用户用电行为的分析方法及装置与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种用户用电行为的分析方法及装置。

背景技术：

电力工业是国民经济发展先行产业，电力数据更是分析行业用电特征、行业间关联关系的重要依据。随着智能电表的不断普及，更加细粒度的用户用电数据得以采集，用以深入分析用户用电行为，对分时电价设计、用户级负荷预测、需求响应潜力评估、窃电识别、用户肖像描绘等具有重要的意义。而电力用户作为电力企业的营销对象，研究用户的用电行为特征，对用户用电行为进行监测和预警、辅助电力企业精准营销具有现实意义。

对于用户用电行为监测和分析较为常见的做法有以下两种：一是通过对电力用户负荷特性进行分析，在传统行业划分的基础上使用聚类算法，对用户进行分类研究；进而还可以将模糊聚类方法应用于电力营销领域，利用负荷特征曲线实现对电力用户分类，为售电企业制定合理的电价和有效地实施负荷管理提供有力依据。二是基于Hadoop并行计算框架将K-means算法并行化，对居民用电行为进行分析。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述现有技术存在以下不足：常规方法多基于传统的数据库构建，处理数据速度慢，无法满足实时数据的处理和计算，从而导致不能在第一时间发异常的用电行为。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用户用电行为的分析方法，旨在快速处理海量数据，对异常用电行为进行实时监测，所述方法包括以下步骤：

预先获取用户在设定时长内的用电信息；

按预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签，所述用户行为标签用于设定用户的安全用电范围；

建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签；

实时采集用户的用电行为数据；

将所述用电行为数据与所述分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对；

根据比对结果确定所述用电行为数据是否超出用户的安全用电范围。

一个实施例中，所述用户行为标签包括：电力信息、负荷信息和电量电费信息；其中，

所述电力信息包括：电压等级信息、行业类别信息、生产班次信息和功率因数信息其中之一或任意组合；

所述负荷信息包括：负荷率、低谷用电率、峰谷差率和负荷变化率其中之一或任意组合；

所述电量电费信息包括：用电量比率和电费回收准时率。

一个实施例中，所述建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签，包括：

运用Rhive工具建立Hbase分布式标签数据库，在Hbase分布式标签数据库中存储用户用电行为标签。

一个实施例中，将所述用电行为数据与所述Hbase分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对，包括：

利用Spark工具从所述Hbase分布式标签数据库读取与所述用电行为数据对应的用户行为标签，将所述用电行为数据与读取的用户行为标签进行比对。

一个实施例中，还包括在确定所述用电行为数据超出用户的安全用户范围时：

进行实时报警；

和/或，将所述用电行为数据写入所述分布式标签数据库。

本发明实施例还提供一种用户用电行为的分析装置，旨在快速处理海量数据，对异常用电行为进行实时监测，包括：

信息采集模块，用于预先获取用户在设定时长内的用电信息；

标签生成模块，用于按预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签，所述用户行为标签用于设定用户的安全用电范围；

