非侵入式居民用电能效的分析及服务方法与流程

本发明涉及一种非侵入式居民用电能效的分析及服务方法，属于居民用电能效分析技术领域。

背景技术：

传统的电力需求侧管理侧重降低高峰负荷、节约电量，是站在电网角度提出的一种更注重电网平稳运行的管理方式，从客户切身利益和用电体验角度出发的用电能效服务目前少有系统论述，因此提出一种以用电信息采集系统的中继抄表(透传)功能及系统中采集到的客户电能表全量数据为基础的切实有效的居民用电能效服务模式，以达到帮助客户节能降费的目的。

与本发明有关的现有技术一：通过设计一种专用的仪器设备来实现电力能效分析。此种仪器需要增加智能开关或者仪器自身与各用电设备的输入线缆相连，增加了接线复杂度，属于“侵入式”能效分析，且需要增加布线和仪器生产成本；另外，此种仪器分析内容及维度有限，仅仅通过采集上来的各用电电器的用电量/电压/电流数据给出有限的分析结论。

与本发明有关的现有技术二：通过建立一套能效分析系统来进行电/水/气/热的能效监控与分析。此种系统的建立一般包括采集单元和分析系统，也需要增加成本投入，且此种分析方法主要侧重于电/水/气/热多种能源的最优化组合研判和实时控制，多适用于大工业用户和建筑楼宇，对居民用电能效分析的适用性较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种非侵入式居民用电能效的分析及服务方法，是以用电信息采集系统的各项高级功能与所集成的居民电能表全量数据为基础，以减少居民电费支出、提高居民用电满意度为目的，以指导居民科学用电、节能减排为出发点，开展面向居民的电价策略整体研究、远程用电能效诊断分析、耗能负荷实时量测等居民用电能效分析；并在分析所得结论的基础上为居民提供节能降费方案制定、能效服务效果评价等专属定制服务。

本发明所述的非侵入式居民用电能效的分析方法，包括如下步骤：

s1:电价策略整体研究，包括如下小步：

s11：通过阶梯电价政策研究居民节约用电的必要性和可调裕度大小：基于历史年、月两个纬度用电量的分析，研究居民节约用电的必要性和可调裕度大小；

s12：研究实施峰谷分时电价策略的判断：依靠用电信息采集系统所记录的居民用电电能示值曲线，计算出每日峰/谷时段的用电量，结合峰谷分时电价与单一电价，从而对居民是否应当申请实施峰谷分时电价给出准确判断；

s2:远程用电能效诊断分析，包括如下小步：

s21：首先在用电信息采集系统中为集中器定制96点曲线采集任务并下发定制任务；

s22：通过对分析日集中器主动上送的居民电能表每15min一次的家庭整体用电负荷曲线；

s23:结合分析日所回收的调查问卷中家用电器用电开始时间和用电时长信息，为实行峰谷分时电价的居民提出具有针对性的移峰填谷方案、或者为实行单一制电价的居民提出节能建议；

s3:耗能负荷实时量测：利用电信息采集系统的中继抄表功能对居民家中各个电器用电负荷的非侵入式实时量测，抄读数值时间精度可达到秒级。

作为进一步地限定，所述步骤s11中的阶梯电价适用情况给出准确判断，包括以下两种情况：

a.当居民年用电量控制2520kwh以内，即全年执行第一档电价时，则该居民用电节约用电的可调裕度不大；

b.若居民年用电量大于4800kwh，特别是略高于4800kwh时，则非常有节约用电的必要性且可调裕度相对较大。

作为进一步地限定，所述步骤s3中的非侵入式实时量测，包括以下两种情况：

a.对于只有启/停二状态的电器，利用中继抄表即可获得其工作时的功率，再与分析日记录的用电时长结合即可算得该电器在分析日的耗电量占比；

b.对于有限多状态电器和连续变状态电器，则需要先在其他研究日由居民配合，通过居民电能表所记录的电能示值曲线算得该电器整个工作过程的耗电量，再与分析日记录的用电情况结合从而算得该电器在分析日的耗电量占比。

本发明所述的基于非侵入式居民用电能效分析的服务方法，还包括如下步骤：

s4:节能降费方案制定，包括如下小步：

s41:对居民的能效分析结束后，为每一个居民个性化定制节能降费方案；

s42:从居民阶梯电价适用情况、峰谷分时电价实施情况、整体用电负荷远程图像、各电器耗能分析四个维度对用电能效分析的重点内容、结论进行阐述；

s43:给出相应的节能降费建议和推荐实施建议等级；

s5:能效服务效果评价：能效服务效果评价从居民客户接受用电能效服务前后电费、用电量、负荷峰谷差的同比变化情况以及客户满意度几个维度进行评价。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过深度开发利用行业内已广泛使用的用电信息采集系统进行分析，可以节省居民用电能效分析的设备和施工工程费用投入，节约成本；

