本發(fā)明涉及一種智能配用電系統(tǒng)，尤其是涉及一種智能配電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來大數(shù)據(jù)(bigdata)技術(shù)得到了各國政府和全球?qū)W術(shù)界、工業(yè)界的高度關(guān)注和重視，在各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用迅猛發(fā)展。2012年3月，美國政府發(fā)布了“大數(shù)據(jù)研究發(fā)展創(chuàng)新計劃”，并投資2億美元啟動大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)。我國政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對大數(shù)據(jù)也予以了高度的關(guān)注。目前，在信息化較早、數(shù)據(jù)積累較多的行業(yè)，如互聯(lián)網(wǎng)、電信、金融等領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)初步顯示出對行業(yè)發(fā)展的重大影響。近年電力行業(yè)的數(shù)據(jù)資源開始急劇增長并形成了一定的規(guī)模，對大數(shù)據(jù)技術(shù)也產(chǎn)生強烈的需求。具體表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)量由tb級向pb級發(fā)展，面臨數(shù)據(jù)高性能存儲和高可擴展性挑戰(zhàn)；公司業(yè)務(wù)向智能化、精益化方向發(fā)展，對復(fù)雜數(shù)據(jù)處理和實時性提出更高要求；跨業(yè)務(wù)、跨平臺的數(shù)據(jù)處理和分析能力需要進一步提升。然而，目前利用大數(shù)據(jù)技術(shù)解決電力系統(tǒng)，特別是配用電系統(tǒng)的上述問題鮮有研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種智能配電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種智能配電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集模塊：提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口，進行多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)源的標(biāo)準(zhǔn)化接入；

數(shù)據(jù)集成清洗模塊：對數(shù)據(jù)采集模塊接入的數(shù)據(jù)進行合并、關(guān)聯(lián)、去重和行列轉(zhuǎn)置；

公共服務(wù)模塊：利用數(shù)據(jù)集成清洗模塊處理后的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用方面為數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊和應(yīng)用展示模塊提供基礎(chǔ)平臺工具；

數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊：構(gòu)建分析算法庫，進行用戶用電行為特征分析，構(gòu)建應(yīng)用模型和算法庫，根據(jù)分析結(jié)果，進行節(jié)電設(shè)計、用電預(yù)測、網(wǎng)架優(yōu)化和錯峰調(diào)度；

應(yīng)用展示模塊：對數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊的結(jié)果進行數(shù)據(jù)展示。

所述的數(shù)據(jù)采集模塊接入輸電、配電、用電的實時/準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)、電力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟在內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

所述的公共服務(wù)模塊包括通用數(shù)據(jù)挖掘算法庫、統(tǒng)計分析模型庫、數(shù)據(jù)管理服務(wù)組件和可視化組件。

所述的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊包括數(shù)據(jù)分析組件和數(shù)據(jù)應(yīng)用組件。

所述的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊包括節(jié)電應(yīng)用組件、用電預(yù)測應(yīng)用組件、網(wǎng)架優(yōu)化應(yīng)用組件和錯峰調(diào)度應(yīng)用組件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)依托標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模型，完成了數(shù)據(jù)的清洗、分布式平臺遷移及標(biāo)準(zhǔn)化集成：在數(shù)據(jù)集成及清洗層，將數(shù)據(jù)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)遷移到大數(shù)據(jù)平臺，采用大數(shù)據(jù)平臺混合型分布式存儲和并行處理架構(gòu)，以滿足性能指標(biāo)和數(shù)據(jù)清洗、分析、挖掘等業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐需求，同時優(yōu)化存儲處理后的數(shù)據(jù)，使其更有利于前臺展示和交互體驗；

(2)開發(fā)完成了大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)支撐平臺，提供了一批基礎(chǔ)平臺工具，實現(xiàn)了模塊化的數(shù)據(jù)算法支持、可視化的數(shù)據(jù)管理服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)化的可視化組件：在數(shù)據(jù)分析方面，提供mahout、r_statistics、并行算法庫等通用算法庫，支撐上層數(shù)據(jù)應(yīng)用的面向大數(shù)據(jù)的聚類分析、關(guān)聯(lián)分析等的數(shù)據(jù)分析方法；在數(shù)據(jù)管理方面，通過數(shù)據(jù)管理服務(wù)，方便數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、可視化監(jiān)視管理；在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，通過專業(yè)及通用的可視化組件，方便應(yīng)用場景的實現(xiàn)；