数据库建立模块，用于建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签；

实时采集模块，用于实时采集用户的用电行为数据；

比对模块，用于将所述用电行为数据与所述分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对；

安全判定模块，用于根据比对结果确定所述用电行为数据是否超出用户的安全用电范围。

一个实施例中，所述用户行为标签包括：电力信息、负荷信息和电量电费信息；其中，

所述电力信息包括：电压等级信息、行业类别信息、生产班次信息和功率因数信息其中之一或任意组合；

所述负荷信息包括：负荷率、低谷用电率、峰谷差率和负荷变化率其中之一或任意组合；

所述电量电费信息包括：用电量比率和电费回收准时率。

一个实施例中，所述数据库建立模块，具体用于：

运用Rhive工具建立Hbase分布式标签数据库，并将所述用户行为标签存入Hbase分布式标签数据库。

一个实施例中，所述比对模块，具体用于：

利用Spark工具从所述Hbase分布式标签数据库读取与所述用电行为数据对应的用户行为标签，将所述用电行为数据与读取的用户行为标签进行比对。

一个实施例中，还包括：

报警模块，用于进行实时报警；

和/或，数据库更新模块，用于将所述用电行为数据写入所述分布式标签数据库。

在本发明实施例中，预先获取到用户在设定时长内的用电信息，按预设规则对用电信息进行处理，生成用于设定用户安全用电范围的用户行为标签，建立分布式标签数据库，在分布式标签数据库中存储用户行为标签，将实时采集的用户用电行为数据与分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对，确定用电行为数据是否超出用户安全用电范围，其中建立分布式标签数据库来存储用户行为标签，由于分布式标签数据库具有集群存储的特点，可以支持相对于传统数据库更高的用户并发访问量，从而可以在保证用户行为标签存储高可靠性的同时，确保在实时采集到用电行为数据后，可以并发地、快速地读取到用户行为标签，提高比对处理速度，及时发现用户用电异常的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例的用户用电行为的分析方法的流程示意图。

图2为本发明实施例的用户用电行为的分析装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例结合供电企业实际营销和计量业务的需求，提出一种用户用电行为的分析方法，如图1所示，该方法提出了基于分布式电力数据存储的技术设计方案，包括以下步骤：

101：预先获取用户在设定时长内的用电信息；

102：按预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签，所述用户行为标签用于设定用户的安全用电范围；

103：建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签；

104：实时采集用户的用电行为数据；

105：将所述用电行为数据与所述标签数据库中存储的用户行为标签进行比对；

106：根据比对结果确定所述用电行为数据是否超出用户的安全用电范围。

由图1所示流程可以得知，在本发明实施例中，建立分布式标签数据库来存储用户行为标签，由于分布式标签数据库具有集群存储的特点，可以支持相对于传统数据库更高的用户并发访问量，从而可以在保证用户行为标签存储高可靠性的同时，确保在实时采集到用电行为数据后，可以并发地、快速地读取到用户行为标签，提高比对处理速度，及时发现用户出现用电异常的情况。

具体实施时，预先获取用户在设定时长内的用电信息可以有多种实施方式。例如，可以通过一信息采集终端对用户的用电信息进行采集，然后调取设定时长内的用户用电信息，调取的设定时长可以根据实际需求设置，例如可以是一个月；为了保证调取用电信息的准确性，也可以调取更长时间段的用户用电信息，譬如一个季度或者一年内的用电信息。

具体实施时，可以预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签。例如，可以将用户信息划分为电力信息、负荷信息和电量电费信息三类用户行为标签；其中，

所述电力信息包括：电压等级信息、行业类别信息、生产班次信息和功率因数信息其中之一或任意组合；

所述负荷信息包括：负荷率、低谷用电率、峰谷差率和负荷变化率其中之一或任意组合；

所述电量电费信息包括：用电量比率和电费回收准时率。

具体实施时，为实现数据的快速查询，建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签可以有多种实施方式。例如，可以根据用户行为标签，运用Rhive工具建立基于Hbase数据库系统的Hbase分布式标签数据库，用于存储用户行为标签。

具体实施时，在采集用户的用电行为数据的同时，还可以记录信息采集的具体时间，以便可以确定故障发生的时间。采集用户用电行为数据时还可以设置采集行为数据的间隔时间，如对故障处理要求迅速的用户便可以设置较短的间隔时间，以达到实时采集的效果，从而提高对故障的反应速度。

实时采集用户用电行为数据的采集装置可以在每个用户独立设置，保证每个用户独立使用一个信息采集装置，不同信息采集装置的数据互不干扰，这样如果发生异常，就可以快速定位具体的信息采集装置，完成异常情况的排查。

具体实施时，将所述用电行为数据与所述Hbase分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对可以有多种实施方式。例如，由于基于内存处理技术的Spark集群分布式计算系统进行对比、分析，可保证数据被快速消化，可以运用Spark工具分别读取实时采集的用户用电行为数据和分布式标签数据库中对应用户的用电行为标签记录，并对实时采集的用电行为数据和用电行为标签进行比对。查询时，由于标签数据库基于Hbase分布式数据库系统，可采取Key-Value数据库查询模式读取标签数据库中的用电行为标签，选取相应的用户信息作为Key，查询单元中的对应数据。由于Spark工具可以进行并行式计算，本方法可以同时对数量庞大的用户群的进行数据比对，速度大为提升。

