面向價(jià)值變現(xiàn)的電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用

劉涓鈺 閆松 賈超冉 張來東

（天津市普迅電力信息技術(shù)有限公司 天津市 300000）

1 引言

能源革命和數(shù)字革命融合發(fā)展，是新一輪能源電力行業(yè)變革的重要發(fā)展趨勢。2019年10月，十九屆四中全會上首次明確提出“數(shù)據(jù)可作為生產(chǎn)要素按貢獻(xiàn)參與分配”，標(biāo)志著數(shù)據(jù)將在未來國家社會的生產(chǎn)生活、公共服務(wù)及公共管理等方面發(fā)揮舉足輕重的作用。2020年4月9日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機(jī)制的意見》，首次提出要著力加快培育數(shù)據(jù)要素市場，包括推進(jìn)政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享、提升社會數(shù)據(jù)資源價(jià)值、加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源整合和安全保護(hù)等內(nèi)容。2020年4月13日，國家電網(wǎng)公司互聯(lián)網(wǎng)部提出加強(qiáng)電力數(shù)據(jù)對外服務(wù)、提升數(shù)據(jù)服務(wù)企業(yè)運(yùn)營能力、加強(qiáng)電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、夯實(shí)大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐、打造大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)等5 項(xiàng)年度工作要點(diǎn)，對于能源數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘研究與應(yīng)用已成為未來發(fā)展的必然趨勢。

數(shù)據(jù)是提高企業(yè)管理水平、認(rèn)識行業(yè)發(fā)展規(guī)律、促進(jìn)城市科學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，電力數(shù)據(jù)作為能源領(lǐng)域和宏觀經(jīng)濟(jì)的“晴雨表”、“風(fēng)向標(biāo)”，在反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、監(jiān)測經(jīng)濟(jì)政策運(yùn)行成效等方面發(fā)揮著重要作用。目前，有關(guān)電力大數(shù)據(jù)的研究主要集中在其概念、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景等方面。如文獻(xiàn)[1]從物聯(lián)網(wǎng)的視角定義了電力大數(shù)據(jù)的概念；文獻(xiàn)[2‐8]從電力大數(shù)檢索、采集、融合、挖掘等方面探索研究電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)；文獻(xiàn)[9‐11]結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)的特性，分析了能源互聯(lián)網(wǎng)時代電力大數(shù)據(jù)技術(shù)研究方向和應(yīng)用場景；文獻(xiàn)[12‐17]主要研究了電力大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力系統(tǒng)、配電網(wǎng)規(guī)劃、新能源項(xiàng)目規(guī)劃中的應(yīng)用；文獻(xiàn)[18]根據(jù)電力大數(shù)據(jù)在電力生產(chǎn)、經(jīng)營管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)等領(lǐng)域的典型應(yīng)用場景，借鑒國外電力大數(shù)據(jù)平臺經(jīng)驗(yàn)，分析電力大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、共享模式，提出了一套電力大數(shù)據(jù)共享平臺的啟發(fā)式設(shè)計(jì)框架及流程；文獻(xiàn)[19‐20]聚焦綜合能源服務(wù)，研究構(gòu)建服務(wù)政府、能源消費(fèi)者、能源運(yùn)營商、能源產(chǎn)品商4 類用戶支撐能源監(jiān)控、能源分析、能源管理、能源服務(wù)、能源交易、能源應(yīng)用的區(qū)域智慧能源綜合服務(wù)平臺，深化電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

