一种基于大数据分析的电能管控系统及方法与流程

本技术涉及电能管控领域，尤其是涉及一种基于大数据分析的电能管控系统及方法。

背景技术：

1、电能管控是一个通过对用电情况的监测和分析，实现对电量、用电负荷等进行有针对性的管理和调控的过程。大数据分析的电能管控是利用大数据分析手段对大量的用电数据进行采集、存储、处理和分析，从而挖掘出用电趋势、用电规律等信息，并根据相关信息制定对应的管控策略，以达到节能减排、降低成本的目的。

2、在实际应用中，往往由于用电设备过多，在对设备进行供电时，会导致需要多个配电设备对用电设备进行电能供应，并且不同设备的电能需求、工作时间的不同，在将用电设备与配电设备进行匹配时存在着大量的电能富余现象，从而造成了电能的浪费，使得无法合理、有效的对电能进行管控，存在改进之处。

技术实现思路

1、为了提高电能管控效率，本技术提供了一种基于大数据分析的电能管控系统及方法。

2、第一方面，本技术提供了一种基于大数据分析的电能管控方法，采用如下的技术方案：

3、一种基于大数据分析的电能管控方法，包括：

4、获取交流配电网络中的配电设备的供电量，以得到对应的配电额度数据；

5、对用电设备进行负载情况监测，以得到用电设备在运行过程中所需的电能和工作时间信息，并输出相应的需求数据和时间数据；

6、基于需求数据和时间数据，将用电设备的使用状况进行图形化处理，以将数字信息转化成图形信息，并输出图形数据，对图形数据进行分类统计，以得到时间图形数据组和需求图形数据组；

7、建立时间-电能坐标系，并根据配电设备的供电量确定坐标系峰值，结合用电设备的工作时间信息和峰值建立标准框；所述标准框用于对图形数据对坐标系填充时加以限制；

8、将图形数据按照时间数据的先后顺序和需求数据的大小关系对标准框依次进行填充，直至标准框无法再进行填充为止，在填充过程中，根据时间图形数据组和需求图形数据组对同一时间内的或同一电能需求的图形数据加以替换，以得到不同分配结果下的图形数据，并输出不同的分配数据；

9、基于分配数据对同一时间段内图形数据的面积占比进行比较，以筛选得到占比最大的分配数据，并将分配数据中对应的用电设备分配至配电设备上，以对分配数据中的用电设备进行统一控制。

10、优选的，获取各个用电设备的用电时间起点和用电时长，并根据用电设备的用电时间起点和用电时长，建立以时间轴为基准的一维线图形；所述一维线图形为以时间为横坐标，用电时间起点为线条起点，用电时长为线条长度；

11、根据用电设备的需求数据，对一维线图形进行二维面图形转化，建立以需求数据为纵坐标的二维面图形；所述二维面图形为在所述一维线图形的基础上，以电能需求为纵坐标，将需求数据作为面的宽度，将线转化为面；

12、根据用电时间起点、用电时长和需求数据，对图形数据进行统计，以得到用电时间起点相同、需求数据相同而用电时长不同的时间图形数据组和用电时间起点相同、用电时长相同而需求数据不同的需求图形数据组。

13、优选的，根据用电时长大小对时间图形数据组进行规整排序，根据需求数据大小对需求图形数据组进行规整排序；根据用电时长大小对图形数据进行正态分布，以确定图形数据中的用电时长均值；

14、根据用电时间起点的先后顺序对图形数据进行时间排序，以得到时间排序数据；

15、将时间排序数据、用电时长均值作为筛选条件，对图形数据进行筛选，以筛选得到用电时间起点靠前、用电时长达到用电时长均值的图形数据组；

16、将图形数据组按需求数据进行大小排序，并将排序好的图形数据组按需求数据从大到小依次对标准框进行填充；

17、将填充的图形数据的需求数据加以统计，并分析统计的需求数据与峰值之间的关系，若统计的需求数据大小与峰值相同，则表明填满，若统计的需求数据小于峰值，且无法再加入另一个筛选到的图形数据时，则对统计的需求数据和峰值进行分析；