(3)開發(fā)完成了用戶行為分析、用電預(yù)測應(yīng)用模塊，實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)對電力業(yè)務(wù)的支撐：

(4)在數(shù)據(jù)展示層面，結(jié)合任務(wù)一中提供的多種可視化展示組件，對示范工程范圍內(nèi)的用戶用電行為特征、用電預(yù)測等應(yīng)用結(jié)果進行數(shù)據(jù)展示，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)對電力業(yè)務(wù)的支撐，提升智能配用電水平。

附圖說明

圖1為智能配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)總圖架構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例

如圖1所示，智能配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成及清洗、公共服務(wù)、數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用、應(yīng)用展示五層，系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案為：首先，在數(shù)據(jù)采集層，實現(xiàn)對多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)源的標(biāo)準(zhǔn)化接入。本示范工程落地上海浦東新區(qū)，預(yù)期接入226萬電力用戶，集成9個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源，其中電力系統(tǒng)內(nèi)7個、電力系統(tǒng)外2個。依據(jù)任務(wù)一的研究成果，結(jié)合示范工程的實際，分析和歸類數(shù)據(jù)源特性，采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口規(guī)范設(shè)計，提供數(shù)據(jù)庫類型接口、文件系統(tǒng)類型接口、消息類型接口等標(biāo)準(zhǔn)化接口，實現(xiàn)包含輸電、配電、用電的實時/準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)、電力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟在內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的接入，實現(xiàn)包含gis圖形、氣象圖形、文本文檔等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的接入，并將接入數(shù)據(jù)集中存放至數(shù)據(jù)緩存區(qū)。

其次，在數(shù)據(jù)集成及清洗層，將數(shù)據(jù)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)遷移到大數(shù)據(jù)平臺，采用大數(shù)據(jù)平臺混合型分布式存儲和并行處理架構(gòu)，以滿足性能指標(biāo)和數(shù)據(jù)清洗、分析、挖掘等業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐需求，同時優(yōu)化存儲處理后的數(shù)據(jù)，使其更有利于前臺展示和交互體驗。

數(shù)據(jù)集成及清洗順序包括：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)到原始庫、原始庫到中間庫、中間庫到結(jié)果庫三部分。其中第一部分(數(shù)據(jù)緩沖區(qū)到原始庫)是將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)遷移到大數(shù)據(jù)平臺的inceptor數(shù)據(jù)倉庫，為后續(xù)分布式數(shù)據(jù)處理提供原始數(shù)據(jù)；第二部分(原始庫到中間庫)是借助大數(shù)據(jù)平臺將原始數(shù)據(jù)進行合并、關(guān)聯(lián)、去重、行列轉(zhuǎn)置等操作，并將處理后的數(shù)據(jù)和清洗后的數(shù)據(jù)按新的表結(jié)構(gòu)存儲到inceptor數(shù)據(jù)倉庫，形成數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠、關(guān)聯(lián)清晰的中間數(shù)據(jù)，為后續(xù)各應(yīng)用專業(yè)分析提供良好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；第三部分是將清晰完成的數(shù)據(jù)從inceptor數(shù)據(jù)倉庫遷移到更便于前臺可視化查詢的hyperbase數(shù)據(jù)庫，提高查詢效率和用戶體驗。

在數(shù)據(jù)處理方面，依據(jù)數(shù)據(jù)密集型或計算密集型等不同數(shù)據(jù)運算要求，主要采用分布式批處理計算mapreduce等、分布式內(nèi)存計算spark等、高性能計算mpi等三種方式實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的密集、高速運算過程；其中高性能計算主要用于滿足基于迭代優(yōu)化、計算密集型的網(wǎng)架優(yōu)化、錯峰調(diào)度業(yè)務(wù)應(yīng)用場景需求。

第三，在公共服務(wù)層，模塊化搭建一批公共服務(wù)組件，為后續(xù)業(yè)務(wù)分析及應(yīng)用展示提供基礎(chǔ)平臺工具，主要包含通用數(shù)據(jù)挖掘算法庫、統(tǒng)計分析模型庫、數(shù)據(jù)管理服務(wù)、可視化組件等組成部分。在數(shù)據(jù)分析方面，提供mahout、r_statistics、并行算法庫等通用算法庫，支撐上層數(shù)據(jù)應(yīng)用的面向大數(shù)據(jù)的聚類分析、關(guān)聯(lián)分析等的數(shù)據(jù)分析方法；在數(shù)據(jù)管理方面，通過數(shù)據(jù)管理服務(wù)，方便數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、可視化監(jiān)視管理；在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，通過專業(yè)及通用的可視化組件，方便應(yīng)用場景的實現(xiàn)。