具体实施时，在确定所述用电行为数据超出用户的安全用户范围时，还可以进行实时报警，和/或，将所述用电行为数据写入所述分布式数据库。具体的，例如，利用Spark工具在进行比对之后，如果发现实时采集的数据存在异常信息，也就是说实时采集的数据超出标签库中标签的安全用电范围，则进行实时报警，包括可以通知业务人员进行排查该用户是否存在不正当用电行为，此外，如果存在不正当行为则可以将用户异常记录写入分布式标签数据库的用户行为标签，并如果不是用户用电异常，而是数据采集异常，则将实时采集的用户行为数据传输给技术人员进行问题排查。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种用户用电行为的分析装置，由于该装置解决问题的原理与用户用电行为的分析方法相似，因此该装置的实施可以参见用户用电行为的分析方法的实施，重复之处不再赘述。

图2为本发明实施例中用户用电行为的分析装置的结构示意图。如图2所示，本发明实施例中用户用电行为的分析装置可以包括：

信息采集模块201，用于预先获取用户在设定时长内的用电信息；

标签生成模块202，用于按预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签，所述用户行为标签用于设定用户的安全用电范围；

数据库建立模块203，用于建立分布式标签数据库，在所述分布式标签数据库中存储用户行为标签；

实时采集模块204，用于实时采集用户的用电行为数据；

比对模块205，用于将所述用电行为数据与所述分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对；

安全判定模块206，用于根据比对结果确定所述用电行为数据是否超出用户的安全用电范围。

具体实施时，所述信息采集模块201具体用于：

通过一信息采集终端对用户的用电信息进行采集，然后调取设定时长内的用户用电信息，调取的设定时长可以根据实际需求设置。

具体实施时，所述标签生成模块202具体用于：

将用户的用电信息按预设规则对所述用电信息进行处理，生成用户行为标签。例如，可以将用户信息划分为电力信息、负荷信息和电量电费信息三类用户行为标签；其中，

所述电力信息包括：电压等级信息、行业类别信息、生产班次信息和功率因数信息其中之一或任意组合；

所述负荷信息包括：负荷率、低谷用电率、峰谷差率和负荷变化率其中之一或任意组合；

所述电量电费信息包括：用电量比率和电费回收准时率。

具体实施时，所述数据库建立模块203具体用于：

根据用户行为标签，运用Rhive工具建立基于Hbase数据库系统的Hbase分布式标签数据库，用于存储用户行为标签。

具体实施时，所述实时采集模块204还用于：

在采集用户的用电行为数据的同时，还可以记录信息采集的具体时间，以便可以确定故障发生的时间。采集用户用电行为数据时还可以设置采集行为数据的间隔时间，如对故障处理要求迅速的用户便可以设置较短的间隔时间，以达到实时采集的效果，从而提高对故障的反应速度。

具体实施时，所述比对模块205具体用于：

运用Spark工具分别读取实时采集的用户用电行为数据和分布式标签数据库中对应用户的用电行为标签记录，并对实时采集的用电行为数据和用电行为标签进行比对，

具体实施时，还包括：

报警模块207，用于进行实时报警；

和/或，数据库更新模块208，用于将所述用电行为数据写入所述分布式标签数据库。

在本发明实施例中，预先获取到用户在设定时长内的用电信息，按预设规则对用电信息进行处理，生成用于设定用户安全用电范围的用户行为标签，建立分布式标签数据库，在分布式标签数据库中存储用户行为标签，将实时采集的用户用电行为数据与分布式标签数据库中存储的用户行为标签进行比对，确定用电行为数据是否超出用户安全用电范围，其中建立分布式标签数据库来存储用户行为标签，由于分布式标签数据库具有集群存储的特点，可以支持相对于传统数据库更高的用户并发访问量，从而可以在保证用户行为标签存储高可靠性的同时，确保在实时采集到用电行为数据后，可以并发地、快速地读取到用户行为标签，提高比对处理速度，及时发现用户出现的用电异常的情况。

进一步的，本发明实施例的用户用电行为的分析方法及装置还运用Spark工具对数据进行对比，并行内存计算框架Spark工具能够充分利用集群内存，计算处理速度快，可以在两次读取数据时，设置较短的时间间隔，实现实时监测用户用电行为的目的。

进一步的，本发明实施例的用户用电行为的分析方法及装置还可以对用电异常情况实时报警，并把异常情况写入标签库，在保证本次异常可以快速处理的情况下，还可以为下次异常的发生提供处理经验。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。