江蘇省全社會用電量分析統計平臺的設計和應用

丁 曉，徐金玲，梁 浩

（1.江蘇省電力公司，南京 210024；2.南京供電公司，南京 210000）

隨著用電信息采集和智能電能表的推廣應用，營銷管理與服務步入更加信息化、自動化、智能化的發展階段，自動抄表、智能互動、個性服務等精益化營銷業務得到了強大的技術支撐[1—2]。近年針對用電營銷系統建設，用電采集監測等系統的構建有了大量研究，文獻[3]、文獻[4]介紹了用電收益監測系統和營銷稽查系統。文獻[5]介紹了在建的河南省電能信息采集系統在電力需求側管理中的基本應用及衍生應用，提到了用電情況統計分析的思想。文獻[6]、文獻[7]介紹了采用EPON組網實現用電信息系統遠程通信,從主站建設、新通信技術應用等方面對用電信息采集發展新趨勢進行了探討和展望。文獻[8]提出了在用電信息采集系統實現遠程抄表、費控的基礎上，對用電情況實時查詢、有序用電管理、電能質量監測與分析等方面進行了構想。文獻[9]介紹了黑龍江電力公司在用電信息采集系統建設應用的經驗。

用電量作為國家經濟發展的“晴雨表”之一，已經越來越被政府和大眾所關注，其增長或下降直接反映了各行各業的生產運行狀況，相對于國民生產總值、工業增加值、固定資產投資額等指標，用電量指標更為直接、客觀、真實和及時。國家宏觀經濟政策調整和市場經濟變化發展能夠直接通過用電量變化來得以反映，通過快速捕捉用電量變動背后隱含的經濟信號，能夠幫助政府部門或供電企業在第一時間采取有效手段應對由經濟變化帶來的經濟發展困難或企業運營風險。通過對全行業用電量進行實時采集，政府部門可以通過根據一段時間以來三次產業或某些行業的用電情況，及時了解特定地區的三次產業或某些行業的階段性運行特征，從而制定相應的產業或行業發展政策或措施，促進地區經濟的良性發展；供電企業可以根據一段時間以來某些行業或目標用戶的用電情況，重點跟蹤和分析相關行業或客戶的用電異常及波動情況，提前做好電費回收風險管理，有效規避企業運營風險，提高供電企業的經濟效益和社會效益。

根據已有的文獻資料，現有的采集平臺多為用電量的單一采集，而且覆蓋面不足，沒有審核評估和預測以及動態顯示的功能，都是按電費核算周期來采集，實時性較差，本文依托于智能用電信息采集系統的“全覆蓋、全采集、全費控”功能，設計并應用江蘇省全社會用電量分析統計平臺，通過對用戶電量和負荷信息的實時采集和監控，對獲取的數據信息進行深入挖掘和優化計算，用于監控用電信息的變化，統計分析用電趨勢，實時顯示和報告，為電力市場分析預測提供有效支撐。

圖1 用電信息采集系統物理架構

1 江蘇省全社會用電量分析統計平臺設計方案

1.1 用電信息采集系統

電力用戶用電信息采集系統是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監控的系統，實現用電信息的自動采集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析和管理、相關信息發布、分布式能源監控、智能用電設備的信息交互等功能。用電信息采集系統的建設是為SG186工程營銷業務應用提供電力用戶實時用電信息數據，推進營銷計量、抄表、收費模式標準化和信息化建設,為快速響應市場變化、快速反映客戶需求從客戶用電信息的源頭提供數據支持，為峰谷分時電價、階梯電價、全面費控管理等營銷業務策略的實施提供技術基礎[10—11]。圖1為用電信息采集系統物理架構示意圖。

1.2 平臺子系統架構

平臺系統結構上主要由6個子系統組成，分別是：檔案管理子系統、數據接口子系統、數據處理子系統、智能分析子系統、Web應用子系統和高級應用子系統。架構框圖見圖2所示。

