智慧能源(电力)大数据平台建设方案

0101背景和建设目标0202建设情况分享0303功能拓展和技术展望“十四五”经济社会发展主要目标：•能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高十九届五中全会提出：能源发展绿色低碳发展+数字化发展+双循环发展政府职能转变依托数字化发展做好能源大数据的管理与服务工作，服务绿色低碳发展，促进国内国际双循环，辅助政府进行职能转变。2015.9国务院印发《促进大数据发展行动纲要》2016.9工信部印发《大数据产业发展规划（2016－2020年）》《规划》围绕“强化大数据产业创新发展能力”一个核心、“推动数据开放在国家新基建政策的出台下，各省纷纷开展能源大数据中心的开发和建设2017.12内蒙古自治区人民政府办公厅印发《内蒙古自治区大数据发2019年底，山东省发改委、省能源局成立山东省能源规划发展研究中2020.9河北省发展改革委印发《河北省能源大数据中心建设工作方案》，将运用“互联网+”思维加快建设“绿色、智能、创新、融合、开2020.6天津发布了《天津城市能源大数据发展白皮书2020》（以下2017.12中共中央政治局就国家大数据战略进行第二次集体学习实现数据算法应用4实现数据算法应用4112233通过大数据技术实现电力能源产业的数据全掌握通过大数据、云计算等技术实现数据算法应用协调资源、产量、传输能力、消费需求之间的平衡通过大数据技术赋能现代电力产业生态体系构建能源全数据基础打造产业生态体系打造产业生态体系通过能源大数据平台，实现多源数据采集、数据管控、数据共享交换、数据分析、数据挖掘、数据服务等核心价值，推进能源数据资源整合、利用、共享打破数据的业务壁垒与行政壁垒，建立统一的数据共享交换体系推进数据资源整合，构建强大的数据仓库引入数据战略顶层规划，形成辐射带动示范引领效应搭建数据治理框架体系，提供数据质量保障以政府、企业、第三方服务机构为服务对象，以政府工作平台、智慧决策平台、展示宣传平台为功能定位，以数据指标库为基础，分别设计各个平台的业务功能，可分辖区进行指标归集和功能归集。运行决策分析/规划决策分析/经济电力指标分析/生产实时数据库/运营数据库/指标统计数据库/政策多样化采集方式丰富的传输协议数据采集层海量数据数据采集能源大数据集成平台++数据传输数据加密数据存储数据存储数据校验数据解析数据路由数据收集多样化采集方式丰富的传输协议数据采集层海量数据数据采集能源大数据集成平台++数据传输数据加密数据存储数据存储数据校验数据解析数据路由数据收集数据展示层业务应用服务层大数据分析层生产数据新能源生产数据海量业务数据多种数据源及传输渠道多种数据源及传输渠道•人工填报•文件上传•系统对接高并发接收海量数据高并发接收海量数据•提供负载均衡•支持上万节点的数据传输多样化数据存储多样化数据存储•基于HDFS搭建的数据仓库&集市•利用关系型数据库存储数据模型定义•使用时序库存储监测数据•使用消息队列进行数据路由和缓冲前端：使用前端：使用SPA框架+组件化•前段使用成熟的SPA框架开发•通过丰富的前端组件,满足各类展示需求，并提升用户体验。后端：微服务架构后端：微服务架构+容器部署•基于业界流行的SpringCloud微服务框架开发。•容器化部署，提升系统可维护性和可扩展性。数据模型化数据模型化•不同行业不同设备独立建模•监测数据数据建模•使用缓存数据库增强高并发性能灵活的规则引擎灵活的规则引擎+模型化•数据模型灵活可配置•灵活适配各行业数据模型校验规则灵活可配置•灵活适配电力行业多种数据模型•适用于不同场景的数据解析和校验•基于模型的数据解析和存储丰富的电力指标库及数据分析丰富的电力指标库及数据分析•电力总量类•电力结构类•电力效率类•电力市场类•…八板块-三层级–三平台•八板块：电力开发-生产-传输-消费、电力市场、新能源发展、智慧决策、数据服务，共八大板块。•三层级：信息分三个层级进行展示，大屏和首页：电力行业重要信息总览；板块总览：各板块内主要信息一览；各模块：详细信息全览。