此外，還有一些研究對電力大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的價(jià)值進(jìn)行了探討。例如，文獻(xiàn)[21]從數(shù)據(jù)資產(chǎn)驅(qū)動企業(yè)運(yùn)營、創(chuàng)新電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式、綜合利用外部數(shù)據(jù)、拓展大數(shù)據(jù)增值服務(wù)四個方面分析和深度挖掘電力大數(shù)據(jù)價(jià)值；文獻(xiàn)[22‐23]充分發(fā)揮電力大數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)“晴雨表”、“風(fēng)向標(biāo)”作用，以服務(wù)政府科學(xué)決策為目標(biāo)，分別構(gòu)建經(jīng)濟(jì)景氣指數(shù)、商圈經(jīng)濟(jì)活力指標(biāo)體系，客觀反映了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，輔助預(yù)測經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢，為政府政策制定提供參考；文獻(xiàn)[24‐25]以服務(wù)企業(yè)科學(xué)用電、降低用電成本為導(dǎo)向，基于電力大數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建工業(yè)用戶電力運(yùn)營成本分析優(yōu)化模型、企業(yè)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，輔助企業(yè)優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)、降低企業(yè)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)；文獻(xiàn)[26]通過對電力大數(shù)據(jù)下客戶立體畫像進(jìn)行應(yīng)用研究，從市場策略、市場開發(fā)、市場交易、市場營銷、客戶關(guān)系管理、風(fēng)險(xiǎn)管理六個維度構(gòu)建客戶立體畫像，輔助電力企業(yè)進(jìn)行客戶細(xì)分，推動電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化和電力數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化。文獻(xiàn)[27]基于價(jià)值鏈理論，對電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值鏈模型和價(jià)值創(chuàng)造模式進(jìn)行初步分析。

以上研究表明，國內(nèi)外對電力大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘的認(rèn)識日益深入，但如何進(jìn)一步聚焦電力產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)對電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求，構(gòu)建服務(wù)政府科學(xué)決策、服務(wù)電力客戶精益發(fā)展、服務(wù)電力企業(yè)提質(zhì)增效的全方位數(shù)據(jù)價(jià)值體系，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)還有待于進(jìn)一步研究。本文將從電力大數(shù)據(jù)來源及特征、價(jià)值體系構(gòu)建、目標(biāo)客戶細(xì)分、典型應(yīng)用場景、數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)等方面開展研究。

2 電力大數(shù)據(jù)來源及特征

隨著“大云物移智鏈”等現(xiàn)代信息技術(shù)不斷突破，電力行業(yè)積累了海量數(shù)據(jù)，電力大數(shù)據(jù)在發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用，產(chǎn)生重要價(jià)值。電力大數(shù)據(jù)主要來源于電力系統(tǒng)內(nèi)部和外部，內(nèi)部數(shù)據(jù)主要來源于電力企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)、配變、營銷、調(diào)度、運(yùn)檢等系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)貫穿于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度、運(yùn)檢等電力生產(chǎn)管理和運(yùn)營服務(wù)的各個環(huán)節(jié)，涉及生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、配電信息數(shù)據(jù)、用戶用電數(shù)據(jù)、調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備檢測和監(jiān)測數(shù)據(jù)、故障搶修數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)、客戶服務(wù)數(shù)據(jù)、客戶檔案信息等；外部數(shù)據(jù)主要來源于政府相關(guān)委辦局、第三方社會平臺、電力客戶內(nèi)部系統(tǒng)，涉及經(jīng)濟(jì)、人口、面積、環(huán)境、氣象、用戶內(nèi)部二三級用電計(jì)量數(shù)據(jù)等。

電力大數(shù)據(jù)具有以下三方面鮮明特點(diǎn)，一是覆蓋范圍廣，包括發(fā)電運(yùn)行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶用電數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)體量龐大。二是價(jià)值密度高，主要伴隨電力生產(chǎn)和消費(fèi)實(shí)時產(chǎn)生，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，且貫穿電力系統(tǒng)“發(fā)輸變配用”各個環(huán)節(jié)，能夠全面真實(shí)反映宏觀經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、居民生活情況和消費(fèi)結(jié)構(gòu)等，對服務(wù)國家治理具有很高的應(yīng)用價(jià)值。三是實(shí)時準(zhǔn)確性強(qiáng)，電力行業(yè)自動化、信息化水平較高，用于數(shù)據(jù)采集、傳輸和應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施完備，部分采集類數(shù)據(jù)頻度達(dá)到分鐘級和秒級，數(shù)據(jù)實(shí)時性和真實(shí)性高，具有很強(qiáng)的獨(dú)占性和不可替代性。

