一种精细化需求侧管理综合信息平台系统及管理方法

技术领域

本发明涉及需求侧管理技术领域，具体涉及一种精细化需求侧管理综合信息平台。

背景技术

需求侧管理改变了传统规划中单纯以供应满足需求的思路，将需求侧节约的电力和电量也视为一种资源，供给方与需求方两种资源综合比较，按最小费用的原则寻求优化方案，使其产生最大的社会效益及经济效益。

需求侧管理的具体形态和表现形式与其所处电力市场的发展阶段紧密相关：

(1)当电力市场化改革还处于初级阶段时，需求侧管理主要表现为“有序用电”，将更倚重于各种行政手段的使用，当出现电力缺口时，往往通过制定限电计划方案来加以应对，供电企业单方面地向用户下令执行。

(2)当电力市场化改革逐步深化并走向成熟，需求侧管理的重心将渐渐地倾向于经济手段的使用，主要表现为“需求响应”，更多地倚重于市场的价格杠杆作用，在需求响应模式下，不再是供电企业单方面主导，供电企业需要与用户进行沟通，形成互动，让整个市场机制对有限电力资源的优化配置发挥作用。

精细化管理思想是精细化需求侧管理的理论基础。精细化管理的基本前提是对系统的运行状况有精准和及时的把握。具体到有序用电和需求响应工作中，需要对全网省地市及区县供电局有序用电方案和需求响应的投入情况和计划执行情况进行全进程的实时监控，跟踪监测各行业用电情况，从而能分行业、分地域和分时段地对执行情况、影响电量情况等进行统计剖析，充分把握用电市场动态，并深入了解用户用电负荷特性，为精细化的需求侧管理提供有力的支持。

从技术上来说，目前获得推广运用的大用户负荷管理系统通过与计量自动化系统、调度系统和营销系统等的多系统联动，已能实现用户端用电信息实时采集、监控、负荷控制与电能量信息分析等功能。随着我国智能电网的建设，智能表正逐步取代传统的普通电子表，智能表能够测量和保存的数据除了用电量，还包括各相电流、电压、功率和功率因数等诸多运行参数，倘若将这些数据采集并加以利用，则可实现许多高级应用，包括需求侧的精细化管理。

综上所述，囊括有序用电和需求响应的分阶段需求侧精细化管理整体框架的建立较为急迫。

发明内容

本发明提供了一种精细化需求侧管理综合信息平台以及一种精细化需求侧管理方法，为精细化有序用电管理和精细化需求响应管理提供技术和数据支持。

一种精细化需求侧管理综合信息平台系统，包括：

精细化有序用电管理框架，用于管理用户进行有序用电；

精细化需求响应管理框架，用于响应用户用电需求；

数据支撑平台，用于与所述精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架进行数据集成与共享，以实现所述精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架的信息获取、监控、记录。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架设有针对不同电力市场发展阶段的需求侧管理模式；

其中电力市场发展阶段的需求侧管理模式包括下述中的至少一种：市场初级阶段模式、过渡阶段模式、市场完善阶段模式。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，所述精细化有序用电管理框架包括：有序用电综合评价指标系统、分解错避峰指标系统、编制有序用电方案系统、执行有序用电方案系统和有序用电执行后评估系统；

所述有序用电综合评价指标系统，用于为错避峰指标的分解和有序用电方案的编制提供决策支持，以及为有序用电执行后评估提供依据；

分解错避峰指标系统，依据有序用电综合评价指标系统、数据支撑平台将调度部门根据电网负荷、发电出力和网供负荷等情况确定的供需缺口根据分解原则和方法按一定比例逐级分解到下级各区；

编制有序用电方案系统依据有序用电综合评价指标系统、分解错避峰指标系统按先错峰，后避峰，再限电，最后拉闸的基本原则实现电力电量平衡；

执行有序用电方案系统基于有序用电综合评价指标系统、编制有序用电方案系统通知参与有序用电的用户，按照编制的有序用电方案进行实施，并对有序方案的执行进行监控；

有序用电执行后评估系统依据有序用电综合评价指标系统、编制有序用电方案系统检验方案的实施效果，对用户的执行情况做出评价，为错避峰指标分解算法的动态完善和有序用电决策数学模型的改进提供依据；

所述精细化需求响应管理框架包括：需求响应信息收集系统、需求响应评价指标系统、需求响应事前分析系统、需求响应方案制定系统、需求响应方案执行系统和需求响应执行后评价系统；

需求响应信息收集系统基于数据支撑平台搜集并管理需求响应过程中所涉及到的所有信息，包括能源经济信息、用户基本信息和实时信息、电网运行情况信息、需求响应合约信息；

需求响应评价指标系统用于建立指标体系作为参与用户以及调控方式支撑依据，同时也为需求响应执行后评估提供依据；

需求响应事前分析系统依据需求响应评价指标系统、需求响应信息收集系统，在需求响应方案发布和用户参与响应之前，进行多种事前分析，包括电力系统供需情况分析、负荷预测、响应资源分类、需求响应潜力分析、需求响应资源库；

需求响应方案制定系统依据需求响应事前分析系统制定包括响应类型、响应触发条件、响应时间、响应量、实时电价、补偿价格和需求响应方案合约签订的详细内容；

需求响应方案执行系统依据需求响应方案制定系统进行包括需求响应方案执行、需求响应方案执行过程监测、用户系统/设备调控、用户功率数据监测；

需求响应执行后评价系统依据需求响应评价指标系统、需求响应方案执行系统、需求响应方案制定系统，在需求响应结束之后评价用户的需求响应执行情况，根据执行情况发放补偿；包括进行基线负荷的计算、用户实际响应量的计算、响应效果评价、奖惩金额计算与发放、需求响应事件记录。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，所述精细化有序用电管理框架包括：