•三平台：PC平台、移动端平台、大屏系统；移动端平台提供各板块的全区信息总览。通过手机等移动终端随时随地查看各类数据指标、图表、数据大屏总览自治区总装机容量、煤电装机容量、风电装机容量、光伏装机容量的全国排名；发用电平衡情况；各理念装机容量排名；供电可靠性、电压合格率、线损率、十三五电力装机完成率、十三五新能源消纳权重完成率、安全运行天数、系统运行频率、持续供电天数；电力行业总产值、电力行业总产值增速、电电力布局电力布局展示内容包括全区累计装机容量、全区电厂数量、全区年度平均供电煤耗、全区年电/光伏利用小时数、全区电厂建设情况、各盟市电厂装电力运行电力运行展示内容包括电网频率、本年度统调最大负荷、本年度统调负荷、年度运行指标、年度电力生产、输电网运行监测、配电网运行监测、各行业电力消费量、新能源发电新能源发电展示内容包括风电装机容量、发电量、利用率、风力资源分布；光伏装机容量、发电光照资源分布；新能源装机容量、新能源发电占比、光伏扶贫发电量分析、十三五规划期电力电力经济电力经济展示内容包括本年累计用电量、用电同比增长、全区GDP、GDP同比增长、各各盟市终端电力消费量、各盟市万元GDP电耗指数、释放红利、电力占终端能源消费比例、济发展、电力行业与经济发展、各产业电力电力生产电力消费电力生产电力消费电力总览电力总览电力传输电力经济指标监测电力经济指标监测电力开发电力开发电力交易电力消费电力消费电力传输电力生产新能源发展智慧决策数据服务有效打通发、输、配、用以及电力交易各环节之间的壁垒，强化对整个电力产业链的全局性运行监测分析，进而统筹协调电力行业各环节发展建设，充分发挥资源与能源优势。电力生产电力生产电力市场电力市场共构建8个一级指标23个二级指标。涉及13个数据源，3种采集方式。打破数据业务壁垒（气象、电力、人口、经济、生态等）和行政壁垒（气象局、电力协会、发改、电网、交易中心等）电力生产指标电力生产指标•电力装机及发电量指标•火电厂监测指标资源指标•风资源指标•光资源指标电力消费指标电力消费指标•外省电量需求指标•电价指标•电网系统运行指标•电网供电安全指标•输送电量指标•电网资产指标电力传输指标•终端用电量指标项目管控指标项目管控指标•电力建设及投资指标•市场主体指标•跨省跨区交易•省内交易指标•政策发展指标电力市场指标光伏扶贫指标光伏扶贫指标•光伏扶贫项目指标•生态指标•主体功能区规划•人口指标•经济指标产业发展类指标建立数据字典表、数据模型表和质量规则表，使用数据模型规范数据；使用质量规则实时校验数据；异常数据通过数据字典中的来源信息追踪到数据源头。数据资产管理过程数据资产管理过程类型格式单位是否可空字段描述来源表名优先级业务用途采集方式数据字典表设计数据质量管理（详见后页）质量需求问题评级质量规则问题跟踪质量监管知识库数据质量监管规则引擎数据字典管理字段名类型格式单位是否可空字段描述来源表名优先级业务用途采集方式数据字典表设计数据质量管理（详见后页）质量需求问题评级质量规则问题跟踪质量监管知识库数据质量监管规则引擎数据字典管理字段名中文名英文名数值范围来源系统引入状态引入可行性采集周期数据源联系人数据源访问方式常规能源发电模型组生产指标模型运营指标模型燃料指标模型排放指标模型运维指标模型电网建设模型组线路规模模型变电设备模型电网安全监测模型组发电量模型电力外送模型区域内电力市场运行监测数据模型管理电站通用模型组电站基础信息模型新能源发电模型组新能源自然特性模型电量指标模型能耗指标模型运维指标模型太阳能资源模型风能资源模型发电主体模型用电主体模型省内交易模型… 数据资产管理界面数据字典管理数据模型管理 模型维护分组管理 模型维护 数据质量管理质量需求管理质量规则管理知识库质量问题跟踪知识库质量需求收集数据字典设计指标体系设计质量需求收集质量规则设计 数据字典数据模型设计质量规则设计 质量规则 数据采集 质量规则质量监管 数据模型模型化存储质量监管问题跟踪解决数据仓库 知识库数据仓库输出引用流程数据质量监管技术架构应用展示层系统功能层规则模型层数据存储层数据质量监管技术架构应用展示层系统功能层规则模型层数据存储层基于PDCA理论建立完整的数量质量检核流程，基于规则引擎技术对数据流转过程中各阶段的数据质量进行检测，形成数据质量报告与问题跟踪机制，创建质量知识库，确保数据质量。）