圖2 江蘇省全社會用電量分析統計平臺軟件系統構成

1.3 平臺業務運行流程

全社會用電量分析統計平臺在業務流程運轉中和電力用戶用電信息采集系統、營銷業務應用系統密不可分，用電信息采集系統在完成數據采集、校核、發布流程后，可通過中間庫、Web Service方式為分析平臺和營銷業務應用系統提供數據支撐，營銷業務應用系統中的結算電量參與分析統計平臺數據核對流程，經過數據采集核對功能后分析統計平臺中的電量數據進入系統數據業務庫，為其他業務應用提供用電信息數據源和用電控制手段，如：配電業務管理、電量統計、決策分析、增值服務等功能，并為其他專業系統如供電公司生產管理系統、GIS系統、配電自動化系統等提供基礎數據。具體流程見圖3。

2 用電分析平臺系統的應用

2.1 平臺的功能特點

在深入挖掘電力用戶用電信息采集系統綜合應用價值基礎上，全社會用電量分析統計平臺通過信息化手段升級并整合現有電力負荷管理系統、低壓用電采集系統、電力調度控制系統和非統調電廠發電量監督管理系統的用電數據采集功能，增強各系統間用電相關數據信息的交互、分析和展現能力，在全省范圍內實現工業行業用電量較為精確預測、三次產業漸進完善的用電數據實時采集和分析統計功能，用以提高全省工業用電量統計的客觀性、真實性和時效性，能客觀展現用電量變化與經濟發展之間的關聯度。

平臺系統主要具備三大實用性功能，分別是數據采集、數據挖掘和信息分析及展現功能。其中，數據采集功能：一是通過電力負荷管理系統I型終端系統實現全省范圍內100～315 kVA及以上大工業客戶用電數據的隔天采集；二是通過電力負荷管理系統II型終端系統實現全省范圍內100 kVA以下非普工業客戶用電數據的隔天采集；三是通過低壓用電采集系統實現全省范圍內低壓客戶用電數據的隔天采集；四是通過整合現有電力調度控制系統和非統調電廠發電量監督管理系統實現全省范圍內統調和非統調自備電廠上下網及自發自用電量數據的隔天采集。數據挖掘功能是指通過該平臺系統對所有采集數據進行整合和處理，通過數據挖掘技術，對大量用電量數據進行數據準備、規律尋找和規律表示，挖掘的主要任務有數據關聯、聚類、分類、異常分析、特異群組分析和演變分析等，以此形成全社會用電總量統計數據庫，同時還能實現對各類采集數據按產業、行業、重要客戶等維度進行統計分類。信息分析及展現功能主要是通過該平臺系統按照實際工作需要自動生成電子表格、柱狀圖、餅圖等方式，對相關行業或企業用電量按自定的時間段進行展現或展示。

圖3 江蘇省全社會用電量分析統計平臺業務流程圖

在以上三大功能中，數據采集功能主要依賴于采集設備即硬件系統的完備和可靠，而數據挖掘功能和信息分析及展現功能則主要依賴于數據庫智能技術進行數據聚類、分類、規律尋找、智能糾錯，同時后臺人員對用戶檔案的設置和歸并、對采集數據的分析和審核、對信息展現的處理和加工，因此平臺系統的業務操作及應用過程是整個平臺系統能夠充分流轉和運作的核心，是實現用電數據精確、精細和精準的保證。

2.2 平臺系統業務操作及應用

（1）用戶檔案管理

包括廠站檔案管理、行業重要客戶配置、客戶檔案統一視圖、行業分類配置。對包括多個營業戶號的大型工業用戶，在做檔案管理工作時，需要做多戶歸并處理。同時，為保證平臺數據準確，應定期整理客戶檔案并開展信息稽查工作。

（2）數據審核上報

選擇供電單位、數據日期、用戶名稱、審核狀態、行業類別、電能表狀態、行業排名，核對用戶名稱和編號、電表局編號、電表示數、綜合倍率、系統計算值、人工上報值、審核狀態，每日數據審核完畢后上報入庫。

（3）數據上報情況監測

包括供電單位、總用戶數、總電能表數、采集失敗電能表數、采集成功電能表數、上報人員、上報時間、數據日期、上報電能表數、上報電廠數、上報用戶數、不納入計算電能表數、人工上報電能表數等，此功能確保電量數據每日實時采集完整性的要求。

（4）采集數據核對

包括行業數據核對，典型行業用電電能表電量核對，營銷系統數據核對。將分析平臺中的上報值和營銷系統中結算電量進行比對，選擇誤差范圍、比較方式、結算周期，分析誤差原因并消除，進行電能表可用確認。

