用户侧能源管理系统大数据平台的研究

随着电力体制改革的推进及能源互联网的发展,传统能源系统的用户侧逐步积累海量的用能数据及各类信息,采用先进的大数据技术发掘数据的真实价值成为用户迫切的需求。详细阐述用户侧能源大数据的分类,根据能源管理系统的作用,从基础功能、辅助功能两方面分析了系统的功能需求,总结出适用于用户侧的能源管理系统大数据平台的总体架构,分析了数据集成、存储、分析等方面的关键技术,提出了几种大数据在用户侧能源管理中的典型应用。     

住宅集成能源系统的概念与发展

住宅集成能源系统通过对住宅中各种形式的能源进行系统管理,满足节能和环保的基本要求,最大限度降低用户的能源费用支出。其基本功能包括:能源收集、能源转换、能源分配、热能回收、能源贮存以及能源利用等,从而实现能源利用效率提高。住宅集成系统发展对家用电器技术发展产生重要的影响。     

能源互联网背景下园区用户画像及成熟度评价模型研究

随着能源互联网建设的不断深入,中国能源相关行业从上到下均积极创新,促进能源的高效、合理利用发展,园区用户作为能源消费的重点以及能源互联网技术集中应用地,是能源革命的重要前沿阵地。如何高效深入挖掘海量数据蕴含的价值信息,刻画园区用户的用能特征为用户、电网及更多市场主体提供价值服务是能源互联网建设的重要内容与研究方向。基于用户画像技术,基于用户负荷水平、用户日常用电行为、用户多元互动能力等因素,构建多个维度用户特征的园区用户三级标签体系,并以此构建了园区用户成熟度评价模型,分别从负荷水平、用电行为、互动能力三个维度对用户的用电特性进行评价。实例分析表明该模型有助于区域电网运营商快速直观掌握电力用户的负荷行为模式以及电量需求规律,进而高效开展精准的供电及增值服务。     

基于数据驱动的用户用能行为分析方法

随着综合能源系统的快速发展,为了满足综合能源系统联合规划的需要,亟需对综合能源系统中用户用能行为进行分析建模。基于数据驱动思想,引入了深度学习方法,提出了一种用于用户用能行为分析的方法。首先,对影响用户用能行为的数据类型、结构进行分析;然后,引入Seq2Seq技术,以GRU为神经元构建深度学习模型;最后,通过算例对所提方法的有效性进行验证。算例研究表明:所提的方法能够以海量历史数据为基础,准确预测出用户的用能行为情况。     

智能居民住宅负荷控制策略下的经济调度

伴随着智能用电技术的提出与推广,居民住宅中传统煤、油、气、汽设备逐渐被电力设备取代,居民住宅用户参与需求侧响应计划的主观意愿与客观要求均越来越强。通过对居民住宅用户用电行为的模拟与分析,研究基于智能家电的居民住宅需求响应原理,提出智能居民住宅用户负荷控制策略(SHM),为居民住宅用户广泛参与需求响应计划提供可行方案,以提高居民家庭用电经济性,提高能源利用效率,促进配电网稳定,实现供用电双方互利共赢。     

企业用电管理技术架构与核心功能

<正>企业用电管理的主要技术特征是系统依托云平台应用技术,通过对建筑用电数据（以及其他能源数据）的采集及智能数据分析,为企业用户提供系统化、专业化、标准化的能源信息服务。以安全用电、经济用电、合理用电、电能质量为核心,通过对用能建筑各个系统、设备详细的运行数据、能耗数据的监测,建立高水平的建筑能耗数据平台,并在此基础上帮助用户建立基于数据的建筑能源管理体系,实现能源数据与用户的有效互动。     

数据驱动的中大型能源用户多类型用能特性画像及评价方法

针对传统电力用户画像无法全面反映综合能源用户的多类型用能特性,提出了一种数据驱动的中大型能源用户多类型用能特性画像方法。首先,从用电负荷水平、用电稳定性、用电互动能力、用热特性及用冷特性5个方面构建中大型能源用户用能特性综合评价体系。其次,采用客观权重赋权法(criteria importance though intercriteria correlation,CRITIC)对各项指标进行加权计算,分别从短期和中长期两种时间尺度对用户进行评价,实现用户综合用能画像。最后,通过算例分析表明所提方法能全面反映不同类型能源使用特点,为用户用能趋势预测、用能行为优化等业务开展提供了有利条件。     