有序用电信息数据需求管理系统，用于管理负荷信息、用户档案信息、用户实时负荷数据和电量数据、用户负荷控制请求数据、天气预报数据、用户的错避峰预警和执行通知短信；

有序用电基础信息管理系统，用于用户基础信息管理和供需平衡信息管理；

有序用电方案管理系统，用于负荷缺口调控措施管理、局部负荷缺口调控措施管理、周休轮休计划管理、季节性错峰计划管理及有序用电方案附件管理；

有序用电执行管理系统，用于有序用电执行方案管理和有序用电执行监测控制管理；

有序用电信息发布管理系统，用于通过有序用电信息发布管理，实现对有序用电启动或释放的人员短信通知，通知人员包括督察人员、参与用户、公司领导及政府相关人员；

有序用电报表管理系统，用于依托营销业务应用系统，实现对省市有序用电执行日报、季节性错峰计划执行月报统计；

有序用电综合展示系统，用于通过多媒体技术，全方位、多维度展现全省及各地市有序用电工作开展情况；

有序用电知识库管理系统，用于实现对有序用电政策法规、标准规范/文件、培训教材及典型经验的知识收集、知识分类、知识维护、知识检索及知识浏览的全方位管理，以实现有序用电相关知识的搜索及查看；

所述有序用电信息数据需求管理系统、有序用电基础信息管理系统从所述数据支撑平台获取信息；有序用电方案管理系统依据有序用电综合评价指标系统、分解错避峰指标系统制定有序用电方案，有序用电执行管理系统用于执行制定有序用电方案；有序用电报表管理系统、有序用电知识库管理系统与数据支撑平台交换信息。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，所述精细化需求响应管理框架包括：

需求响应信息数据需求管理系统，用于管理负荷信息，所述负荷信息来源于供电系统数据、用户档案信息、用电用户设备台账数据，来源于配网生产系统；用户实时负荷数据和电量数据和用户负荷控制请求数据，来源于计量自动化系统；天气预报数据，来源于气象系统；用户的错避峰预警和执行通知短信；

需求响应基础信息管理系统，用于为用户基础信息管理和供需平衡信息管理；

需求响应方案管理系统，需求响应方案管理包括需求响应触发条件、基于价格的需求响应方案管理和基于激励的需求响应方案管理；

需求响应执行管理系统，用于需求响应执行方案管理和需求响应执行监控管理；

需求响应信息发布管理系统，用于通过平台提前发布需求响应事件的相关内容，并通知参与用户；

需求响应报表管理系统，用于依托营销业务应用系统，实现对需求响应事件执行日报、月报统计；

需求响应综合展示系统，用于通过多媒体技术，全方位、多维度展现需求响应的工作开展情况；

需求响应知识库管理系统，用于实现对需求响应政策法规、标准规范/文件、培训教材及典型经验的知识收集、知识分类、知识维护、知识检索及知识浏览的全方位管理，以实现需求响应相关知识的搜索及查看。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，所述数据支撑平台包括底层数据源及多源异构数据融合模型、中层数据仓库的维度模型、上层数据分析系统；

所述中层数据仓库的维度模型用于实现数据管理，所述上层数据分析系统用于给出相应的实现路径。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，所述底层数据源的汇总步骤为：将数据来源分为系统本身、负荷侧用户信息和其他影响因素三类，并详细记录这三类数据源所包含的相关部门和代表数据；

所述多源异构数据融合模型的构建步骤为：从数据获取层、数据传输层进行多源异构数据融合模型的构建，并侧重于数据获取层的构建；

数据获取层的构建步骤包括：

数据接入：从接入数据、数据抽取方式及抽取频率方面对多源异构数据的接入进行规定，包括规定各数据源的接入数据、各接入数据的抽取方式和抽取频率；

数据清洗：将得到的所有数据中无效的、冗余的、缺损的数据进行清理；不良数据包括数据缺失、数据异常和数据不同步，数据缺失时用替代法或平滑法进行数据清洗，数据异常时，采用数据平滑、数据拟合等方法进行数据清洗，数据不同步的情况下，采用插值法、强制同步法进行数据清洗；

数据统一：统一数据的规格和模式，进行数据归一化处理。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，数据传输层的构建步骤包括：

以网络端为对象，并围绕数据质量监测系统和数据的交互检验系统两个环节构建数据传输层，所述网络端包括电网和信息网两大部分。

优选地，本发明的精细化需求侧管理综合信息平台系统，维度模型的建模步骤包括：

确定分析主题，分析主题包括：用户有序用电价值、有序用电整体效益、用户需求响应价值以及需求响应整体效益；

确定数据粒度，数据粒度表示事实表中细节的详细程度；

确定数据维度，从分析主题出发确定数据维度，不同分析主题涉及到不同的维度；用户有序用电价值分析主题的数据维度包括：日期维、时间维、地区维、用户维、设备维、个体用电信息维、日电量维、外部影响因素维；

有序用电整体效益分析主题的数据维度包括：日期维、地区维、用户维、整体用电信息维、日电量维、发电生产情况维、系统运行状态维、经济因素维、有序用电方案维、外部影响因素维；

用户需求响应价值分析主题的数据维度包括：日期维、时间维、地区维、用户维、设备维、个体用电信息维、日电量维、外部影响因素维；

需求响应整体效益分析主题的数据维度包括：日期维、地区维、用户维、整体用电信息维、日电量维、发电生产情况维、系统运行状态维、经济因素维、需求响应方案维、外部影响因素维；