18、计算统计的需求数据与峰值之间的数据差，并将数据差作为需求数据的筛选条件对时间图形数据组进行筛选，以筛选得到对应的图形数据；

19、若无法在时间图形数据中筛选出对应的图形数据，则筛选出与数据差临近的需求数据对应的图形数据，并根据筛选出的图形数据计算出目标差值；所述目标差值为筛选出的图形数据的需求数据与数据差之间的差值；

20、根据目标差值对已经填充的图形数据进行逐一等目标差值替换筛选，以确定被替换的图形数据，并将所有图形数据的筛选结果进行记录。

21、优选的，根据分配数据对应读取同一时间段内的长度数据和分配数据中包含的图形数据；

22、根据标准框的长度数据和峰值对应的高度数据，计算得到标准框的面积；

23、对分配数据中包含的图形数据进行面积计算，以得到对应图形数据的面积数据，并对面积数据进行统计并输出分配总面积；

24、将标准框的面积与分配总面积进行比例计算，以得到占比率；将同一标准框的不同分配数据的所有占比率进行比较，以筛选出占比率最大的分配数据，并将所述分配数据中对应的用电设备和配电设备相匹配，并通过配电设备对用电设备加以统一控制。

25、优选的，所述长度数据为根据分配数据中图形数据的用电时间起点和用电时长，计算各个图形数据中的结束时间，并根据时间顺序确定结束时间大小，在时间轴上将图形数据中最小的用电时间起点作为标准框的用电时间起点，将最大的结束时间作为标准框的结束时间，并计算标准框的用电时间起点和结束时间之间的时间跨度，所述时间跨度即为标准框的长度数据。

26、优选的，将同一用电时间起点的图形数据按照用电时长的大小依次在同一配电设备的坐标系内进行同时间的纵向排列，直至同一用电时间起点的图形数据的需求数据等于配电设备的供电量，或小于且无法再添加下一个图形数据；

27、将同一列的图形数据的需求数据进行获取，并作为坐标图形高度对纵坐标轴进行划分，以将纵坐标轴划分成不同行，同时对同一行的图形数据的用电时长进行读取，以得到对应图形数据的结束时间点；

28、基于对应图形数据的结束时间点和需求数据，将对应图形数据的结束时间点作为下一个图形数据的用电时间起点，需求数据作为下一个图形数据的需求数据并进行筛选，以筛选得到相应的图形数据。

29、优选的，根据同一用电时间起点的图形数据在标准框内的排列方式，在进行数据匹配时，将每个已排列的图形数据进行下一个图形数据的数据匹配；

30、若存在在用电时间起点和需求数据的双匹配条件下无法匹配到相应条件下的图形数据时，则对图形数据进行单一条件匹配，并得到单一匹配结果；所述单一条件为用电时间起点和需求数据两个条件中的任一一个；

31、将单一匹配结果与双匹配条件下的数据进行关联性匹配，以确定数据的关联性，并根据关联性确定最佳匹配结果；所述关联性为单一匹配结果在进行排列时，其余行能够通过双条件匹配到对应的图形数据，且单一匹配结果不对其余行的匹配结果产生影响。

32、优选的，在对图形数据进行单一条件匹配过程中，双匹配条件下的匹配到的图形数据的排列的优先级大于单一条件下匹配到的图形数据；

33、当对用电时间起点作为单一条件匹配到的图形数据的高度大于划分后的行高时，读取所述匹配到的图形数据的用电时间起点以及其它行的未进行匹配时的结束时间点，并将其余行的结束时间点最为待匹配的用电时间起点，将所述匹配到的图形数的用电时间起点作为待匹配的结束时间点，作为匹配条件对图形数据进行匹配。