：1.质量需求收集电力数据质量需求评估需求的合理性和完整性问题跟踪解决问题跟踪解决·问题跟踪管理发现新需求7.知识库数据问题案例库问题解决方案库2.规则库抽象出电力数据检核规则抽象出异常数据处理规则3.执行检核任务调度执行跟踪问题日志记录5.数据问题分析问题趋势分析影响范围分析质量监控质量分析信息提报配置管理优化建议日志分析问题跟踪知识库管理AngularAngular+Jquery+CSS配置管理配置管理规则管理问题跟踪知识库管理基线分析基线分析耗时分析依赖分析过程监控热度分析热度分析存储空间数据度量动态波动SpringCloudSpringCloud+DockerSparkSteaming/SparkSteaming/Flink规则库配置数据PostgresqlPostgresql知识库数据问题集市问题日志电力(新能源)数据仓库HiveHiveHBaseHBase支持多种数据源&多渠道的数据采集量身定制的电力行业展示方案支持海量数据的储存设计电力数据智能决策支持微服务架构（模块化/可扩展）4核心业务并发请求用户数支持接入数据点位数支持系统生命周期内永久保存所有历史数据534核心业务并发请求用户数支持接入数据点位数支持系统生命周期内永久保存所有历史数据53支持注册用户数1122消息处理能力为政府和社会各方提供基于电力大数据的价值信息，建立将电力数据转化为社会公共价值的新模式。形成互惠互利的能源大数据生态圈，通过数据融合进一步挖掘跨行业、跨领域数据价值，持续为改善民生、节能减排、行业发展提供全方位数据增值服务。电力大数据电力大数据数据开放、共享、融合民生•识别住房空置率经济•疫情复工复产指数•预测经济趋势金融•企业信用评价及应用•投融资服务环境•重点企业污染防治监测•生产异常监测用户•评估用户用能情况•创新用电服务模式赋能业务发展赋能国家治理新基建业务分析应用综合能源服务业务分析应用社会服务增值业务分析应用赋能业务发展赋能国家治理新基建业务分析应用综合能源服务业务分析应用社会服务增值业务分析应用电力看经济重点企业污染防治监测分析企业信用评价及系统聚焦“赋能提质增效”、“赋能业务发展”、“赋能国家治理”三大核心领域，辅助电网企业、外部企业、政府机关进行决策和形势研判。赋能提质增效赋能提质增效电网运营分析精益管理分析客户服务类分析高度还原真实世界，将分散的、以二维方式管理的子系统集成到一个平台进行统一管理，使辖区管理更加直观立体。构建面向管理者的全局视图，满足告警查看、调度指挥、模拟推演等多项管理需求，切实帮助管理者提高辖区信息化管理水平和管理效率。以三维地图、物联网大数据为基础，集成各项子系统，多维度数据联动监管，动态数据实时监测，异常快速识别响应，全面保证线路和管廊的高效运转。以关键节点的智能监控为重点，实现园区、建筑、室内、设备的逐级可视。引入虚拟数据助手“小羊”作为数据分析引擎。采用语音识别、自然语言处理和机器学习等核心技术，直击当下数据分析工具传统拖拉拽方式，用户通过语音或者文字与小羊进行交互，即可对数据进检索或者调出数据分析，帮助管理人员快速查询目标数据，帮助数据分析人员快速洞察数据价值。语音模型优化声学模型优化自学习训练优化语音模型优化声学模型优化自学习训练优化通过对专有录音进行标注，构建训练数据集，利用神经网络算法训练生成声学模型和语音模型，对专有词汇和用语进行优化训练，构建反馈机制对语音模型进行迭代优化，进而打造智能语音交互功能。工作规划展示-支持电网建设、运行、维护等详尽展示-工作规划展示-支持电网建设、运行、维护等详尽展示-多种可视化手段对电网规划方案进行呈现重点项目展示-电力系统重点建设及保障项目-对重点项目基本信息、社会效益等重要成果指标可视化-对外展示整体工作-对内指导工作进度数据运营数据运营-疫情影响分析及复工复产指数-行业宏观经济评估报告建设成果展示建设成果展示-聚焦电力管理建设各领域，对电网运行、电力调控水平等重要指标及建设成果进行展示重要事件复现重要事件复现处置结果等信息进行直观展示对重点区域/电网节点（例如：特高压换流站、特高压变电站、大电厂等）进行三维可视化建模，辅助进行能源安全的常态化管控。