方案概述

城市“電、水、氣、熱表”一體化采集是資源集約共建，構建節約型社會的必然要求， “智慧城市”催生智能用能新需求。北明軟件為解決各國網各網省公司電、水、氣、熱等用能數據采集、存儲、計算和分析等功能，基于大數據、云計算、物聯網和機器學習等技術，采用分布式彈性架構研發了新一代用能信息綜合采集系統，整個系統由通信前置、實時業務分析、后臺統計服務、智能分析和可視化展現五個子系統組成。其中，通信前置采用彈性架構設計，按5000用戶規模構建分布式彈性架構的采集子系統，快速采集來自不同通信信道的現場終端和智能表數據，及與營銷、調度等外部系統交互模型和業務信息。日均處理信息量超過10億條，將全省電、水、氣、熱的日凍結數據采集時間壓縮到40分鐘以內。實時業務分析子系統應用流處理和緩存技術，及時分析上傳的各類信息，實現對現場運行的智能表、終端、配電變壓器和線路等設備監測，及時發現異常和停電故障，將配網搶修時間從15分鐘縮短至5分鐘。后臺統計采用分布式存儲與并行計算技術，分析每天處理數據量高達1TB，日均生成統計類信息增量超過100M。智能分析模塊采用機器學習技術，在各維度統計數據的基礎上，建立標簽庫，開展用戶與設備畫像；構建用電行為分析模型；及設備健康分析和備品備件預測等模型，輔助運檢部開展故障消缺及輔助配網改造決策，實現用戶業擴報裝時限縮短4天，將低電壓臺區占比從2.5%降至0.5%?；陔娋WGIS與圖表全景展現。所有分析結果和運行數據通過電網GIS、單線圖和圖表，實現在WEB全景、可視化展現。

新一代用能信息綜合采集系統系統架構如下：

業務價值
新一代用能信息綜合采集系統從五個方面積極開展智能表非計量功能深化應用的工作：一是應用Spark Streaming技術基于配網模型深入開展停電實時監測與智能分析，研判停電性質，針對故障停電實時推送生產實時管控和供電服務指揮平臺，開展配網搶修。二是運用分布式并行計算技術開展配網運行分鐘級別的監控。充分得用大數據平臺強大的計算功能，針對線路斷線、三相不平衡、過壓與欠壓、重過載等異常開展60分鐘級別的準實時分析，分析結果推送供電服務指揮平臺，滿足對配網運行的監測。三是基于SVM和BP構建負荷極值與用能趨勢預測模型。為滿足對用電客戶用電潛力的挖掘，為客戶提供“煤改電”、“氣改電”的供電方案，及提升供電服務水平，運用機器學習技術開展臺區與大用戶的負荷極值預測、用電趨勢預測，研判設備重過載運行情況，為開展精準服務提供技術支撐。四是基于用戶畫像構建反竊電分析模型。充分利用計量在線監測和標簽庫的成果，面向專變、低壓非居、居民構建滿足不同對象的竊電分析研判模型，輔助用電檢查開展竊電分析與排查工作。五是運用PHM技術開展電能表狀態分析與健康評價。通過引入數據挖掘和機器學習技術，構建電能表故障率分析建模、非健康度分析建模、整體運行狀態變化趨勢預測建模，應用分類和回歸算法，實現對電能表健康度變化狀態進行分析。對每個批次電能表的非健康度權值變化趨勢預測。六是開展臺區線損精益化分析。從臺區、集中器二個維度按日、周、月開展線損分析，結合零電量、低電量、電能表停走、飛走、時鐘異常、三相不平衡等異常進行關聯分析，研判高損原因，輔助進行臺區線損精準治理。