确定事实表的评价指标的构建，根据所述分析主题确定评价指标；

用户有序用电价值综合评价的评价指标包括：产值电耗、单位电耗税收、电费收益率、购电量比率、节电设备比例、违约用电行为、本期实际缴费率、累计缴费率、有序用电配合度、用户满意度、购电量增长率、节电设备比例增长率、用电价值增长率、网损率、典型负荷形态相似度、保温负荷比例、网络电压分布正效应、用户意愿度水平；

有序用电整体效益综合评价的评价指标包括：可避免峰荷容量费用、可避免煤耗、电力公司电费损失、可避免电网投资费用、电网负荷率提高、可避免电力运行和检修费用、用户增加的管理费用、用户参与有序用电所获补偿、受影响用户的用电价值、减少的二氧化碳排放量、减少的二氧化硫排放量；

用户需求响应价值综合评价的评价指标包括：负荷特征、负荷重要性、单位产值电耗、购电量比率、可响应设备比例、违约次数、缴费率、累计缴费率、响应配合度、响应量、响应速度、响应灵活度、响应次数、响应意愿度、典型负荷相似性、同时率、设备能效指标、设备能效提升潜力、新能源指标、电能替代潜力；

需求响应整体效益综合评价的评价指标包括：可避免峰荷容量成本、可避免发电燃料成本、可避免机组启停成本、可避免电源建设成本、可避免电网投资成本、可避免系统运维成本、可增加系统负荷率、电力公司电费损失、系统改造成本、需求响应激励成本、可获得补贴或收益、受影响用户的用电价值、设备投资成本、二氧化碳减排量、二氧化硫减排量、氮氧化物减排量、其它污染物减排量、提高系统能源效率、可再生能源增长率；

采用星型模型表示维度模型，将事实表和维度表联结起来，并设置用于联结的主键和外键，最终完成数据仓库的维度建模，包括用户有序用电价值星型模型图、有序用电整体效益星型模型、用户需求响应价值星型模型、需求响应整体效益星型模型；

上层数据分析系统包括联机分析处理系统和数据挖掘系统；

所述联机分析处理系统的分析处理步骤包括：

多维查看，通过在查询语句中设置不同的约束条件，按照需要即时查询数据仓库中不同维度的事实；

指标特性分析，指标特性分析时只涉及到简单比较及四则运算，按照给出的公式，沿着地区维度的层次，逐层得到地市公司级、省公司级的指标特性，供不同级别的投资决策者参考使用；沿着时间维度的层次，逐层得到日平均负荷、月平均日负荷、年平均日负荷，供不同级别的投资决策者参考使用；

所述数据挖掘系统的分析面包括：

负荷曲线分析、典型日负荷曲线分析、聚类算法、基线负荷分析及潜力评估；

负荷曲线分析包括日负荷曲线、周负荷曲线、月负荷曲线及年持续负荷曲线；日负荷曲线根据一天24小时内电力负荷随时间变化的曲线描述，利用数据支撑平台中的负荷数据绘制所需的每一天负荷曲线；年负荷曲线根据每月最大负荷按时间顺序排序绘制成，反映各月最大负荷在年内的变化情况；年持续负荷曲线根据一年中电力系统负荷数值大小及其持续的小时数，按照其顺序排列绘制而成，反映在一年内各种电力负荷水平所持续的时间；

典型日负荷曲线分析通过选取日负荷率与月平均日负荷率最接近、且负荷曲线无异常畸变的日负荷曲线作为该月的典型日负荷曲线；

基线负荷分析，首先通过特征聚类算法可以获得用户的k类典型负荷，之后通过匹配法还原基线，匹配日法，从事件日向前的n天历史负荷的聚类结果中，选取和响应日非响应时段负荷方差最小的典型负荷作为基线负荷；

潜力评估通过有序用电综合评价指标系统和需求响应评价指标系统进行计算。

一种精细化需求侧管理方法，包括以下步骤：

建立精细化有序用电管理框架，用于管理用户进行有序用电；

建立精细化需求响应管理框架，用于响应用户用电需求；

建立数据支撑平台，用于与所述精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架进行数据集成与共享，以实现所述精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架的信息获取、监控、记录。

有益效果：本发明提供了一种精细化需求侧管理综合信息平台系统及管理方法，实现多方数据集成与共享，全方位掌握、监测有序用电和需求响应实施过程总涉及到的全部数据信息，为有序用电和需求响应的方案制定、信息管理、评价结算等实施全过程提供数据和信息化方面的支撑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明精细化需求侧管理综合信息平台系统框架示意图；

图2为本发明精细化有序用电管理框架示意图；

图3为本发明精细化需求响应管理框架示意图；

图4为本发明综合信息平台框架示意图；

图5为本发明用户有序用电价值星型模型示意图；

图6为本发明有序用电整体效益星型模型示意图；

图7为本发明用户需求响应价值星型模型示意图；

图8为本发明需求响应整体效益星型模型示意图；

图9为本发明OLAP指标特性分析示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种精细化需求侧管理综合信息平台，实施流程包括如下详细步骤：

步骤1、建立适用不同电力市场发展阶段的精细化需求侧管理框架，包括精细化有序用电管理框架和精细化需求响应管理框架；

(1)分阶段需求侧管理

由于各个时期市场条件背景下的需求侧管理措施的适应性与成熟度不同，需求侧管理实施模式具有阶段发展属性。根据工作中行政手段和市场手段的不同，不同市场化程度下的需求侧管理实施模式可以划分为市场初级阶段模式、过渡阶段模式、市场完善阶段模式，如下所述：