•地图数据融合•超大范围高精度高程地图数据•各类矢量地理要素数据•视频数据集成•GB/T28181标准•深度集成海康、大华、宇视等主流视频平台•集成各类视频资源•可在二/三维态势地图上标注摄像头对象对重点保障对象（重大会场、重点客户、重点事物）的周边环境、建筑内部详细结构进行三维可视化，辅助管理者精确掌控保障对象电力运行状态。•异常事件预警告警•多部门信息共享•应急资源协同调度•保电资源监测•保障人员、物资、车辆、设备•电力设施监测•运行状态•运行负荷•保电作业监测•作业工单的数量、分布、类型、状态等信息•支持集成视频监控、电子巡更、手持终端等系统数据结合地理位置信息、电网分布、电网规模、节点信息、供电范围、拓扑关系等数据对电网安全进行综合分析。可集成电网数据对重点管廊、输配电线路等关键要素进行运行状态的实时监测，有效提升电网安全管控力度。•规划型的安全问题•识别薄弱区域/节点•容载比分析（年度排序）•网架结构问题•单变单线•片区之间转带负荷问题以电厂三维可视化模型为基础，集成现有的视频监控系统、门禁系统、作业管理系统，提升安全管理效率。•煤库存•锅炉安全•设备隐患•自然因素隐患•安全生产环境集成各类系统或前端设备的实时数据，融合遥感、无人机、三维点云、社交网络等多源数据，对各类突发事件的发生地、实时态势、处置情况等信息进行可视化监测，并面向政府应急管理部门开放数据，形成跨部门、跨行业的自然灾害监测资源共享，为有效提高灾害预警预报能力，为防灾减灾工作提供及时、有效的信息服务。突发事件突发事件监测管理.暴雪.沙尘暴.大冰雹.人.设备基于地理信息系统，结合区域电网运行数据、用电情况、区域人口密度、工商业建设情况、车辆运行特性等数据进行综合关联分析，直观反映目标区域电网运行态势、用电总量变化趋势、经济状况、充电设施需求等信息，从而为政府部门在决策领域提供科学依据。 大数据分析能耗监测提供对能耗数据的在线采集、能耗监测提供对能耗数据的在线采集、监测和统计分析节能管理提供总量及强度控制、节能监察、政策发布等功能通过对重点用能单位用户电、水、气、热等多种能源进行能耗监控，对企业用能“可观、可测”，监督国家用能政策（如补贴、能源交易）的执行和落地；助力区域整体能源利用效率最优化，实现创新示范与产业发展并举；协助政府以较低能源消费增长创造更多的GDP产出，实现社会经济发展过程的资源节约和环境友好。能效分析提供从宏观监测、地区、行业等角度进行有效的统计能效分析分析，具备能效分离、对标管理、能效领跑者等功能虚拟电厂空间虚拟电厂空间应用数字孪生和VR技术，以能源大数据平台为核心，将重点电厂生产经营活动及要素进行虚拟数字化，构建包括智能决策、智能监管、智能控制和智能设备等功能，使电厂具备了全面感知、协同优化、预测预警和科学决策的特性，满足管理层面的管控需求。智能电厂数字孪生智能电厂数字孪生实体电厂空间实体电厂空间区块链技术利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据，进一步优化了互联网数据传输方式中的低效率和高成本问题。降低数据验证成本减少开发成本区块链的并联结构下区块链的并联结构下，业务各方使用统一数据库结构，数据库之间通过区块链内部机制进行实时更新，系统之间不需要借口开发，节省了接口开发和维便于数据获取区块链的并联关系可以解决互联网串联结构下一方业务数据获取完全依赖上游主动性和意愿性的问题。业务任一方的数据发生更新，其他各方均实时得对账是在互联网串联结构下防止数据造假、数据丢失和数据出错的重要手段。区块链技术下，所有业务方的数据完全一致，且实时同步，避免了对账的防止数据造假区块链的实时同步机制，避免了串联结构下通过欺上瞒下而产生的漏洞，实现故障、风险、负荷、用户、人员、物资等与保电有关信息的全掌握，增强预测预警、应急指挥处置的现场感和智能化。信息集成化