一种园区综合能源源荷储精准画像系统

技术领域

本发明属于综合能源服务领域，具体涉及一种园区综合能源源荷储精准画像系统。

背景技术

随着可再生能源的不断衰竭，环境污染越发严重，我国也在不断的推进电力体制的改革。提高能源利用率和清洁能源占比成为世界各国能源计划中的重要环节，国内外也开展了大量的相关研究，其综合能源系统是未来能源变革的主要发展方向。

中国正处于工业化驱动的城市化进程中，能源系统发展正面临这城市发展模式选择复杂、能源服务需求增长潜力大、能源需求总量持续增多、优质能源供应不足、节能减排潜力大、资源约束、城市发展于低碳矛盾日益突出、城市现代化能源系统改革和创新能力能力不足、以及综合能源系统智能化管理薄弱等诸多挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种园区综合能源源荷储精准画像系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种园区综合能源源荷储精准画像系统，包括：

数据采集层，用于采集园区能效评估指标体系指标关联数据；

网络层，用于实现各层级之间的数据传输及数据采集；

大数据平台层，用于对采集的数据进行数据预处理，利用大数据分析技术进行园区能效评估，利用主观权重和客观权重相结合的递归综合评价方法，得到修正权重，根据修正权重生成能效等级；

标签库层，用于数据的储存；

服务策略库层，用于对能效等级低的园区制定相应的服务策略。

优选的，所述园区能效评估指标体系指标关联数据包括：电能信息、生产节能、电能污染、经济能效、环保利用率。

优选的，所述电能信息包括：电能质量包含电压偏差S

优选的，所述生产节能包含：万元产值耗电量S

其中万元产值耗电量S

优选的，所述电能污染包包括：电磁污染S

优选的，所述环保利用效率包括：一次能源消耗量S

其中，一次能源消耗量S

优选的，所述对采集的数据进行数据预处理包括：

对园区能效评估指标体系指标关联数据中噪声数据和缺失值数据进行处理，园区能效评估指标体系中包含极大型、极小型和区间型三种类型的评价指标，将极小型、区间型指标转换成极大型指标：

对于极大型指标：

对于区间型指标：

式中x代表原评价指标；x

对于无量纲话评价指标，采用中心化处理方法，即

式中

优选的，所述利用大数据分析技术进行园区能效评估，利用主观权重和客观权重相结合的递归综合评价方法，得到修正权重，根据修正权重生成能效等级包括：

采用专家意见集结求解各数据的指标主观权重；

采用直接模糊熵权法求解各数据的指标客观权重；

指标主观权重与客观权重相结合，得出指标的修正权重：

其中，W＝(w

其中，i＝1,2,...,n,n为评估用户数；j＝1,2,...,m，m为指标个数；计算平均解正距离

式中，

正向加权距离SP

式中λ

进行标准化处理：

计算评估对象评估分数AS和评估等级：

AS数值越大，代表评价对象越靠近最佳方案；

求得各数据的分数，记为s

优选的，所述采用专家意见集结求解各数据的指标主观权重包括：

假定有p位专家，提供的专家意见可记为E

考虑到不同专家在本专业领域的知识经验及权威性的差别，采用专家权重ν

集结融汇所有专家意见，则指标权重向量W＝(w

优选的，所述采用直接模糊熵权法求解各数据的指标客观权重包括：

指标的隶属度μ和指标的非隶属度ν的确定：

假设J

式中，f

建立的指标体系中部分指标无法取得实测值，对此进行直觉模糊数对应表处理，用来描述电力用户实际用电过程中对实现指标事件的满足程度；

建立IF决策矩阵F：

式中，n为评估用户数，m为指标个数；

求解指标S

式中，π

计算指标S

式中

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：

大数据平台层对采集的数据进行数据预处理，利用大数据分析技术进行园区能效评估，利用主观权重和客观权重相结合的递归综合评价方法，得到修正权重，根据修正权重生成能效等级，服务策略库层对能效等级低的园区制定相应的服务策略，促进电网削峰填谷的同时，提高能源利用率和新能源占比。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明一种园区综合能源源荷储精准画像系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，一种园区综合能源源荷储精准画像系统，包括：数据采集层，用于采集园区能效评估指标体系指标关联数据；网络层，用于实现各层级之间的数据传输及数据采集；大数据平台层，用于对采集的数据进行数据预处理，利用大数据分析技术进行园区能效评估，利用主观权重和客观权重相结合的递归综合评价方法，得到修正权重，根据修正权重生成能效等级；标签库层，用于数据的储存；服务策略库层，用于对能效等级低的园区制定相应的服务策略。

数据采集层通过ETL(extract，transorm，load)技术采集电、气、热、冷、水、风电、光伏多元化能源数据、园区生产数据、环保数据、电能信息和园区基本数据。