1)市场初级阶段模式

在电力市场初级阶段，市场机制尚未健全、市场运营规则尚未完善、电价种类比较单一，在这种背景下，需求侧管理实施模式以行政手段为主，以市场手段为辅，依靠政府的强制性进行用电管理确保电力系统安全稳定运行，同时逐步开展市场手段的试点工作。

2)过渡阶段模式

随着电力市场的逐步发展，电价机制的深入改革，电价形式将开始呈现多样化的特点(如根据用电时段设定的分时电价、根据高峰时段市场需求而确定的尖峰电价、根据用电量确定的阶梯电价等)。在这种情况下，基于市场价格的需求侧管理措施将得到推广应用。但是，由于过渡阶段的电价机制尚未达到健全完善的程度，不可能单纯依靠电价措施进行负荷管理，必须保留一定的行政手段。因此，过渡阶段宜采取市场手段与行政手段并行的方式，同时积极开展市场手段的试点实施工作，并不断拓宽市场手段的实施范围。

3)市场完善阶段模式

当电力系统市场化运行程度较高的时候，电价机制完善，各项电价措施都得到广泛应用。用户可以通过多种市场化的电价机制和市场激励机制，根据自身用电方式主动参与市场竞争并获得相应的经济利益。

本阶段需求侧管理的实施模式以有序用电管理为主，部分地区初步实行了峰谷分时电价或可中断负荷措施等措施。在当前基础上，开发更多的措施和手段，从有序用电模式过渡到需求侧响应模式。

(2)精细化有序用电管理

以精细化管理的核心思想为指导，建立精细化有序用电管理框架如图2所示，基本流程可划分为如下环节：

①建立有序用电综合评价指标体系

有序用电综合评价指标体系可以为错避峰指标的分解和有序用电方案的编制提供决策支持，同时也为有序用电执行后评估提供重要依据；

②分解错避峰指标

分解错避峰指标，将调度部门根据电网负荷、发电出力和网供负荷等情况确定的供需缺口根据分解原则和方法按一定比例逐级分解到下级各区；

③编制有序用电方案

编制有序用电方案，按先错峰，后避峰，再限电，最后拉闸的基本原则实现电力电量平衡，确保电网运行安全和供电秩序稳定，优化配置电能资源；

④执行有序用电方案

通知参与有序用电的用户，按照编制的有序用电方案进行实施，并对有序方案的执行进行监控。

⑤进行有序用电执行后评估

进行有序用电执行后评估，检验方案的实施效果，对用户的执行情况做出评价，为错避峰指标分解算法的动态完善和有序用电决策数学模型的改进提供依据。

(3)精细化需求响应管理

以精细化管理的核心思想为指导，建立精细化需求响应管理框架如图3所示，基本流程可划分为如下环节：

①需求响应信息收集

搜集并管理需求响应过程中所涉及到的所有信息，包括能源经济信息、用户基本信息和实时信息、电网运行情况信息、需求响应合约信息等。

具体内容详见后续综合信息模型章节中数据仓库部分。

②需求响应评价指标

应建立科学的指标体系作为参与用户以及调控方式支撑依据，同时也为需求响应执行后评估提供重要依据。

③需求响应事前分析

在需求响应方案发布和用户参与响应之前，需要进行多种事前分析，包括电力系统供需情况分析、负荷预测、响应资源分类、需求响应潜力分析、需求响应资源库等。

④需求响应方案制定

包括响应类型、响应触发条件、响应时间、响应量、实时电价、补偿价格等和需求响应方案合约签订的详细内容等。

⑤需求响应方案执行

包括需求响应方案执行过程、需求响应方案执行过程监测、用户系统/设备调控、用户功率数据监测等。

⑥需求响应执行后评价

在需求响应结束之后评价用户的需求响应执行情况，根据执行情况发放补偿。包括基线负荷的计算、用户实际响应量的计算、响应效果评价、奖惩金额计算与发放、需求响应事件记录等。

步骤2、建立精细化需求侧管理的数据支撑平台，即综合信息平台，并简述平台的功能需求。综合信息平台的需要实现多方数据集成与共享，全方位掌握、监测有序用电和需求响应实施过程中涉及到的全部数据信息，为有序用电和需求响应的方案制定、信息管理、评价结算等实施全过程提供数据和信息化方面的支撑。

(1)平台框架

综合信息平台框架如图4所示，综合信息平台包含数据源及多源异构数据融合、数据管理方法及内容，数据分析三大模块。

1)数据源及多源异构数据融合

对于有序用电和需求响应来说，数据源及多源异构数据融合技术没有区别，这一模块是相同的，主要数据源如图2和图3中介绍。数据采集技术涉及到多源异构数据融合，主要包括数据获取、数据传输及数据预处理等步骤。

2)数据管理方法及内容

数据管理方法，即将有序用电和需求响应涉及到的繁杂数据有效组织和存储的技术，数据管理方法的选择需要方便后续基础功能应用和数据分析的实现。有序用电和需求响应在数据管理方法的选择上也是相同的，采取数据仓库技术作为数据管理方法。

数据管理内容，即有序用电和需求响应实施过程中涉及到的需要进行存储和管理的数据，主要包括基础信息管理、指标管理、方案管理、信息发布管理、执行管理、知识库管理等，对于这些内容，有序用电和需求响应是有所不同的，需要分别介绍。