34、优选的，在进行匹配过程中，根据单一条件匹配到的图形数据的高度计算图形数据的高度超出划分后行高的行高差值数据，并根据行高差值数据与已匹配的图形数据的行高进行匹配，若匹配成功则在进行排列时，将行高差值数据匹配成功的图形数据与单一条件匹配到的图形数据相邻。

35、第二方面，本技术提供了一种基于大数据分析的电能管控系统，采用如下的技术方案：

36、一种基于大数据分析的电能管控系统，包括：用电负载监测模块，用于对用电设备的负载情况进行监测，以得到用电设备在运行过程中所需要的电能以及工作时间，并输出需求数据和时间数据；所述工作时间包括工作状态的用电时间起点和用电时长；

37、配电网络监测模块，用于对交流配电网络中的配电设备进行监测，以确定配电设备的供电量，并对应输出配电额度数据；

38、负载分析模块，配置为与所述用电负载监测模块信号连接用于接收所述用电设备的所述需求数据和时间数据，并将数字信息转化为图形信息以得到对应的图形数据，并根据用电时间起点、用电时长和需求数据对图形数据进行分类，以得到时间图形数据组和需求图形数据组；所述时间图形数据组为用电时间起点相同、需求数据相同而用电时长不同的图形数据集合；所述需求图形数据组为用电时间起点相同、用电时长相同而需求数据不同的图形数据集合；

39、电能分配模块，配置为与所述配电网络监测模块和所述负载分析模块信号连接，用于接收所述配电额度数据和所述图形数据，根据所述配电额度数据建立时间-电能坐标系，并确定坐标系峰值，将所述图形数据进行分析以确定同一起始时间的所述图形数据中的用电时长的均值数据，并将均值数据作为标准值，以建立标准框，将所述图形数据向标准框加以填充，直至所述标准框无法再进行填充为止，并对填充的所述图形数据加以统计，并输出分配数据；

40、分配筛选模块，配置为与所述电能分配模块信号连接，用于接收所述分配数据和标准框，并根据所述标准框对应的长度和宽度，计算得到标准框的面积，同理对分配数据中的各个图形数据进行面积计算，并进行分配数据对标准框的面积占比率计算，并对不同所述分配数据进行筛选，以筛选出占比率最大的分配数据，并将筛选得到的分配数据中对应的用电设备与配电设备相匹配，以对用电设备进行统一控制。

41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

42、通过对用电设备的负载状况和交流配电网络中的配电设备的供电状况进行信息获取，以得到对应的时间数据、需求数据和配电额度数据，对用电设备的使用情况进行图形化处理，将数据化信息转化为图形化信息，并得到图形数据，再根据配电设备的配电额度数据确定时间-电能坐标系，及其对应的坐标系峰值，再结合用电设备的工作时间建立用于对图形数据加以限制的标准框，将图形数据对标准框进行填充，以确定单一配电设备的最佳负载模式，并通过对配电设备进行控制以对配电设备上的负载的用电设备进行统一控制，提高了负载对配电设备的电能利用率，减少了电能能源的浪费；

43、借助对数字信息的图形化转化，使得在对用电设备进行配电负载分配时，能够通过对图形数据在标准框的填充效果，直观有效的判断出用电设备在配电网上的负载是否处于安全状态，以及通过图形数据在标准框中的占比率进行计算以判断出负载对电能的利用率；简化了计算过程，增加了计算的精确性。

44、综合利用对图形数据进行分类和根据分类结果对标准框进行填充时，当出现标准框为填充满而剩余的图形数据的匹配结果无法进行再填充时，根据空余空间和剩余图形数据的最小高度值，确定目标差值，并根据目标差值对，通过目标差值、时间图形数据组和需求图形数据组对已匹配排列好的图形数据进行再匹配，并根据匹配结果对已匹配排列好的图形数据进行替换，加快了匹配效果，提高了管理效率。