一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法技术

本发明专利技术公开了一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，所述方法包括以下步骤：1）明确居民智慧用能服务标本库数据来源；2）设计居民智慧用能服务标本库数据结构；3）内外部数据收集与清洗；4）构建居民智慧用能服务标本库。本发明专利技术建立涵盖城乡居民客户生活习惯、家庭人员结构、智慧用能消费、公益参与度等多种差异化因素的居民智慧用能服务标本库，可用于居民客户用能方式及特征分析，为智慧用能服务的规模化应用提供数据支撑。有助于探索居民客户智慧用能服务市场化运作模式及配套政策建议，提升居民需求响应参与度、实现电网尖峰负荷的削减、提高综合能源服务品质。

【技术实现步骤摘要】
一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法
本专利技术涉及需求响应、数据库
，具体为一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法。
技术介绍
为响应国家发展绿色能源号召，结合电网公司自身经营发展需要，国家电网公司高度重视综合能源及智慧用能业务的开展。开展居民用户的智慧用能服务相关研究及示范工作，契合了当前国家能源发展转型战略，满足了居民智慧能源服务新业态发展的重大需求。居民客户具有数量大、负荷小、分布广泛、随机性强等特点，目前尚无针对居民用户用能特点的深入调研及分析，为居民智慧用能服务的开展带来困难。若要精准开展智慧用能服务，提升居民用能服务满意度，需要建立完备的居民智慧用能标本库并分析居民的用能方式及特征，为智慧用能服务的规模化应用提供数据支撑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，包括以下步骤：步骤1，明确居民智慧用能服务标本库数据来源：居民智慧用能服务标本库包含居民用户基础数据和用能数据两个方面，其中用户基础数据包含调查问卷数据和外部数据两部分，外部数据包含天气数据；用能数据主要包括HPLC智能电表数据以及智能插座、非侵入式智能电表数据，同时还集成营销业务应用系统和供电服务指挥平台已有部分业务数据；步骤2，设计居民智慧用能服务标本库数据结构：包括调查问卷数据结构化设计、天气数据结构化设计、HPLC智能电表数据结构化设计以及智能插座、非侵入式智能电表数据结构化设计；步骤3，内外部数据收集与清洗：提出包含一致性检查、空值检查、唯一性检查的居民智慧用能服务大数据清洗方法；步骤4，构建居民智慧用能服务标本库：提出了包含大、中、小三类样本的居民智慧用能服务标本库架构，定义了三类样本的规模及数据维度，并定义了三类样本间的包含关系。进一步的，步骤2具体包括：调查问卷数据结构化设计：包含基础信息、用电设备、生活方式、用电观念四个方面；天气数据结构化设计：对于收集到的各市、县气温数据，主要存储城市名称、日期、天气状况、气温、风力风向信息；HPLC智能电表数据结构化设计：HPLC智能电表采集数据通过中继器与用电信息采集系统进行数据通信，主要采集存储客户的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素和电量示值，HPLC智能电表每15分钟采集一次数据；智能插座、非侵入式智能电表数据结构化设计：智能插座和非侵入式智能电表采集数据维度一致，主要采集客户编号、电器设备名称、电流、电压、功率数据，智能插座每分钟采集一次数据，非侵入式智能电表每15分钟采集一次数据。进一步的，步骤3具体包括：一致性检查包含变量范围一致性检查与逻辑一致性检查：变量范围一致性检查通过判断正常值域范围，自动识别每个超出范围的变量值，对于超出范围实例数据进行筛选排查；逻辑一致性检查主要判断不同数据含义矛盾的情况；空值检查分为调查问卷数据空值处理、天气数据空值处理以及量测数据空值处理：调查问卷数据空值处理通常采用人工进一步核对补全的方式，天气数据空值处理可重新通过网络获取，量测数据空值处理可采取平均值、中位数或众数代替缺失值；唯一性检查主要指在数据入库时，通过设置唯一性约束条件避免重复记录。进一步的，步骤4具体包括：小样本：数据维度最全、样本规模最小，特指安装了智能插座和非侵入式智能电表，同时具有调查问卷数据和HPLC智能电表数据的客户群；中样本：数据比较全、样本规模中等，特指安装了非侵入式智能电表，同时具有调查问卷数据和HPLC智能电表数据的客户群，中样本同时包含小样本；大样本：数据维度相对较小、样本规模最大，特指收集到有效调查问卷，同时安装了HPLC智能电表客户群，大样本同时包含中样本。本专利技术的有益效果是：本专利技术建立涵盖城乡居民客户生活习惯、家庭人员结构、智慧用能消费、公益参与度等多种差异化因素的居民智慧用能服务标本库，可用于居民客户用能方式及特征分析，为智慧用能服务的规模化应用提供数据支撑。有助于探索居民客户智慧用能服务市场化运作模式及配套政策建议，提升居民需求响应参与度、实现电网尖峰负荷的削减、提高综合能源服务品质。