3)数据分析

数据分析包括综合展示、报表查询、数据挖掘三个模块，基于数据管理的内容通过合适的方法或算法实现这三种功能。综合展示通过曲线、图片等方式将平台使用者所关心的数据直观地展示出来；报表查询功能主要服务于管理者或者决策者，汇总并报告简单的统计数据供相关人员使用；数据挖掘实现平台中相对负责的数据分析功能，如聚类分析、负荷特性分析、基线分析、负荷预测、潜力评估等，可以做成一个开放的接口，方便后续根据需求扩充更高级的功能。

(2)平台的有序用电功能

1)信息数据需求

信息数据需求主要包括：负荷信息；用户档案信息，用户户名、户号、行业、报装容量等；用户实时负荷数据和电量数据；用户负荷控制请求数据；天气预报数据；用户的错避峰预警和执行通知短信。

2)基础信息管理

基础信息管理分为用户基础信息管理和供需平衡信息管理两部分。

①用户基础信息管理：根据供电单位、电压等级、合同容量等多种条件从营销业务应用系统中查询、筛选用户基本信息。按行业对用户进行细分，根据行业特点制定不同的有序用电能力信息内容，以用户为单位对其有序用电能力信息进行维护，为制定有序用电方案提供信息支撑。

②供需平衡信息管理：供需平衡信息管理分为供需历史信息管理和供需预测信息管理。供需历史信息管理是对各地市往年迎峰度夏、迎峰度冬期间出现的最大负荷、最大缺口及各自发生时间进行维护和查询。供需预测信息管理是对各地市当年迎峰度夏或迎峰度冬期间预计出现的最大负荷、最大缺口及各自发生的时间范围进行维护和查询。

3)有序用电方案管理

有序用电方案管理包括常规负荷缺口调控措施管理、局部负荷缺口调控措施管理、周休轮休计划管理、季节性错峰计划管理及有序用电方案附件管理。

①常规负荷缺口调控措施管理：各地市公司根据本地市负荷分配方案制定四级负荷缺口指标，并根据四级负荷缺口指标分配各缺口等级的参与用户。通过负荷缺口调控措施管理维护各地市本年负荷缺口调控措施和负荷缺口调控细化措施。

②局部负荷缺口调控措施管理：各地市公司根据本地市迎峰度夏或度冬期间可能出现的局部过负荷区域，制定局部负荷缺口调控措施及参与用户。通过局部负荷缺口调控措施管理维护各地市本年局部负荷缺口调控措施。

③周休轮休计划管理：各地市公司根据本地市迎峰度夏或度冬期间可能出现的长时期负荷缺口情况，对用户实行周休轮休措施，周休轮休管理以周为周期制定一周内各日参与有序用电的用户。通过周休轮休计划管理维护各地市本年周休轮休计划。

④季节性错峰计划管理：各地市公司针对迎峰度夏或度冬用电高峰期，制定季节性错峰计划，引导用户有序开展设备检修，错开用电高峰，降低高峰期用电负荷，保障电网运行安全。通过季节性错峰计划管理维护各地市公司季节性错峰计划。

⑤有序用电方案附件管理：省公司及各地市公司通过有序用电方案附件管理，对本年报政府部门审批通过的有序用电方案电子文档进行上传，便于查阅与管理。

4)有序用电执行管理

有序用电执行管理包括有序用电执行方案管理和有序用电执行监测控制管理。

①有序用电执行方案管理：各地市公司根据本地区负荷缺口情况，制定常规有序用电执行方案或局部有序用电执行方案。通过有序用电执行方案管理中的指标，依据有序用电执行方案制定的规则，自动生成地市公司常规有序用电执行方案、局部有序用电执行方案或周休计划执行方案，实现常规/局部有序用电执行方案、周休轮休计划执行方案、季节性错峰计划的启动和释放。

②有序用电执行监测管理：依托用电信息采集系统，实现对省、市、县三级网供负荷和用户用电负荷的实时监测，根据监测结果，按照错避峰限电指标，启动用户侧负荷控制程序跳开相应分路开关，为保障有序用电正常执行提供技术手段。

5)有序用电信息发布管理

通过有序用电信息发布管理，实现对有序用电启动或释放的人员短信通知，通知人员包括督察人员、参与用户、公司领导及政府相关人员等。

6)有序用电报表管理

依托营销业务应用系统，实现对省市有序用电执行日报、季节性错峰计划执行月报等报表统计。

报表管理可以根据有序用电执行日期、供电区域，查询有序用电执行信息的日期、统调日最大负荷、统调日电量、错峰户数、错峰转移负荷、错峰转移电量、避峰户数、避峰避让负荷、避峰影响电量、临时限电户数、临时限电限制负荷、临时限电影响电量、轮停限电户数、轮停限电限制负荷、轮停限电影响电量、停产限电户数、停产限电限制负荷、停产限电影响电量、可控总户数、可控限电负荷、可控影响总电量、最大拉电负荷、拉电条次、拉电影响电量。

7)有序用电综合展示

通过多媒体技术，全方位、多维度展现全省及各地市有序用电工作开展情况，包括网供及用户用电负荷曲线展现、负荷缺口情况展现、有序用电参与和执行户数构成情况展现、有序用电执行行业构成情况展现、有序用电执行效果展现等。展现方法有曲线展示、统计图表展示等。

8)知识库管理

知识库管理实现对有序用电政策法规、标准规范/文件、培训教材及典型经验的知识收集、知识分类、知识维护、知识检索及知识浏览的全方位管理，以实现有序用电相关知识的快速搜索及查看。

