方案概述

城市“电、水、气、热表”一体化采集是资源集约共建，构建节约型社会的必然要求， “智慧城市”催生智能用能新需求。北明软件为解决各国网各网省公司电、水、气、热等用能数据采集、存储、计算和分析等功能，基于大数据、云计算、物联网和机器学习等技术，采用分布式弹性架构研发了新一代用能信息综合采集系统，整个系统由通信前置、实时业务分析、后台统计服务、智能分析和可视化展现五个子系统组成。其中，通信前置采用弹性架构设计，按5000用户规模构建分布式弹性架构的采集子系统，快速采集来自不同通信信道的现场终端和智能表数据，及与营销、调度等外部系统交互模型和业务信息。日均处理信息量超过10亿条，将全省电、水、气、热的日冻结数据采集时间压缩到40分钟以内。实时业务分析子系统应用流处理和缓存技术，及时分析上传的各类信息，实现对现场运行的智能表、终端、配电变压器和线路等设备监测，及时发现异常和停电故障，将配网抢修时间从15分钟缩短至5分钟。后台统计采用分布式存储与并行计算技术，分析每天处理数据量高达1TB，日均生成统计类信息增量超过100M。智能分析模块采用机器学习技术，在各维度统计数据的基础上，建立标签库，开展用户与设备画像；构建用电行为分析模型；及设备健康分析和备品备件预测等模型，辅助运检部开展故障消缺及辅助配网改造决策，实现用户业扩报装时限缩短4天，将低电压台区占比从2.5%降至0.5%。基于电网GIS与图表全景展现。所有分析结果和运行数据通过电网GIS、单线图和图表，实现在WEB全景、可视化展现。

新一代用能信息综合采集系统系统架构如下：

业务价值
新一代用能信息综合采集系统从五个方面积极开展智能表非计量功能深化应用的工作：一是应用Spark Streaming技术基于配网模型深入开展停电实时监测与智能分析，研判停电性质，针对故障停电实时推送生产实时管控和供电服务指挥平台，开展配网抢修。二是运用分布式并行计算技术开展配网运行分钟级别的监控。充分得用大数据平台强大的计算功能，针对线路断线、三相不平衡、过压与欠压、重过载等异常开展60分钟级别的准实时分析，分析结果推送供电服务指挥平台，满足对配网运行的监测。三是基于SVM和BP构建负荷极值与用能趋势预测模型。为满足对用电客户用电潜力的挖掘，为客户提供“煤改电”、“气改电”的供电方案，及提升供电服务水平，运用机器学习技术开展台区与大用户的负荷极值预测、用电趋势预测，研判设备重过载运行情况，为开展精准服务提供技术支撑。四是基于用户画像构建反窃电分析模型。充分利用计量在线监测和标签库的成果，面向专变、低压非居、居民构建满足不同对象的窃电分析研判模型，辅助用电检查开展窃电分析与排查工作。五是运用PHM技术开展电能表状态分析与健康评价。通过引入数据挖掘和机器学习技术，构建电能表故障率分析建模、非健康度分析建模、整体运行状态变化趋势预测建模，应用分类和回归算法，实现对电能表健康度变化状态进行分析。对每个批次电能表的非健康度权值变化趋势预测。六是开展台区线损精益化分析。从台区、集中器二个维度按日、周、月开展线损分析，结合零电量、低电量、电能表停走、飞走、时钟异常、三相不平衡等异常进行关联分析，研判高损原因，辅助进行台区线损精准治理。