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淺談大數據在電力營銷系統中的應用及工程實例解析

發布時間： 2021-12-08　　點擊次數： 852次

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著電力行業各系統接入，海量數據涌現，如何利用電網信息化中大量數據，對客戶需求進行判斷分析，服務于營銷鏈條，提升企業市場競爭力和供電服務能力，是當前研究重點。文章分析了現階段市級營銷系統數據模型，搭建基于大數據的營銷決策分析系統，實現電力營銷數據分析、客戶分析等工程實例。該系統已在南方電網某地級市進行工程實用化使用，提高了該供電公司的企業分析能力和需求預測準確性，對營銷服務能力提升有指導意義。

關鍵詞：大數據；電網信息化；營銷鏈條

1 研究背景

隨著電力市場改革的推進，售電市場逐步放開，對于電力企業提出了更高的要求。電力企業需要完成從“保供電"到“個性化供電"的提升，即利用信息化技術手段，對市場、客戶和自身管理進行全面分析和提升。如何更好地利用各系統的數據，打破數據孤島，完成數據提取工作，利用大數據技術對電力營銷行業進行提升是現階段研究重點。

現階段國內利用大數據對電力營銷方面的研究較少，主要研究在于營銷系統的數據挖掘和數據庫的優化方面，系統偏向于企業管理。對于利用大數據方法對用戶進行側寫，提供個性化服務方面研究為空白。文章首先對于電力公司不同系統的異構數據進行整合，建立統一數據交換平臺，利用數據挖掘算法對于用戶已有數據進行處理預測，實現售電分析功能，后通過搭建系統完成工程化應用。

2 基于大數據算法的售電分析和售電預測

聚類算法是大數據處理中的重要分支，主要用于海量數據中尋找數據關聯的算法。文章通過聚類算法處理用戶數據之間內在聯系，通過數據關聯方式，對數據進行預處理，實現售電分析；通過線性回歸算法，對于售電量進行預測。

2.1營銷系統數據關聯方案

系統關聯方案主要包括：

運用聚類算法對電力營銷系統數據庫數據進行離散變換，形成強關聯直接可用數據源；

運用Apriori算法得到強關聯規則，給用戶提供符合其閾值的結果規則。即以售電量目標，通過時間、地區、行業、電價、天氣作未考量維度，構建數據庫模型。

2.2售電量預測方案

預測方案主要包括：

從數據庫中查詢對應時間歷史售電量數據，形成樣本，一般情況下查詢類似天氣六個月數據（本文以2016年1-6月數據為例）。并對形成樣本進行一次線性回歸如下：

對線性回歸量使用較小二乘法進行準確估計，從而計算出公式中a，b具體數值，得到具體回歸方程。將歷史數據作為自變量帶入一次線性方程，可以求出2016年7月售電量預測值。

調用2009-2015年7月同比數據值，形成樣本，采用步驟1方案形成2016年7月預測值。對于步驟1和步驟2預測出的2016年7月售電量預測值，采用算數平均減少預測誤差，該算術平均值為文章所示2016年7月售電量預計。

3系統設計與工程實際

系統總體架構如下圖。

電力營銷綜合分析系統體系架構通過數據采集與整合程序從底層業務系統的數據庫中抽取數據，整合到自己的數據庫中，形成數據集中管理，然后再能過數據采集與整合程序在數據層的基礎上形成由業務主題構成的數據倉庫，后，通過數據展現與分析的應用程序開發技術，實現電力營銷的分析、預測、決策。系統的總體架構分為四層，具體描述如下：

用戶交互層主要完成用戶與系統的友好交互功能，具體功能有用電量分析、售電量預測、報表查詢統計等。該應用程序客戶端界面采用java語言設計簡單易用的定制化頁面，辦事效率高，用戶體驗更具，部署于用戶三區系統，符合網絡安全要求規范。

業務邏輯處理層主要完成文章所示核心算法，并對信息數據進行預處理，從邏輯實體的實現上看，其表現為各種功能組件，這些功能組件是對象化組件模塊，可以實例化，具有過繼承重作用。考慮到系統后續維護和二次開發問題，業務邏輯處理層實現對象對外服務接口開放功能，便于調取和應用數據。

數據層：從數據層的構成看，是由數據訪問層和數據源共同組成的，從數據源的來源看，是由外部各業務系統數據庫產生的。而數據訪問層則要承擔起封裝對數據源的訪問。由于數據訪問層的存在，使業務邏輯層對底層數據存儲形式過于依賴的情況得以改變，應用系統的適應力增強，可以在各種不同類型的數據庫中得到更好的應用。

系統接口層：該層主要是和其他業務系統進行數據對接。通過上述系統架構，搭建基于大數據的營銷業務擴展系統，并于南方電網某地市局進行工程化驗收。系統掛網運行結果表明，該系統實現了電力營銷數據的智能化查詢、分析和統計工作，便于使用者及時掌握所轄用戶用電情況，實現客戶的市場化分析，有利于使用者及時調整營銷策略，減輕數據統計的工作強度。

4 安科瑞變電所電力運維云平臺介紹及選型

4.1 云平臺概述：

按照國家電網公司的統計，10kV及以上供電電壓等級的工商業用戶有200萬戶以上，此類“用戶側變配電所"產權歸電力用戶所有（工商企業、住宅小區、學校、醫院等），雖然數量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統，普遍存在以下痛點：