营销大数据在综合能源智慧服务中的应用

<正>综合能源服务是能源服务的新业态,它整合不同能源服务业务,超越传统能源服务范畴,能满足用户多种服务要求。在当前能源互联网技术快速发展的潮流趋势下,综合能源服务信息化程度相对滞后,更加需要借助新兴的"大云物移"互联网技术,深入挖掘用户侧用能数据资源,掌握企业的用能数据,研究用户核心需求,通过"大云物移"技术实现综合能源的数据服务管理,不断提高能源利用效率,满足用户日益增长的综合能源服务需求。     

基于用户特征聚类的综合能源套餐推荐方法

针对庞大的综合能源用户群体在购买能源服务套餐时难以选择的问题,提出一种基于用户特征聚类的综合能源套餐推荐方法,以提高用户粘性。首先,将收集的综合能源用户信息进行知识图谱构建,对缺失的用户信息进行补充完善,同时分析用户之间的关系。然后,采用谱聚类的方法对构建好的用户知识图谱进行图谱分割聚类,进行用户之间的相似度计算,提取代表综合能源用户用能行为多样性的兴趣特征。最后,通过随机森林模型计算综合能源用户对各能源服务套餐的预测评分,将预测评分进行排序后,取评分最高的部分套餐通过线上平台为用户呈现套餐服务内容,实现对用户的精准推荐。将所提套餐推荐模型与传统推荐模型进行比较分析,结果表明基于用户特征聚类的综合能源套餐推荐方法能够为综合能源服务公司实现有效的用户精准化能源服务推荐,有利于提升能源服务公司的市场竞争力,同时为电力企业向综合能源服务提供商转型提供技术支撑。     

居民侧智能用电泛在感知技术与多元精准服务研究

文章以泛在电力物联网技术为基础,探索面向低压居民客户的智慧能源服务新模式,以提升客户体验和用能服务水平为目标,实现居民客户与电网的友好互动。综合运用物联网、大数据、云计算、移动互联网和人工智能等新一代信息通信技术,构建集泛在感知终端、智慧服务云平台和多样化用能服务于一体的智能用电生态体系,利用家庭能源路由器技术提升居民侧边缘智能水平,对居民用能大数据进行深度挖掘,开展基于用户画像的智慧家居、用能优化、新能源接入、能源交易、电力积分、需求响应互动等精准服务,形成电网公司、政府、家电厂商、互联网公司多方共建共赢的生态模式。     

基于区块链的农业时移负荷交易平台框架及交易策略研究*

随着数字经济与设施农业的发展,设置最优的交易策略让农业时移负荷就地消纳分布式发电功率最大化。根据区块链具有安全、去中心化、难篡改的特点,提出了基于区块链技术的交易平台,用于农网中分布式能源用户与新型农业负荷的交易。交易平台根据博弈模型制定内部电价,用户根据电价对分布式能源就地消纳最大化为策略目标做出响应。利用实物ID技术对时移负荷进行标识编码,并监督负荷的设备参数、用能和运行数据等信息。针对园区微电网中分布式能源用户的出力,对时移负荷提出了下一时段交易策略。融入交易平台的模式下,微电网内时移负荷控制更精确,能源就地消纳率和用户综合效益得到提升。     

考虑综合需求响应的社区综合能源系统主从博弈策略

传统电力需求响应技术通过削减或转移电力负荷对负荷曲线进行优化,但会影响用户用能体验,因而用户参与需求响应的积极性及负荷可控性有限.对于社区综合能源运营商,研究用户综合需求响应,可挖掘其调度潜力.基于消费者心理学研究居民用户替代用能行为,建立用户优化用能模型和社区综合能源运营商优化模型,将运营商作为领导者,用户作为跟随者建立Stackelberg主从博弈模型.用KKT条件代替用户侧优化模型,将博弈模型转化为单层优化模型求解.通过算例仿真验证了充分挖掘利用负荷侧多能互补特性及综合需求响行为,可有效提升可再生能源利用率和综合能源运营商的效益.     