(3)平台的需求响应功能

1)信息数据需求

信息数据需求主要包括：负荷信息，来源于供电系统数据，包括区域性的负荷数据；用户档案信息，用户户名、户号、行业、报装容量等，来源于营销系统；用电用户设备台账数据，来源于配网生产系统；用户实时负荷数据和电量数据和用户负荷控制请求数据，来源于计量自动化系统；天气预报数据，来源于气象系统；用户的错避峰预警和执行通知短信。

2)基础信息管理

基础信息管理分为用户基础信息管理和供需平衡信息管理两部分，具体内容和有序用电平台功能相同。

3)需求响应方案管理

需求响应方案管理包括需求响应触发条件、基于价格的需求响应方案管理和基于激励的需求响应方案管理等。

4)需求响应执行管理

需求响应执行管理包括需求响应执行方案管理和需求响应执行监控管理。

①需求响应执行方案管理：对区域内的需求响应用户的响应潜力给出理论测算值，形成准确的响应资源库；为各级需求响应事件管理者(政府部门、电网公司或电能服务商)提供配置和维护需求响应决策策略的功能。

②需求响应执行监控管理：通过需求响应平台用户终端或负荷集成商提供的用户终端监测需求响应事件过程，实现对网供负荷和用户用电负荷的实时监测，根据监测结果，并及时对削减负荷做出调整。

5)需求响应信息发布管理

通过平台提前发布需求响应事件的相关内容，并通知参与用户。

6)需求响应报表管理

依托营销业务应用系统，实现对需求响应事件执行日报、月报等报表统计。

7)需求响应综合展示

通过多媒体技术，全方位、多维度展现需求响应的工作开展情况，如：通过同比、环比等统计方法，展现需求响应实施带来的负荷曲线差异；通过基线和实时负荷曲线对比展示，展现可视化需求响应实施结果；利用模糊分类算法，将用户按照负荷曲线特征分类，展示分类结果。

8)知识库管理

知识库管理实现对需求响应政策法规、标准规范/文件、培训教材及典型经验的知识收集、知识分类、知识维护、知识检索及知识浏览的全方位管理，以实现需求响应相关知识的快速搜索及查看。

步骤3、汇总综合信息平台的底层数据源，并构建多源异构数据融合模型。

(1)数据源

需求侧管理的数据来源广泛，主要来源有三类，即系统本身、负荷侧用户信息和其他影响因素，系统本身数据一般包含在系统内部，可以直接从电力企业获得，负荷侧数据则主要存在用户侧和销售侧，因此需要与用户进行互动。其他领域数据主要包括一些可能影响负荷变化的相关数据，包括实时的天气预报数据、政府监管机构的政策变化等，这些信息则需要跨行业的数据共享才能获得。

表1数据来源分类表

(2)数据获取层设计

1)数据接入

从接入数据、数据抽取方式及抽取频率方面对多源异构数据的接入进行规定，如表2所示

表2多源异构数据接入方式

2)数据清洗

数据清洗是将得到的所有数据中无效的、冗余的、缺损的数据进行清理。接入的初始数据主要包含几类不良数据。

表3不良数据分类

针对上表中的不良数据，数据清洗方法如下：

①数据缺失

数据缺失时用替代法或平滑法进行数据清洗。

替代法：负荷数据缺点时，可以用当日前一点或后一点数据替代，也可以用相似日(工作日选取上一周工作日，周末选取上一周周末)同一时刻负荷数据替代；电量数据异常时，可以用前一日数据或上周相似日电量数据替代。

平滑法：负荷数据缺点时，可以基于当日负荷曲线，采用数据平滑算法(如五点平滑、七点平滑等)实现负荷曲线的补全；电量数据缺点时，可以基于当月电量曲线，采用数据平滑算法实现电量数据的补全。

②数据异常

数据异常时，采用数据平滑、数据拟合等方法进行数据清洗。

平滑法：负荷数据点异常时，可以基于当日负荷曲线，采用数据平滑算法(如五点平滑、七点平滑等)实现负荷曲线的平滑：电量数据异常时，可以基于当月电量的线，采用数据平滑算法实现电量数据的平滑。

拟合法：负荷数据(多个时刻)、电量数据(多天)异常时，也可以采用线性回归、多项式拟合等数算法，实现数据的多点拟合修正。

③数据不同步

数据不同步的情况下，采用插值法、强制同步法进行数据清洗。

插值法：由于极少部分终端采集频率为48点/日，因此需要将48点负荷数据扩展为96点负荷数据，可以采用插值法(如8:45的数据可取8：30和9：00的平均值)进行数据扩展。

强制同步法：温度数据为10min/点，而负荷数据15min/点，强制将00：10的温度数据与00：15的负荷数据匹配，00：30的温度数据与00：30的负荷数据匹配，00:40的温度数据与00：45的负荷数据集匹配，以此类推。

3)数据统一

统一数据的规格和模式，进行数据归一化处理，有利于后续的数据仓库的建立。

(3)数据传输层设计

数据传输层的设计主要是解决数据利用过程中存在的安全性和差异性问题。因此不同于电力数据获取层，其设计对象主要集中在网络端，包括电网和信息网两大部分。

在进行数据传输层设计时，围绕两个环节：

1)数据质量监测系统，即对数据仓库中的数据质量是否具有问题进行检查，如果有问题则进一步评估其影响程度。具体包括检查接口数据、数据仓库和指定指标三方面。针对接口数据主要检查其及时性和完整性，对接口文件的格式、大小、传送量、记录长度、属性、时间等进行检查，确保数据在入库前没有显著的数据质量上的潜在问题。同时定期对数据仓库中己经录入的数据进行检查，不断完善数据检查脚本，防止数据在存储和调用过程中发生错误。此外还应进行相应的指定指标检查，根据业务的实际状况对数据的特定指标进行检查，确保业务正常进行。