再次，在數(shù)據(jù)應(yīng)用層面，實現(xiàn)任務(wù)二、任務(wù)三的相關(guān)研究成果的示范落地，其包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)應(yīng)用交互三個方面。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析方面，構(gòu)建專用算法庫，通過對源數(shù)據(jù)的修正，采用關(guān)聯(lián)分析、聚類分析等手段，實現(xiàn)基于地理信息、客戶信息、用電信息等的用戶用電行為特征分析，并支撐業(yè)務(wù)算法和業(yè)務(wù)模型的實現(xiàn)。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，針對不同場景業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)獨立，構(gòu)建應(yīng)用模型和算法庫。其一，對于節(jié)電應(yīng)用，基于用電行為、環(huán)境感知等，評估用電節(jié)電潛力并提供節(jié)電策略，提供基于用戶用電特性的配網(wǎng)無功優(yōu)化調(diào)節(jié)策略。其二，對于用電預(yù)測應(yīng)用，基于用電行為、氣象信息、特殊事件等，實現(xiàn)不同用戶的用電預(yù)測；基于地理信息、用電行為、社會經(jīng)濟等，實現(xiàn)融合空間地理數(shù)據(jù)的用電變化趨勢和群體用電預(yù)測。其三，對于網(wǎng)架優(yōu)化應(yīng)用，基于用電預(yù)測、用電特性、供電要求、地理信息、分布式電源接入等，提供考慮多因素的配電網(wǎng)架優(yōu)化方案。其四，對于錯峰調(diào)度應(yīng)用，基于電力調(diào)度、用電特性、氣象信息等，評估量化錯峰資源及錯峰潛力，并提供錯峰調(diào)度策略。在業(yè)務(wù)應(yīng)用交互方面，采用高速交互引擎、內(nèi)存緩存數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)展示的高速交互。

最后，在數(shù)據(jù)展示層面，結(jié)合任務(wù)一中提供的多種可視化展示組件，對示范工程范圍內(nèi)的用戶用電行為特征、節(jié)電、用電預(yù)測、網(wǎng)架優(yōu)化、錯峰調(diào)度等應(yīng)用結(jié)果進行數(shù)據(jù)展示，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)對電力業(yè)務(wù)的支撐，提升智能配用電水平。

由于配用電網(wǎng)大數(shù)據(jù)面臨數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)處理性能要求高的特點，因此要設(shè)計和開發(fā)滿足配用電網(wǎng)大數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用的體系架構(gòu)，必須采用最新的大數(shù)據(jù)采集、存儲和處理技術(shù)。在大數(shù)據(jù)條件下實現(xiàn)高速的性能并開發(fā)滿足應(yīng)用層數(shù)據(jù)分析需求的基礎(chǔ)架構(gòu)是本課題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在數(shù)據(jù)采集方面采用多節(jié)點并行數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲時間的技術(shù)指標(biāo)；在數(shù)據(jù)存儲方面研究面向配用電大數(shù)據(jù)的可擴展nosql數(shù)據(jù)庫和高速內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)處理方面研究面向數(shù)據(jù)密集型配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用的批處理、圖計算和內(nèi)存計算架構(gòu)，以及面向計算密集型配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用的高性能計算架構(gòu)，開發(fā)滿足配用電大數(shù)據(jù)多樣性需求的混合型存儲和計算架構(gòu)。

通過建設(shè)智能配用電大數(shù)據(jù)示范工程，集中實現(xiàn)了本課題的各種研究成果，配用電大數(shù)據(jù)體系架構(gòu)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、存儲、處理及可視化等共性技術(shù)，研究用戶用電數(shù)據(jù)存儲、分析、修正的具體實現(xiàn)方法，通過配用電內(nèi)外部數(shù)據(jù)的多層次關(guān)聯(lián)與聚類，分析用戶用電行為特征，實現(xiàn)了節(jié)電、用電預(yù)測、配用電網(wǎng)架優(yōu)化、錯峰調(diào)度等配用電大數(shù)據(jù)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過本示范工程的建設(shè)，可為探索智能配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)模式和運營模式提供典型案例，開拓智能配用電大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的“可實現(xiàn)、可復(fù)制、可推廣”之路。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。