大數(shù)據(jù)在用電節(jié)電應(yīng)用中的路徑探索

王曉雯 謝仁標(biāo) 王玉根

朗新科技股份有限公司

1 大數(shù)據(jù)在用電節(jié)電領(lǐng)域3個(gè)層面的應(yīng)用

企業(yè)或居民的用電行為是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，其數(shù)據(jù)分布在每一個(gè)設(shè)備層面，相關(guān)數(shù)據(jù)具備了大數(shù)據(jù)所具有的4V特征(即Volume、Variety、Value、Velocity)：

（1）數(shù)據(jù)體量巨大（Volume）

電力行業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展，積累了豐富的數(shù)據(jù)資源，體現(xiàn)在設(shè)備級(jí)、企業(yè)級(jí)、行業(yè)區(qū)域級(jí)等不同的層面。除每一個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的用電數(shù)據(jù)外，在企業(yè)層面還包含了供電環(huán)境、所屬行業(yè)、用電性質(zhì)、企業(yè)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，根據(jù)所在區(qū)域上不同還有經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)及霧霾、氣候、地理狀況等環(huán)境數(shù)據(jù)。

（2）處理速度快（Velocity）

電力產(chǎn)品有別于其他產(chǎn)品的最大特征是發(fā)輸配用的同時(shí)性，用電行為的持續(xù)不間斷導(dǎo)致數(shù)據(jù)在快速的更新和增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)周期包括了年、月、周、天、小時(shí)、分鐘。

（3）多樣性（Variety）

節(jié)電數(shù)據(jù)在節(jié)電策略、能效診斷等方面包含了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化的信息，相互之間也存在著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

（4）價(jià)值高（ Value）

在用電節(jié)電領(lǐng)域，其數(shù)據(jù)可以在需求預(yù)測(cè)、降低成本、市場(chǎng)開(kāi)拓、客戶服務(wù)等方面發(fā)揮出極高價(jià)值。

在節(jié)電領(lǐng)域包含了眾多的參與者，能耗企業(yè)、居民、電動(dòng)汽車主等都是作為用電的主體直接消費(fèi)電力，電網(wǎng)公司是終端客戶電力供應(yīng)者，設(shè)備廠商是用電設(shè)備的提供者，節(jié)能服務(wù)公司以幫能耗企業(yè)節(jié)能為使命，政府在節(jié)能節(jié)電過(guò)程中執(zhí)行著監(jiān)管職責(zé)。節(jié)電大數(shù)據(jù)基于這些不同相關(guān)方的訴求，主要有以下3個(gè)層面的應(yīng)用。

（1）大數(shù)據(jù)在用電主體中的應(yīng)用

從用電主體的用電數(shù)據(jù)采集，到數(shù)據(jù)的匯集和挖掘分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集可視化、用電行為持續(xù)優(yōu)化、節(jié)電效果深度挖掘、用電行為動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)全方位改善用電主體的用電行為，節(jié)約電力電量。

（2）大數(shù)據(jù)在行業(yè)相關(guān)方的應(yīng)用

利用大數(shù)據(jù)的挖掘分析技術(shù)，可以為行業(yè)內(nèi)相關(guān)方提供數(shù)據(jù)輸出、分析及解決方案，例如持續(xù)優(yōu)化用電設(shè)備的工作參數(shù)，對(duì)節(jié)電效率高的設(shè)備進(jìn)行排名推選，挖掘節(jié)電潛力大、風(fēng)險(xiǎn)小的目標(biāo)地域和客戶市場(chǎng)，對(duì)節(jié)電工程全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)及優(yōu)化。通過(guò)為各相關(guān)方帶來(lái)節(jié)電價(jià)值，從而推動(dòng)行業(yè)整體的節(jié)電效果提升。

（3）大數(shù)據(jù)在政府監(jiān)管方的應(yīng)用

在政府層面，可以匯集行業(yè)內(nèi)外多類數(shù)據(jù)，發(fā)揮大數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用，例如進(jìn)行獎(jiǎng)懲指標(biāo)及補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算為政策制訂提供依據(jù)，在不同區(qū)域進(jìn)行全社會(huì)節(jié)電公告激勵(lì)全民節(jié)電，行業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)其他宏觀工作提供數(shù)據(jù)參考。從而可推動(dòng)行業(yè)的政策制定和決策方向的精準(zhǔn)性，推動(dòng)全社會(huì)節(jié)電效果提升。