人工成本高：人工巡視、紙質記錄、電話溝通，缺乏智能化的手段

工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規范、巡檢缺陷缺乏閉環跟蹤；

安全隱患：有些用電單位無專業維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；

搶修時間長：變電所設備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時識別和定位故障信息，需要用戶通知后到現場確認；

運行大數據缺少分析：有些用戶未有數據匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現場電力參數信息不了解，無法確定電力系統是否正常運行。

4.2 應用場所

4.3 云平臺架構

我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統一接入變電所現場的邊緣計算網關，經邊緣計算網關將數據封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動；實現用戶側變配電所的24小時無人值守，全面監測各配電回路運行狀態，即時定位故障，降低安全風險。通過手機APP下發運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執行過程。將企業集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理，提高運維效率、提高故障響應速度，即時發現運行缺陷并做消缺處理。為售電企業提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應泛在電力物聯網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備。

4.4云平臺功能

　4.5云平臺配置方案

4.6產品介紹

AM5SE系列微機綜合保護裝置

功能

保護功能：主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護、過電壓；

低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網逆功率保護、檢同期功能；

測量功能：保護電流、測量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測量；

通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護接口，IRIG-B對時接口、USB升級接口，RJ45網口接口；

故障錄波功能：保護動作時觸發錄波，可以記錄故障前8個周波后四個周波的數據；

控制回路：自帶操作回路，防跳功能；

GPS校時功能：提供時鐘同步接口，接收GPS校時信號。

應用

35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能，至少包括35kV進線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯、10kV進線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動機/高壓電容器/母聯/PT等設備的保護和自動控制功能。

ASD300系列智能操控裝置

功能

一次動態模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢；

核相、強制加熱、強制照明；

語音防誤提示；

人體感應及柜內照明、已帶電語音播報；

分合閘、遠方就地、儲能轉換開關；

分合閘回路完好指示/電壓測量；

預分預合閃光指示；

斷路器分合次數統計；

RS485串行通訊接口；

開關柜節點無線測溫；

全電參量測量。

應用

35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環網柜。

ARTM-Pn無線測溫裝置

功能

接收60個ATE100/200/300/400；

3U3I電參量測量；

實時測溫功能；

RS485通訊接口，通過標準的MODBUS RTU協議實現組網功能；

具備自檢功能；

超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能。

應用

變電站、配電室、箱變等。

APM810系列多功能電力儀表

功能

準確度等級：有功電能0.5S級，無功電能2級；

測量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數、頻率、需量；

電能計量：分相及總雙向電能、四象限無功電能；

電能質量監測：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數、電話波峰因子、電流K系數測量；

輸入輸出：2路開關量輸出（選配MD82模塊可擴至8路）；

及2路開關量輸入（選配MD82模塊可擴至26路），開關量輸出；

可配置為報警輸出或遠程遙控，DO用作報警輸出時可自由關聯報警內容；

SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數據定時存儲，波形存儲等功能。

應用

適用于電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈等需要電力監控的場合。

DTSD1352導軌式電能表

功能

測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；

準確級精度：有功0.5S；

電流信號接入：直接接入10（80)A 經CT接入1（6）A；

電壓信號：100V 380V；

通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協議。

應用

適用于政府機關和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業單位作電能管理考核。

ADW300無線智能儀表

功能

測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；

電能質量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波；

需量：電流、功率需量及實時電流，功率需量；

準確級精度：0.5s級 ADW300外置互感器型1級；

電流信號規格：100A輸入，經互感器輸入，二次互感接入；

通訊方式：RS485、 LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊。

應用

ADW300方便用戶進行用電監測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環保監管等在線監測類平臺中。

ARCM300系列電氣火災監控儀表

功能

測量：單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數、視在電能、四象限電能；

保護：剩余電流、溫度、過流等；

報警：聲光報警，支持消音、復位操作；

開關量：1路繼電器輸出、4路開關量輸入；

通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊。

應用

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

ANET智能網關

功能

數據采集（支持串口、以太網，只需配置即可兼容支持標準電力規約的各類儀表）；

數據上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數據）；

邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、斷點續傳、數據加密、4G路由）；

遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監視）。

應用

泛在電力物聯網、能耗系統平臺、電力需求側管理平臺、第三方云平臺、預付費系統、運維系統平臺、電力監控平臺、能源綜合管理平臺。

4.7云平臺現場應用圖片

展廳現場運維團隊采集箱內部圖

高配現場門磁安裝煙感安裝

安裝漏水檢測安裝低壓柜儀表

4.8平臺價值

為電力運維企業提供線上運維服務平臺，實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動。

將企業集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理，提高運維效率、提高故障響應速度；

響應泛在電力物聯網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備；

為售電企業提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核。

4.9訪問方式

微信掃碼下載網頁版：www.acrelcloud。。ｃｎ

4.10 典型案例

參考文獻

[1] 彭小圣,鄧迪元,程時杰,等.面向智能電網應用的電力大數據關鍵技術[J].中國電機工程學報,2015,35(3):503-511.

[2] 魏艷平.基于大數據平臺的電力營銷分析決策系統的研究[D].成都:西華大學,2017.

[3] 王亮.大數據背景下電力企業營銷管理創新研究[D].北京:華北電力大學,2015.

[4] 湯平瑜.大數據在電力營銷系統中的應用及工程實例解析

[5] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.

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淺談大數據在電力營銷系統中的應用及工程實例解析