是业务智能的最终表现形式。

应用架构：平台由数据接入层、数据治理分析层、数据应用层及综合展现层组成。其中数据治理分析层包含对海量规范化业务数据的预处理、计算、存储、挖掘整合等数据治理技术手段；数据应用层通过业务流程管控开展能效辅助、预警纠偏、综合模块服务、能效模拟、能效建设、综合展示等个性化数据应用。

安全架构：综合考虑网络安全和数据安全。数据采取监控中心集中存储管理的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。

数据架构:集成全业务统一数据中心的分析域，其各个层(基础数据层、数据集市层)数据查询和接入权限。搭建独立能效业务库，用于存储外部导入业务数据和能效工作本身产生数据。电网需求侧能效数据信息系统自带的数据分析挖掘工具可基于大数据平台的存储和计算能力构建能效业务场景。

技术架构：平台遵循国网公司总体架构设计和整体技术路线，采用分层架构设计。基础设施层支撑提供平台的基础运行环境，包括网络、硬件、存储和操作系统；平台支撑层基于国网认可开发体系进行应用开发，通过平台进行移动应用发布、下载。数据资源层集成全业务统一数据中心的分析域，其各个层(基础数据层、数据集市层)数据查询和接入权限。搭建独立需能测能效业务库，用于存储外部导入业务数据和能效工作本身产生数据。电网需求侧能效数据信息系统自带的数据分析挖掘工具可基于大数据平台的存储和计算能力构建能效业务场景。业务逻辑层包括能效辅助、预警纠偏、综合模块服务、能效模拟、能效建设、综合展示；客户端主要包含B/S客户端(管理平台)和移动客户端(手机终端)两类。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在各个实施例中，技术的硬件实现可以直接采用现有的智能设备，包括但不限于工控机、PC机、智能手机、手持单机、落地式单机等。其输入设备优选采用屏幕键盘，其数据存储和计算模块采用现有的存储器、计算器、控制器，其内部通信模块采用现有的通信端口和协议，其远程通信采用现有的gprs网络、万维互联网等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Acces Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。