(2)本发明是一种非侵入式分析方法，不需要额外增加居民家中的设备或者各电器进线布线，不会引起客户反感，同时能够减小多余接电接线的安全风险；

(3)通过面向居民的电价策略整体研究，从用电量电费分档和峰谷分时电价两个维度切实帮助客户找到节省电费支出的最直观方式；

(4)通过利用采集系统采集到的客户用电曲线数据来研究居民整体用电情况、利用采集系统中继抄表(透传)功能来实现对居民家中每一种用电电器的计量和研究，从而实现总体和分项研究；

(5)本发明在所述分析过程结束后，向居民客户提供一套定制化专属节能降费方案，以便客户知晓和后期用电习惯和用电行为的改善；

(6)本发明在所述分析过程结束并向居民客户提供定制化专属节能降费方案后的一段时间，开展能效服务效果评价，以评价分析方法的执行效果。

附图说明

图1是本发明的居民用电能效服务流程图。

图2是本发明的定制96点曲线采集任务明细图。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明所述的非侵入式居民用电能效的分析方法，包括如下步骤：

s1:电价策略整体研究，包括如下小步：

s11：通过阶梯电价政策研究居民节约用电的必要性和可调裕度大小：基于历史年、月两个纬度用电量的分析，研究居民节约用电的必要性和可调裕度大小；

s12：研究实施峰谷分时电价策略的判断：依靠用电信息采集系统所记录的居民用电电能示值曲线，计算出每日峰/谷时段的用电量，结合峰谷分时电价与单一电价，从而对居民是否应当申请实施峰谷分时电价给出准确判断；

s2:远程用电能效诊断分析，包括如下小步：

s21：首先在用电信息采集系统中为集中器定制96点曲线采集任务并下发定制任务；

s22：通过对分析日集中器主动上送的居民电能表每15min一次的家庭整体用电负荷曲线；

s23:结合分析日所回收的调查问卷中家用电器用电开始时间和用电时长信息，为实行峰谷分时电价的居民提出具有针对性的移峰填谷方案、或者为实行单一制电价的居民提出节能建议；

s3:耗能负荷实时量测：利用电信息采集系统的中继抄表功能对居民家中各个电器用电负荷的非侵入式实时量测，抄读数值时间精度可达到秒级。

作为进一步地限定，所述步骤s11中的阶梯电价适用情况给出准确判断，包括以下两种情况：

a.当居民年用电量控制2520kwh以内，即全年执行第一档电价时，则该居民用电节约用电的可调裕度不大；

b.若居民年用电量大于4800kwh，特别是略高于4800kwh时，则非常有节约用电的必要性且可调裕度相对较大。

作为进一步地限定，所述步骤s3中的非侵入式实时量测，包括以下两种情况：

a.对于只有启/停二状态的电器，利用中继抄表即可获得其工作时的功率，再与分析日记录的用电时长结合即可算得该电器在分析日的耗电量占比；

b.对于有限多状态电器和连续变状态电器，则需要先在其他研究日由居民配合，通过居民电能表所记录的电能示值曲线算得该电器整个工作过程的耗电量，再与分析日记录的用电情况结合从而算得该电器在分析日的耗电量占比。

本发明所述的基于非侵入式居民用电能效分析的服务方法，还包括如下步骤：

s4:节能降费方案制定，包括如下小步：

s41:对居民的能效分析结束后，为每一个居民个性化定制节能降费方案；

s42:从居民阶梯电价适用情况、峰谷分时电价实施情况、整体用电负荷远程图像、各电器耗能分析四个维度对用电能效分析的重点内容、结论进行阐述；

s43:给出相应的节能降费建议和推荐实施建议等级；

s5:能效服务效果评价：能效服务效果评价从居民客户接受用电能效服务前后电费、用电量、负荷峰谷差的同比变化情况以及客户满意度几个维度进行评价。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过深度开发利用行业内已广泛使用的用电信息采集系统进行分析，可以节省居民用电能效分析的设备和施工工程费用投入，节约成本；

(2)本发明是一种非侵入式分析方法，不需要额外增加居民家中的设备或者各电器进线布线，不会引起客户反感，同时能够减小多余接电接线的安全风险；

(3)通过面向居民的电价策略整体研究，从用电量电费分档和峰谷分时电价两个维度切实帮助客户找到节省电费支出的最直观方式；

(4)通过利用采集系统采集到的客户用电曲线数据来研究居民整体用电情况、利用采集系统中继抄表(透传)功能来实现对居民家中每一种用电电器的计量和研究，从而实现总体和分项研究；