2)数据的交互检验系统，即利用收集数据中存在的冗余度，对数据进行校验。数据的相关性有时不仅体现在电力系统内部，结合部分非电数据和历史数据同样可以实现多种监测数据的关联分析，包括输电线路周围的气象信息、地理信息和环境信息等都可以用来对传感器采集的电气参量进行关联校验。

步骤4、构建综合信息平台的中层数据仓库的维度模型，实现数据管理。

数据仓库技术可将数据有组织得管理起来，采用维度建模对数据仓库进行建模，具体流程如下：

(1)确定分析主题

分析主题即评价层面，本发明选定四个评价主题，分别是：用户有序用电价值、有序用电整体效益、用户需求响应价值以及需求响应整体效益。

(2)确定数据粒度

数据粒度表示事实表中细节的详细程度，如果事实表的粒度最低，用户通过数据仓库可以下钻到最低层一次的细节数据，而不需要访问操作型系统，事实表的基本层次必须是所有相应维度自然的最低层次，因此本发明选用最低数据粒度。

(3)确定数据维度

数据维度的确定需要从分析主题出发，不同分析主题涉及到不同的维度。

用户有序用电价值分析主题的数据维度有：日期维、时间维、地区维、用户维、设备维、个体用电信息维、日电量维、外部影响因素维等；

有序用电整体效益分析主题的数据维度有：日期维、地区维、用户维、整体用电信息维、日电量维、发电生产情况维、系统运行状态维、经济因素维、有序用电方案维、外部影响因素维等；

用户需求响应价值分析主题的数据维度有：日期维、时间维、地区维、用户维、设备维、个体用电信息维、日电量维、外部影响因素维等；

需求响应整体效益分析主题的数据维度有：日期维、地区维、用户维、整体用电信息维、日电量维、发电生产情况维、系统运行状态维、经济因素维、需求响应方案维、外部影响因素维等。

上述数据维度的详细介绍如下：

1)日期维

日期编号：时间维具体到天，对不同天进行编号，在时间表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同天；

日期维度的维度属性有：年度、季度、日期、是否是工作日等。

2)时间维

时间编号：时间维具体到时刻，对不同时刻进行编号，在时间表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同信息采集点；

日期编号：明确时刻点所属的日期，设为外键；

时刻点：时间维度的维度属性只有一个，即时刻点。

3)地区维

地区编号：地区维具体到用户详细的地址，对不同地区进行编号，在地区表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同地区；

地区维度的维度属性有：省、市、区、县、镇、村、街道和门牌号。

4)行业维

行业编号：对系统中现有的各类行业进行编号，在行业表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同行业；

行业维的维度属性有：行业名称、用电级别、产业类别、用电部门；其中，用电级别分为一级负荷、二级负荷、三级负荷；产业类别分为工业负荷、商业负荷、居民负荷、农业负荷；用电部门分为政府、医院、学校、企业、商店、一般居民等。

5)用户维

用户编号：对系统中所有的用户进行编号，在用户表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同用户；

地区编号：明确用户所属的地区，设为外键；

行业编号：明确用户所属的行业，设为外键；

用户维度的维度属性有：用户名称、行业类型、电压等级、用户属性及用户电表序号等：系统中全部用户的名称及详细的地理位置，一部分可从电力营销系统中抽取，对于缺失的部分，需要通过调研统计获取；

6)设备维

设备编号：对系统中各用户典型的、可控的、用电设备进行编号，在用电设备表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同用电设备；可通过用户申报、前期调研获取；

用户编号：明确设备所属的用户，设为外键；

设备维度的维度属性有：设备名称、设备类型、设备容量、可控参数；

其中，设备类型包括空调、电动汽车、热水器、洗衣机、储能设备以及其他可中断、可削减、可转移设备等。

7)整体用电信息维

整体用电信息编号：对整体用电信息数据进行编号，在整体用电信息数据表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同整体用电数据；某一时刻或时段的整体负荷数据为一条记录。

地区编号：明确整体用电信息数据所属的地区，设为外键；

时间编号：整体用电信息数据发生的时间，设为外键；

整体用电信息维度的维度属性有：实时负荷，负荷在某一时刻实时的有功电量，从调度系统中抽取；整体电能质量，电压、频率等反映负荷处电能质量的参数，可从调度中抽取。

8)个体用电信息维

个体用电信息编号：对个体用电信息数据进行编号，在个体用电信息数据表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同用户用电数据；一个用户某一时刻或时段的负荷数据为一条记录。

用户编号：明确负荷数据的主体，设为外键；

时间编号：个体用电信息数据发生的时间，设为外键；

个体用电信息维度的维度属性有：实时负荷，负荷在某一时刻实时的有功电量，从用电信息采集系统中抽取；个体电能质量，电压、频率等反映负荷处电能质量的参数，可从用电信息采集系统中抽取；