2 大數(shù)據(jù)在用電節(jié)電應(yīng)用的兩條實(shí)現(xiàn)路徑

大數(shù)據(jù)在用電節(jié)電領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，但現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展中還存在一些挑戰(zhàn)。第一體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集方面。和互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)消費(fèi)過(guò)程已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化記錄不同，節(jié)電領(lǐng)域的數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元在設(shè)備級(jí)，而目前設(shè)備的用電數(shù)據(jù)采集手段還未全面普及，用電過(guò)程的數(shù)據(jù)還無(wú)法全部數(shù)字化采集并存儲(chǔ)。第二體現(xiàn)在數(shù)據(jù)共享方面。按照國(guó)家政策文件要求目前行業(yè)內(nèi)大部分的大型能耗企業(yè)都已建設(shè)自用能源管理系統(tǒng)，這些海量的數(shù)據(jù)資料并沒(méi)有通過(guò)公開(kāi)透明的方式發(fā)布，數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)充分共享。第三體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)應(yīng)用水平方面。目前在節(jié)電領(lǐng)域大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)還處在起步階段，行業(yè)內(nèi)缺乏專業(yè)的大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)公司和數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)分析人才，從數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、挖掘到價(jià)值分析及運(yùn)營(yíng)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制還未形成。

結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，本文提出如下兩條實(shí)現(xiàn)路徑。

（1）基于已有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)

在已有支撐業(yè)務(wù)開(kāi)展的信息化系統(tǒng)平臺(tái)上，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，一方面可提升本身的業(yè)務(wù)管理水平，同時(shí)可以基于其數(shù)據(jù)中心開(kāi)展更加多樣化的數(shù)據(jù)分析（見(jiàn)圖1）。

已有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)目前包括了電網(wǎng)公司的營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用、能耗企業(yè)的能源管理系統(tǒng)、電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)等。這些系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不同緯度、粒度的數(shù)據(jù)采集，支撐其業(yè)務(wù)及管理運(yùn)轉(zhuǎn)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)首先可以提升其業(yè)務(wù)自身的能力，如對(duì)能耗企業(yè)來(lái)說(shuō)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析模型可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)并改變企業(yè)人員行為及設(shè)備策略。其次結(jié)合一些行業(yè)數(shù)據(jù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、供電環(huán)境數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)其用電趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化不同供電環(huán)境下設(shè)備運(yùn)行策略，通過(guò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用促進(jìn)企業(yè)節(jié)電效果全面提升。

（2）集成已有數(shù)據(jù)中心開(kāi)展大數(shù)據(jù)分析

通過(guò)購(gòu)買、集成交換、行政要求等方式，匯集行業(yè)內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，為不同的主體開(kāi)展數(shù)據(jù)分析服務(wù)（見(jiàn)圖2）。

例如目前的政府省級(jí)電力需求側(cè)管理平臺(tái)，從不同省級(jí)電網(wǎng)需求側(cè)管理平臺(tái)、大用戶能源管理平臺(tái)、電能服務(wù)商平臺(tái)、政府統(tǒng)計(jì)中心等系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，形成省級(jí)電力需求側(cè)管理數(shù)據(jù)中心，通過(guò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析，為政府提供經(jīng)濟(jì)分析、電力供需形勢(shì)分析、有序用電計(jì)劃、需方響應(yīng)、DSM目標(biāo)責(zé)任考核、在線監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)、信息發(fā)布等功能。未來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展到更高級(jí)的階段，還將創(chuàng)造出更多新的商業(yè)價(jià)值。

3 節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)實(shí)踐案例

朗新公司在電力用電相關(guān)領(lǐng)域建設(shè)有多種信息化系統(tǒng)，包括為節(jié)能服務(wù)公司提供的節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)、為政府部門(mén)建設(shè)的省級(jí)電力需求側(cè)管理平臺(tái)、為電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)商提供的電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、和支付寶合作上線的電力電子賬單及支付系統(tǒng)等。基于這些實(shí)際建設(shè)的信息化系統(tǒng)，也做了大數(shù)據(jù)應(yīng)用的探索實(shí)踐，以下結(jié)合節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)介紹大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)路徑和具體的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖1 基于已有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)

圖2 基于已有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)