（5）用電報表管理

平臺可自動生成15種電力用戶電量基礎報表，按區域、行業、電壓等級、用電容量、用戶類別等自定義組群，以日、周、月、年或自定義時間段等多時間維度對采集的電量數據進行組合統計，包括統計電量查詢、電量同比、環比分析、峰谷分段查詢、電量突變數據查詢、電量使用排名等。具體包括江蘇省用電日報基礎數據（每日最大負荷、最小負荷、平均負荷、用電量）、江蘇省分市用電量情況表、江蘇省用電情況年報表、江蘇省主要行業用電情況表（九大主要行業：冶金、建材、紡織、化工、化纖、交通運輸及電子、電氣制造業、通用及專用設備制造業，醫藥制造業、船舶制造業）、江蘇省重點客戶用電情況匯總表（分行業分地區對用戶電量進行排名）等，如圖4所示。

（6）江蘇省全社會用電量動態展示

平臺實時統計出采集電量數據，并以曲線圖的形式直觀表示用電趨勢，找出電量變化規律，為負荷管理和市場預測提供支持。采集數據可以選擇日、周、月、年進行查詢，可以根據用戶、地區、行業、產業多種角度進行動態展示。展示界面包括全省用電情況、地區用電情況、產業用電情況、主要行業用電趨勢分析、重要客戶用電排名情況,如圖5所示。

（7）重要用戶負荷監測

可實時查看所選用戶當前負荷曲線，召測回數據直接在頁面上展示顯示，也可選擇監測數據日期查詢歷史負荷曲線。平臺對重點用戶計量及用電異常進行監測，對采集數據進行比對、統計分析，實時記錄用電異常信息，提供所選用戶用電異常事件記錄查詢功能，包括用戶越限分析，可進行負荷超容量、電壓越限、功率因數越限記錄查詢。一旦發現異常后，啟動異常處理流程，將異常信息通過數據接口接到營銷業務應用系統迅速傳送到相關職能部門。

（8）高級應用

通過分析平臺提供的多種分析數據輸出方式接口，可以在各種智能移動終端實時顯示監控用電信息，為實時展現主要工業行業用電量變化情況提供了強大支撐。為有效應用分析平臺電量數據，同時開發設計了全社會用電量移動手機平臺掌上查功能，見圖6所示。在手機上下載安裝專門為分析平臺開發的手機程序，獲取可運行代碼后，可動態實時在手機上查看主要行業電量數據，包括按地區、按行業、按時間等可個性選擇的多種查看方式，在現有條件下通過技術手段實現了資源的有效利用。

圖4 江蘇省全社會用電量分析統計平臺用電報表示例截圖

圖5 江蘇省全社會用電量分析統計平臺用電量動態顯示截圖

圖6 用電統計分析平臺移動手機終端顯示組圖

3 用電特點把握注意事項

全社會用電量分析統計平臺的成功研發和深化應用，對電網企業提高數據挖掘能力、社會服務能力、決策輔助支撐能力發揮了重要作用，并且將隨著功能不斷完善呈現出更強大的生命力。在研究用電相關數據，探索變化規律的過程中，筆者有以下心得經驗：

（1）用電量變化趨勢與地方經濟發展軌跡基本吻合。在宏觀政策相對穩定、政治經濟保持發展、產業結構未現波動的大環境下，全社會用電總量在一定程度上代表了經濟總量的水平，其增速與國民生產總值增速之間保持著合理的同趨向走勢，尤其是工業用電量發展水平與規模以上工業增加值同比值呈現出較為一致的趨勢。從2012年江蘇用電態勢分析，全省全社會用電量和工業用電量保持了適度增長，緩中趨穩、穩中漸升、結構優化、轉型升級成為貫穿全年用電的主要特點，這與政府相關部門、專家學者、研究機構等給出的經濟運行規律不謀而合，客觀上體現了用電量指標對經濟的準確研判和先行展現。