(5)本发明在所述分析过程结束后，向居民客户提供一套定制化专属节能降费方案，以便客户知晓和后期用电习惯和用电行为的改善；

(6)本发明在所述分析过程结束并向居民客户提供定制化专属节能降费方案后的一段时间，开展能效服务效果评价，以评价分析方法的执行效果。

实施例2：

本发明提出的基于用电信息采集系统全量数据的非侵入式居民用电能效的分析方法及服务模式，是以用电信息采集系统的各项高级功能(任务定制下发功能、中继抄表功能等)与所集成的居民电能表全量数据(年/月/日历史数据和每天96点和24点的高密度采集曲线数据)为基础，以减少居民电费支出、提高居民用电满意度为目的，以指导居民科学用电、节能减排为出发点，开展面向居民的电价策略整体研究、远程用电能效诊断分析、耗能负荷实时量测等居民用电能效分析；并在分析所得结论的基础上为居民提供节能降费方案制定、能效服务效果评价等专属定制服务。居民用电能效服务流程图如图1所示。

在各项分析工作开始前，要先制定与用电信息有关的详细调查问卷，内容主要包括居民的家庭基本信息(客户姓名、联系方式、家庭地址、客户编号、家庭人口、家庭面积等)、家用电器信息(电器种类、电器数量、已使用年数、额定功率等)、家庭用电信息(家庭用电习惯即全天用电/夜晚用电、各个家用电器用电开始时间和用电时长等)。在居民将相关内容填写完整后，回收调查问卷，方能开展进一步的分析研究。

(1)电价策略整体研究

电价策略整体研究分两步。第一步是全年各月用电总量与阶梯电价政策间的博弈，在分析历史年、月两个纬度用电量的基础上，研究居民节约用电的必要性和可调裕度大小。目前青岛市执行2017年6月最新发布的《山东省电网销售电价表》，即居民生活用电第一档为0.5469元/kwh(年累计用电量不大于2520kwh适用)、第二档为0.5969元/kwh(年累计用电量在2520kwh至4800kwh间适用)、第三档为0.8469元/kwh(年累计用电量大于4800kwh适用)，当居民年用电量控制在2520kwh以内，即全年执行第一档电价时，则该居民用电节约用电的可调裕度不大，但若居民年用电量大于4800kwh，特别是略高于4800kwh时，则非常有节约用电的必要性且可调裕度相对较大。

第二步是是否实施峰谷分时电价策略的研究。对于居民客户，是否实施居民峰谷分时电价政策由居民自愿选择。依靠用电信息采集系统所记录的居民用电电能示值曲线，计算出每日峰/谷时段的用电量，结合峰谷分时电价与单一电价，从而对居民是否应当申请实施峰谷分时电价给出准确判断。

(2)远程用电能效诊断分析

首先在用电信息采集系统中为集中器定制96点曲线采集任务并下发，定制任务明细如图2所示。通过对分析日集中器主动上送的居民电能表每15min一次的家庭整体用电负荷曲线画像，结合分析日所回收的调查问卷中家用电器用电开始时间和用电时长信息，可以为实行峰谷分时电价的居民提出具有针对性的移峰填谷方案、或者为实行单一制电价的居民提出节能建议；

(3)耗能负荷实时量测

用电信息采集系统的中继抄表(透传)功能，能够实现系统对居民家中各个电器用电负荷的非侵入式实时量测，抄读数值时间精度可达到秒级。对于只有启/停二状态的电器(如电灯、电热水壶等)，利用中继抄表即可获得其工作时的功率，再与分析日记录的用电时长结合即可算得该电器在分析日的耗电量占比；对于有限多状态电器(如洗衣机、电磁炉等)和连续变状态电器(如变频空调、电动缝纫机)等，则需要先在其他研究日由居民配合，通过居民电能表所记录的电能示值曲线算得该电器整个工作过程的耗电量，再与分析日记录的用电情况结合从而算得该电器在分析日的耗电量占比。

(4)节能降费方案制定

在对居民的能效分析结束后，为每一个居民个性化定制节能降费方案，从居民阶梯电价适用情况、峰谷分时电价实施情况、整体用电负荷远程画像、各电器耗能分析四个维度对用电能效分析的重点内容、结论进行阐述，并给出相应的节能降费建议和推荐实施建议等级。

(5)能效服务效果评价

能效服务效果评价从居民客户接受用电能效服务前后电费、用电量、负荷峰谷差的同比变化情况以及客户满意度几个维度进行评价。

本发明的效果是：一方面是尽量减少居民用电能效分析的成本投入；另一方面是尽量使用“非侵入式”的方法开展分析，避免客户反感；最后一点是是要以为客户节能降费、节能减排的目的开展分析。因此本发明以电力行业已广泛使用用于抄表收费的用电信息采集系统作为分析平台，利用系统中的年/月/日历史数据和每天96点和24点的高密度采集曲线数据、系统的中继抄表(透传)功能，以减少居民电费支出、提高居民用电满意度为目的，以指导居民科学用电、节能减排为出发点，开展非侵入式居民用电能效的分析，此分析方法没有额外设备投入，大大减少成本支出。

本发明可广泛运用于居民用电能效分析场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。