网络层，网络层实现园区综合能够元源荷储精准画像系统各层级之间的数据传输及数据采集环节，且网络层采用5G通信技术，实现数据的快速传输和数据的实时共享。

大数据平台层，利用大数据平台对采集的数据进行数据预处理，数据的预处理包含数据清理、数据集成、数据变换和数据规约，大大提高数据挖掘模式的质量，降低数据分析所需要的时间，进一步提高能源数据的质量。大数据平台具有数据处理、数据储存、数据分析的功能，内嵌多种人工智能算法。

标签库层利用大数据平台进行数据的储存，根据标签需求和标签计算规则，调用相应的能源数据，利用大数据平台数据分析模块进行标签数据的计算，智能生成标签，自动导入标签库中对应标签维度位置。标签库中标签体系分为用能质量、用能能效、节能潜力、客户价值、储能特征、发电特征和用能异常六大一级标签维度。

服务策略库层，服务策略库层直接对接标签库层，根据标签库层中企业标签特征，制定相应的服务策略，从而实现节能潜力优化、综合能源产品精准营销、用能异常排查、用能质量优化、企业能效优化、削峰填谷。

服务对象层，综合能源精准画像系统针对“源-网-荷-储”整条产业链全部对象，包含发电企业、电网企业、用电企业和储能企业。

在本实施例中，从电能信息、生产节能、电能污染、经济能效、环保利用率对园区能效进行全面衡量，并利用综合能源源荷储精准画像系统采集以下指标关联数据，并对以下指标进行全面的阐述。

电能信息包含电压偏差S

生产节能包含万元产值耗电量、万元产值经济增值比、万元产值污染物排放量、电力减排、分布式发电利用率和储能装置能量转换效率六个三级指标。其中万元产值耗电量S

式中，p

电能污染包含电磁污染(S

环保利用效率包含一次能源消耗量、一次能源利用率、一次能源节约率、

式中p

式中

式中η

式中

式中c

利用园区综合能源源荷储精准画像系统大数据平台层对数据进行预处理包括：

对园区能效评估体系中噪声数据和缺失值数据进行处理，园区能效评估指标体系中包含极大型、极小型和区间型三种类型的评价指标，将极小型、区间型指标转换成极大型指标。

对于极大型指标

对于区间型指标

式中x代表原评价指标；x

对于无量纲话评价指标，采用中心化处理方法，即

式中

利用综合能源源荷储精准画像系统大数据层中大数据分析技术进行园区能效评估，并生成园区能效等级包括：

调用大数据平台递归综合评价方法对园区能效进行评估，基于递归综合评价方法的园区能效评估实施步骤如下：

采用专家意见集结求解各数据的指标主观权重：

假定有p位专家，提供的专家意见可记为E

采用直接模糊熵权法求解各数据的指标客观权重，具体步骤如下：

μ和ν的确定

在IFS框架下，μ和ν分别代表指标的隶属度和非隶属度。假设J

式中，f

建立的指标体系中部分指标无法取得实测值，对此进行直觉模糊数对应表处理，用来描述电力用户实际用电过程中对实现指标事件的满足程度，如表1所示。

表1直觉模糊数对应表

建立IF决策矩阵F：

式中，n为评估用户数，m为指标个数。

求解指标S

式中π

指标S

式中

指标主观权重与客观权重相结合，得出修正权重：

综合考量专家意见及IF熵的客观赋权，还可以得到指标的修正权重：

其中，W＝(w

确定平均解

利用IFS理论的算数平均算子求解，有：

其中，i＝1,2,...,n,n为评估用户数；j＝1,2,...,m，m为指标个数。

计算平均解正距离

式中，

确定评估对象的PDA和NDA各自的加权和：

正向加权距离SP

式中λ

进行标准化处理：

计算评估对象评估分数AS和评估等级：

AS数值越大，代表评价对象越靠近最佳方案。

上述AS为小数值，为了更直观地反映评估结果，采用百分值来对园区用户进行评价。定义评估分数AS，结果百分数值M以及评估等级之间得关系如表2所示。

表2分数表

将表2对应的关系记为：

由式(22)可求得各数据的分数，记为s

根据园区能效等级及各数据分数制定针对性的服务策略；

针对园区能效评估结果，对能效等级低的园区客户制定相应的服务策略，形成园区能效评估分析报告-服务策略—效益提升水平一体化的园区能效优化策略。

利用综合能源源荷储精准画像系统将园区能效评估分析报告及相应的服务策略对企业实时共享。

将企业能效优化策略实时推送给企业用户，以精准的能效评估方案、实实在在的能效提升策略以及看的到的经济效益提升来服务企业用户，根据能效提升自愿原则来针对服务企业用户。

需要说明的是，以上园区综合能源源荷储精准画像系统及能效评估方法不仅适用于园区，且适用于商业区及楼宇。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。