（2）行業用電熱點紛呈，規律探索層出不窮。在用電量的采集分析工作中，行業分類用電情況非常重要，它能夠彰顯地區經濟發展的構成和動力，反映存在的薄弱環節和弱化方向，對于區域經濟結構調整成效、產業用電結構優化提升、工業用電轉型升級等諸多方面提供了強力的實據依托。2012年用電跟蹤分析顯示，江蘇省工業經濟對本省用電增長的支柱作用最為顯著，第三產業經濟對本省用電量的貢獻程度也在穩步持續上升，全省第二、第三產業用電量增長齊頭并進且總量分配趨于合理。在工業行業中，省內高耗能行業用電保持小幅穩定增長，而高新技術行業用電量則延續了近年來的相對高位增長水平。從高耗能和高新技術行業用電比重和增長率來看，江蘇省工業用電結構較好，用電增長互補性優勢明顯，工業行業轉型“軟著陸“趨勢明顯，由此該系統平臺的貢獻度可見一斑。

（3）用電信息需要海量數據基礎上的科學整合。全社會用電量分析統計平臺是建立在對全部用電客戶用電量數據實時采集上的實效化系統，系統信息處理量巨大，所涉客戶群體眾多，對系統的資源利用要求和平臺穩定處理能力提出了很高的要求。面對不可避免的信息數據采集失敗或者通信、設備故障等原因造成的數據缺失現象，系統采用智能預判、動態愈合模式，自動實現對相關缺漏信息的補充，消除尖峰波谷，并通過后期成功召測實際數據及時調整差異值，確保階段性累計數據不發生偏差。大到500 kV工業用電客戶，小到220 V居民用電家庭，采用單體整合方式運作系統，能夠適當彌補用電信息短期失真現象，提高了供用電雙方互動感知，同時也成為智能電網推進發展、融入百姓生活的重要方式之一。

（4）客觀評估用電量信息對經濟總體發展的偏差度影響。誠如前述，全社會用電量分析統計平臺反映出來的用電量信號基本能夠印證當期宏觀經濟的走勢，特別是一些國家產業政策、特殊性政策的出臺會很快在用電方面得到體現，例如：自2012年末中央“八項規定”和“厲行節約，反對浪費”的要求出臺以后，各類高檔消費大幅下降的報道屢見報端，并很快傳遞到了相關行業。統計顯示，2013年一季度江蘇省餐飲和住宿業用電增速僅為6%，增幅明顯回落，對第三產業用電增長貢獻也呈下滑態勢。另一方面，由于供用電行為的復雜性和不確定性，用電量一定程度上無法完全反映出真實的個體經濟行為，簡單的比較分析將會對用電數據的特征分布、聚類研究以及多維度比較形成偏差。如：企業加強節能降耗改造，各種高低壓變頻、余熱余壓綜合利用、稀土永磁同步電機、精密數控等新技術和新設備的應用范圍越來越廣，合同能源管理在企業能耗管理中大行其道，都必然形成用電下滑、產能上升的現象。另外，短期內生產企業的去庫存化進程也將影響用電量顯著變化。調查發現，江蘇省2013年3月下旬氣溫恢復正常以來，工業用電量同比有所回升，帶動全月用電量和工業用電量水平迅速扭轉了上、中旬時的下滑態勢，恢復到增長狀態。究其原因，除去訂單增加緩慢導致產能釋放不足之外，部分企業加快消化庫存的行為也影響到了前期用電量的變化。

4 結束語

平臺系統在江蘇省范圍內投入試用半年以來，通過對用電客戶檔案的整理和完善、客戶現場用電量采集設備的維護和修復，目前每日全社會用電量及工業用電量的采集精確度已由當初的85%左右提高到目前的98%。同時，江蘇省電力公司還將進一步升級和完善各類用電量采集設備的軟硬件功能，重點解決電能表采集數據后大規模傳輸數據的“瓶頸”問題，加快和增強平臺系統對用電數據的接收和處理能力，實現較為精確的全行業用電量采集功能，進一步提高平臺系統的使用覆蓋率和實用化程度。

本文介紹了江蘇省全社會用電量分析統計平臺的設計，通過對用電信息采集系統數據的挖掘和分析，經過數據處理，建立了有效的實時統計、分析和實時顯示全社會用電信息的系統平臺，提升了供電公司對用電客戶用電數據的實時監測能力，提升了供電企業自身的營銷風險管理水平，同時為全省制定經濟發展政策提供了更為可靠的參考依據。今后，系統平臺的成熟應用和深化完善，還將引領傳統的電力營銷向著高效融合、雙向互動、信用風險、清潔能源、節能環保、決策整合等諸多因素聚集的智能營銷管理模式發展。

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