附图说明图1为本专利技术的居民智慧用能服务标本库设计与构建流程图；图2为本专利技术的基础信息特征数据；图3为本专利技术的某地区日气温数据；图4为本专利技术的电压、电流数据；图5为本专利技术的有功功率、无功功率、功率因素数据；图6为本专利技术的某客户家庭电器运行情况；图7为本专利技术的当日用电情况；图8为本专利技术的(月)累计电量占比。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，其流程如图1所示，包括以下步骤：1、明确居民智慧用能服务标本库数据来源本专利技术的数据来源、数据维度及采集频率如表1至表3所示。表1调查问卷数据表2外部数据表3居民用能数据2、设计居民智慧用能服务标本库数据结构（1）调查问卷结构化设计针对收集到的有效问卷，围绕问卷题项，可构建32个结构化特征，如表4所示；通过Mapperenconding对于问卷中的特征进行转换，得到基础信息特征分布、用电设备特征分布、生活方式特征分布、用电观念特征分布，其中基础信息特征数据如图2所示。表4调查问卷特征构造（2）天气数据结构化设计对于收集到的各市、县气温数据，主要存储城市名称、日期、天气状况、气温(最高、最低)、风力风向等信息，实现月均气温和日气温数据(图3)的基础查询。同时根据场景需求，从气温数据中提取需要字段用于分析，例如根据客户同期的用电量、气温信息，研究温度对用电量的影响。（3）HPLC智能电表数据结构化设计HPLC智能电表（一天96点,15分钟一次采集实时数据）采集数据通过中继器与用电信息采集系统进行数据通信，主要采集客户的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素和电量示值。某客户HPLC采集数据如图4、图5所示，可根据具体场景需求提取相关数据进行分析。（4）智能插座、非侵入式智能电表数据结构化设计智能插座和非侵入式智能电表采集数据维度基本一致，主要采集客户编号、电器设备名称、电流、电压、功率等数据。其中，智能插座每分钟采集一次，数据颗粒度更细、精度更高，可实时监测各类家用电器用能情况；而非侵入式智能电表每15分钟采集一次，数据精度及准确性不如智能插座数据，可粗略监测各类家用电器用能情况。通过智能插座和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1，明确居民智慧用能服务标本库数据来源：居民智慧用能服务标本库包含居民用户基础数据和用能数据两个方面，其中用户基础数据包含调查问卷数据和外部数据两部分，外部数据包含天气数据；用能数据主要包括HPLC智能电表数据以及智能插座、非侵入式智能电表数据，同时还集成营销业务应用系统和供电服务指挥平台已有部分业务数据；/n步骤2，设计居民智慧用能服务标本库数据结构：包括调查问卷数据结构化设计、天气数据结构化设计、HPLC智能电表数据结构化设计以及智能插座、非侵入式智能电表数据结构化设计；/n步骤3，内外部数据收集与清洗：提出包含一致性检查、空值检查、唯一性检查的居民智慧用能服务大数据清洗方法；/n步骤4，构建居民智慧用能服务标本库：提出了包含大、中、小三类样本的居民智慧用能服务标本库架构，定义了三类样本的规模及数据维度，并定义了三类样本间的包含关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，明确居民智慧用能服务标本库数据来源：居民智慧用能服务标本库包含居民用户基础数据和用能数据两个方面，其中用户基础数据包含调查问卷数据和外部数据两部分，外部数据包含天气数据；用能数据主要包括HPLC智能电表数据以及智能插座、非侵入式智能电表数据，同时还集成营销业务应用系统和供电服务指挥平台已有部分业务数据；
步骤2，设计居民智慧用能服务标本库数据结构：包括调查问卷数据结构化设计、天气数据结构化设计、HPLC智能电表数据结构化设计以及智能插座、非侵入式智能电表数据结构化设计；
步骤3，内外部数据收集与清洗：提出包含一致性检查、空值检查、唯一性检查的居民智慧用能服务大数据清洗方法；
步骤4，构建居民智慧用能服务标本库：提出了包含大、中、小三类样本的居民智慧用能服务标本库架构，定义了三类样本的规模及数据维度，并定义了三类样本间的包含关系。


2.根据权利要求1所述的一种居民智慧用能服务标本库设计与构建方法，其特征在于：步骤2具体包括：
调查问卷数据结构化设计：包含基础信息、用电设备、生活方式、用电观念四个方面；
天气数据结构化设计：对于收集到的各市、县气温数据，主要存储城市名称、日期、天气状况、气温、风力风向信息；
HPLC智能电表数据结构化设计：HPLC智能电表采集数据通过中继器与用电信息采集系统进行数据通信，主要采集存储客户的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素和电量示值，HPLC智能电表每15分钟采集一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊友杰，江峰，刘铠诚，何桂雄，刘明，刘强，舒骁骁，卢婕，李昊翔，刘向向，李德智，闫华光，钟鸣，王松岑，张新鹤，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司供电服务管理中心，中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36