9)日电量维

日电量编号：对日电量数据进行编号，在日电量表中编号唯一、可做该表主键；某一地区一天的日电量数据为一条记录。

地区编号：明确日电量数据所属的地区，设为外键；

时间编号：明确日电量数据发生的时间，设为外键；

用户终端编号：明确日电量数据所属的用户终端，设为外键；

日电量维度的维度属性有：日总电量、日高峰用电量、日低谷用电量、日平均用电量。

10)发电生产情况维

发电生产编号：对发电生产数据进行编号，在日电量表中编号唯一、可做该表主键；某一地区某一天某一机组的发电生产数据为一条记录。

机组编号：明确发电生产数据所属的机组；

发电生产维度的维度属性有：日高峰发电量、日低谷发电量、日平均发电量、可调峰容量。

11)系统运行状态维

系统运行状态编号：对系统运行状态进行编号，在系统运行状态表中编号唯一、可做该表主键；某一地区某一天某一时刻的系统运行状态为一条记录。

地区编号：明确系统运行状态所属的地区，设为外键；

日期编号：明确系统运行状态的发生的日期，设为外键；

时间编号：明确系统运行状态的发生的时间，设为外键；

系统运行状态维度的维度属性有：统调电厂发电量、新能源发电量、总用电量、供需缺口。

12)有序用电方案维

方案编号：对有序用电方案进行编号，在有序用电方案表中编号唯一、可做该表主键；一个有序用电方案为一条记录。

执行日期编号：明确有序用电方案的执行日期，设为外键；

地区编号：明确有序用电方案的执行地区，设为外键；

参与用户编号：明确参与该有序用电方案的用户，设为外键，可由所有参与用户的用户主键的组合键表示；

有序用电方案维度的维度属性有：方案说明、方案状态。

13)需求响应方案维

方案编号：对需求响应方案进行编号，在需求响应方案表中编号唯一、可做该表主键；一个需求响应方案为一条记录。

执行日期编号：明确需求响应方案的执行日期，设为外键；

地区编号：明确需求响应方案的执行地区，设为外键；

参与用户编号：明确参与该需求响应方案的用户，设为外键，可由所有参与用户的用户主键的组合键表示；

需求响应方案维度的维度属性有：方案说明、方案状态。

14)经济因素维

经济因素编号：对系统中涉及到的经济因素进行编号，在经济因素表中编号唯一、可做该表主键；某一地区某一天某一时刻的经济因素为一条记录。

地区编号：明确系统经济因素所属的地区，设为外键；

日期编号：明确系统经济因素所属的日期，设为外键；

时间编号：明确系统经济因素所属的时间，设为外键；

经济因素维度的维度属性有：上网电价、售电电价、煤价、天然气价。

15)外部影响因素维

外部影响因素编号：对系统外各种影响因素进行编号，在外部影响因素表中编号唯一、可做该表主键，用于区分不同外部影响因素；

地区编号：明确外部影响因素所属的地区，设为外键；

日期编号：明确外部影响因素所属的日期，设为外键；

时间编号：明确外部影响因素所属的时间，设为外键；

外部影响因素维度的维度属性有：政策因素、气象因素、交通因素；因素量化，外部影响因素会对用户的需求响应行为产生影响，通过专家打分法、调研分析等获得。

(4)确定事实表的事实

“事实”即评价指标，确定事实即评价指标的构建，根据本发明的四个分析主题确定本发明的评价指标如表4、表5、表6和表7所示。

表4用户有序用电价值综合评价指标体系

表5有序用电整体效益综合评价指标体系

表6用户需求响应价值综合评价指标体系

表7需求响应整体效益综合评价指标体系

(5)维度模型

采用星型模型表示维度模型，星型模型是一种关系模型，具有容易理解、优化浏览、适于查询等优点。将上述事实表和维度表联结起来，并设置用于联结的主键和外键，最终完成数据仓库的维度建模，得到星型模型如图5、6、7、8所示。

步骤5、分析综合信息平台的上层数据分析的功能，并给出相应地实现路径。

通过数据仓库将数据有效的管理起来，下一步就是上层的数据应用，选用合理的技术和方法对进行数据分析和数据挖掘，主要涉及两种技术，OLAP和数据挖掘，OLAP的主要功能有多维查询分析、沿着维度层次上钻/下钻、简单计算、统计分析、沿维度重新构造指标、交互式分析等。数据挖掘的主要功能用知识发现和预测，自动发现新的知识和未知的知识。OLAP和数据挖掘是互补的，OLAP分析已存在的数据得出汇总的统计的结论或者细节性的结论，而数据挖掘则是挖掘出OLAP所涉及不到的隐藏在数据中的暂时未知的知识。

本发明目OLAP的应用主要表现在以下方面：

(1)多维查看

通过在查询语句中设置不同的约束条件，可按照需要即时查询数据仓库中不同维度的事实，例如重点关注某一区域的指标值时，可设置地区维度的约束条件，找出该地区所有项目的指标值进行统计分析；重点关注某一时间某一区域的指标值时，可同时设置时间维度和地区维度的约束条件，找出该地区所有项目的指标值进行统计分析。

(2)指标特性分析

指标特性分析时只涉及到简单比较及四则运算等，例如，上节构建的数据仓库中的在事实中，按照给出的公式，沿着地区维度的层次，可逐层得到地市公司级、省公司级的指标特性，供不同级别的投资决策者参考使用。沿着时间维度的层次，可逐层得到日平均负荷、月平均日负荷、年平均日负荷等，供不同级别的投资决策者参考使用。过程如图9所示。

(3)复杂分析功能

对于较复杂的数据分析功能，通过OLAP进行分析则查询汇总的程序将会相当负荷而且效率较低，因此一些需要复杂算法的分析功能的实现需要借助数据挖掘技术。

本项目的数据挖掘应用主要表现在以下方面：负荷曲线分析、典型日负荷曲线分析、聚类算法、基线负荷分析及潜力评估等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。