節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)（見(jiàn)圖3）是為市場(chǎng)化的節(jié)能服務(wù)公司/電能服務(wù)商提供線上運(yùn)營(yíng)的管理工具。平臺(tái)基于阿里云搭建，為節(jié)能服務(wù)公司/電能服務(wù)商提供租賃平臺(tái)，并最終為用能企業(yè)提供節(jié)能服務(wù)。節(jié)能服務(wù)公司/電能服務(wù)商在節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)上既可以作為獨(dú)立租戶，支持靈活的運(yùn)營(yíng)模式，租賃平臺(tái)設(shè)施獨(dú)立開(kāi)展運(yùn)營(yíng)；與平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商合作共同拓展市場(chǎng)、提供服務(wù)，開(kāi)展節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)；同時(shí)還支持部分租賃、部分合作運(yùn)營(yíng)的模式。云平臺(tái)為節(jié)能服務(wù)公司提供信用與能力評(píng)估，確定信用、能力等級(jí)服務(wù)，為交易雙方提供交易撮合、擔(dān)保、付款、物流等服務(wù)，同時(shí)也為節(jié)能設(shè)備、技術(shù)方案提供宣傳平臺(tái)；為節(jié)能項(xiàng)目提供供需雙方對(duì)接。不同的節(jié)能服務(wù)公司以獨(dú)立運(yùn)營(yíng)實(shí)體身份入駐平臺(tái)，依托于平臺(tái)提供的企業(yè)接入、計(jì)量統(tǒng)計(jì)、成本分析、在線監(jiān)測(cè)、分析診斷、用能控制、優(yōu)化及報(bào)表等基礎(chǔ)服務(wù)協(xié)助開(kāi)展業(yè)務(wù)；通過(guò)企業(yè)帳戶管理、在線支付、服務(wù)項(xiàng)目宣傳與設(shè)置等業(yè)務(wù)支撐企業(yè)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。

圖3 節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)架構(gòu)圖

節(jié)能服務(wù)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)成本低、使用靈活，具有以下明顯的特點(diǎn)，可以吸引更多的節(jié)能服務(wù)公司加入。

（1）云平臺(tái)可以大大減少服務(wù)商的IT投資

節(jié)能服務(wù)公司根據(jù)其市場(chǎng)情況租賃平臺(tái)服務(wù)，提供按年、月或接入點(diǎn)數(shù)方式，避免自身投資龐大的軟硬件資金，在使用成本方面和傳統(tǒng)企業(yè)自建信息化系統(tǒng)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

（2）云平臺(tái)提供靈活便捷的服務(wù)項(xiàng)目

云平臺(tái)以SaaS模式提供服務(wù)項(xiàng)目，節(jié)能服務(wù)公司可根據(jù)業(yè)務(wù)方向選配服務(wù)內(nèi)容，構(gòu)建屬于自己的節(jié)能服務(wù)超市。服務(wù)項(xiàng)目能夠便捷切換、即訂即用。

（3）云平臺(tái)可以間接降低企業(yè)接入成本

節(jié)能服務(wù)公司最終的客戶是用能企業(yè)，基于云平臺(tái)可以同時(shí)降低企業(yè)的成本、技術(shù)、工期等接入門(mén)檻，可以吸引更多企業(yè)接入。

（4）云平臺(tái)能夠提供數(shù)據(jù)增值服務(wù)

當(dāng)云平臺(tái)的使用范圍逐步廣泛，接入的企業(yè)更多，吸引設(shè)備廠商等外圍企業(yè)加入之后，平臺(tái)的大數(shù)據(jù)特征就越明顯，其數(shù)據(jù)價(jià)值就高。基于云平臺(tái)用能數(shù)據(jù)中心，可以挖掘出數(shù)據(jù)價(jià)值，拓展增值服務(wù)項(xiàng)目。

大數(shù)據(jù)在云平臺(tái)的應(yīng)用，屬于上文路徑之一。一個(gè)典型案例是為節(jié)能服務(wù)公司等提供精準(zhǔn)營(yíng)銷。平臺(tái)可以對(duì)不同接入企業(yè)的節(jié)電效果、行業(yè)、生產(chǎn)班次、地理環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)分析，挖掘潛力高的目標(biāo)客戶屬性，縮小目標(biāo)客戶范圍。通過(guò)構(gòu)建用戶特征分析模型，分析用戶的用電特征和主要設(shè)備的能效狀況，識(shí)別節(jié)電潛力用戶群（綜合或某用電設(shè)備）。主動(dòng)推銷給不同的節(jié)能服務(wù)公司。另一個(gè)典型案例是為節(jié)能設(shè)備廠商改進(jìn)設(shè)備參數(shù)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)同一設(shè)備在不同環(huán)境下的實(shí)際用電、關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境數(shù)據(jù)（氣壓、氣候、溫度、濕度等），評(píng)估設(shè)備效能，分析其相關(guān)影響因素，聚類分析出不同因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為生產(chǎn)不同環(huán)境下具備最佳運(yùn)行性能的節(jié)電設(shè)備廠商提供參考依據(jù)。這兩個(gè)案例只是云平臺(tái)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的冰山一角，更多的價(jià)值創(chuàng)新和應(yīng)用有待于在實(shí)踐中開(kāi)展。