城市居民区的综合能源利用综述

随着经济发展和城市化水平的提高,家庭能耗在国民总能耗中的占比不断增加,成为能源消费新的增长点,引起越来越多的关注。针对城市家庭能源需求及供应,结合国内外学者的相关研究,从技术角度对居民区综合能源系统的构成与框架进行分析,提出了面向城市居民区的用户-社区两级能源体系。介绍了支撑系统运行的信息交互技术,并结合综合能源交易模式对系统的优化运行和调度算法进行归纳和总结。最后,从居民区综合能源系统向能源互联网发展,以及用户用能预测、能源供应及能量流动、需求侧响应、系统搭建与推广和能源交易等方面进行了展望。     

基于多物联技术融合的终端探索

正在用户侧能效数字化的大趋势下,用能数据的采集是开展综合能源服务的基础。但是目前低压侧用户内部能效采集设备及其可靠运行存在着难题,比如能效采集终端与云边路由器采用电力窄带载波模式进行数据交互,传输效率慢,覆盖距离短,易发生丢包,信道易受到干扰,通信成功率较低,故无法深入开展智能电能表全量数据采集工作,无法准确计量用户用电情况。此外,面对工商企业用户、小区居民住宅用户、政府及公共建筑用户等各类低压侧能源用户,涉及多种设备类型、接口和协议,业务类型也多种多样,接入场景十分复杂。     

综合能源服务效用模型及用户需求评估

目前,实现综合能源服务规模化发展面临巨大挑战,缺乏合理可行的市场化推广机制及运营技术是导致这一问题的关键因素。该文从综合能源服务市场推广和实际运营的角度探讨综合能源服务的内涵,并提出以增值功能、技术方案、服务模式、服务量级为层次的服务架构。首先,基于综合能源服务的服务能力与用户用能情况在时间维度和类属维度上的匹配关系,建立服务效用模型,量化服务满足用户多元用能需求的程度;其次,提出综合能源服务需求的概念及区间评估方法,分析用户在不同价格水平和消费目标下所可能选购的服务供能设备容量范围;最后,通过实证分析验证所提方法能有效反映用户对综合能源服务的感知效益及购买行为,能够对能源供应商推广综合能源服务提供一定的策略支撑。     

考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策

我国大力发展清洁能源,并鼓励用户用能电气化,提高电能占终端能源消费比重和清洁能源利用率.在此背景下,以用户综合用能多且用能较为集中的商业园区为对象,提出了考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策模型.首先构建了考虑用户侧电能替代作用的多维综合需求响应(integrated demand response,I...     

特约主编寄语

正近年来,源-网-荷之间的互动不断加深,传统能源系统正朝着以需求侧资源调控为中心的终端能源互动模式发展。需求响应(demand response,DR)技术及新型能源系统中综合需求响应技术发展为用户侧带来了新的机遇与挑战。电力及综合需求响应借助先进的信息采集、交互、处理等技术,通过价格信号或激励机制,引导用户主动改变用电、用能方式,     

计及多能源柔性负荷调度的微能源网多目标演化博弈

文章提出了一种基于柔性负荷调度优化的微能源网与用户多目标演化博弈模型。综合考虑微能源网与用户优化目标要求以及相关约束条件,以微能源网收益最大、能源利用效率最大和用户用能支付成本最小、用能满意度最大为博弈双方目标函数,并利用模糊双目标法针对参与者双方不同量纲的双目标函数进行归一化处理。在博弈过程中用户通过柔性负荷的调度来调整用能策略,微能源网侧再根据用户用能行为调整售能价格,最终达到演化稳定状态。通过建立不同场景进行算例分析,结果表明所提出的考虑柔性负荷参与的微能源网与用户演化博弈模型不仅增强了综合能源系统的灵活调节能力,缓解了用能高峰时期供应紧张问题,而且明显提高了能源系统利用效率和微能源网综合收益,在一定程度上降低了用户支付成本,提升了用户的用能满意度。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型

针对园区能源交易中能源商和用户的价量优化问题,提出园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型。上层模型能源商以实现自身利益最大化为目标,考虑多能流率平衡约束和外网交互约束、电转气、储电/热和燃气轮机等源储约束,通过竞争决定能源价格;下层模型考虑用户用能需求响应,以用能成本最小化为目标,考虑负荷需求约束,根据能源商的决策价格,决定用能需求,能源商进一步根据用户用能需求优化能源价格,反复迭代至收敛。算例结果显示所提方法能有效实现双方效益最大化。