電力大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中存在著對行業(yè)內(nèi)外能源數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)等多類型數(shù)據(jù)的大量關(guān)聯(lián)分析需求，通過與行業(yè)外數(shù)據(jù)的交互融合，以及在此基礎(chǔ)上全方位的挖掘和分析，將會使電力大數(shù)據(jù)發(fā)揮出更大價(jià)值，衍生出新的應(yīng)用服務(wù)，進(jìn)而催生出新產(chǎn)業(yè)、新機(jī)遇、新模式，培育城市高質(zhì)量發(fā)展的新動能。

3 電力大數(shù)據(jù)價(jià)值體系構(gòu)建

在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，學(xué)者們應(yīng)用價(jià)值鏈理論對大數(shù)據(jù)價(jià)值的創(chuàng)造過程進(jìn)行分析，其中影響較廣的模型主要有3 個：文獻(xiàn)[28]提出的價(jià)值鏈模型，由數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)利用3 個環(huán)節(jié)構(gòu)成；文獻(xiàn)[29]提出的大數(shù)據(jù)價(jià)值鏈四環(huán)節(jié)模型（包括數(shù)據(jù)產(chǎn)生和采集、數(shù)據(jù)分析和處理、數(shù)據(jù)存儲和管理、數(shù)據(jù)可視化和利用4 個環(huán)節(jié)）以及文獻(xiàn)[30]提出的五環(huán)節(jié)模型（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)利用5 個環(huán)節(jié)）。

通過抽取3 大模型共性認(rèn)識，以電力系統(tǒng)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，瞄準(zhǔn)政府、電力客戶、電力企業(yè)及上下游企業(yè)目標(biāo)需求，構(gòu)建數(shù)據(jù)采集‐數(shù)據(jù)傳輸‐數(shù)據(jù)匯聚‐數(shù)據(jù)應(yīng)用‐數(shù)據(jù)變現(xiàn)的數(shù)據(jù)價(jià)值全鏈條，實(shí)現(xiàn)電力大數(shù)據(jù)價(jià)值創(chuàng)造。

在數(shù)據(jù)采集方面，采用數(shù)據(jù)集成或者部署采集終端等方式獲取未經(jīng)加工的電力大數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)傳輸方面，數(shù)據(jù)采集完成后，通過有效的傳輸機(jī)制將數(shù)據(jù)傳送并存儲在大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，如基于Hadoop、Cloudera 的NoSQL 數(shù)據(jù)庫，通過清洗、去重、去無效、去異常，對數(shù)據(jù)進(jìn)行初篩及預(yù)處理，以確保數(shù)據(jù)的可用性和有效性；在數(shù)據(jù)匯聚方面，通過采用集成管理技術(shù)對多源異構(gòu)電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行集成匯聚，以保證電力大數(shù)據(jù)質(zhì)量；在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，一方面是內(nèi)部應(yīng)用，將電力大數(shù)據(jù)的挖掘與分析結(jié)果應(yīng)用到電力規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、檢修、營銷等部門，優(yōu)化電力企業(yè)資源配置，騰挪市場空間，提供精準(zhǔn)客戶標(biāo)的，提升電力企業(yè)內(nèi)部管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，另一方面是外部應(yīng)用，通過分析政府、電力客戶等目標(biāo)客戶電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，采用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、區(qū)塊鏈等技術(shù)，構(gòu)建模型算法，以可視化展示或電力數(shù)字化產(chǎn)品等形式滿足各類目標(biāo)客戶的需求；在數(shù)據(jù)變現(xiàn)方面，通過構(gòu)建電力大數(shù)據(jù)服務(wù)及產(chǎn)品，探討電力大數(shù)據(jù)服務(wù)商業(yè)運(yùn)營模式，以數(shù)據(jù)變現(xiàn)或產(chǎn)品銷售等方式實(shí)現(xiàn)“賣數(shù)據(jù)、賣服務(wù)”，以助力政府城市精細(xì)管理、推動電力企業(yè)提質(zhì)轉(zhuǎn)型、提升電力客戶用能體驗(yàn)、促進(jìn)電力市場合作共贏，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)。電力大數(shù)據(jù)價(jià)值體系構(gòu)建如圖1。

圖1：電力大數(shù)據(jù)價(jià)值體系構(gòu)建

4 電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用目標(biāo)客戶分析

電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用主要分為對外服務(wù)、對內(nèi)服務(wù)。對外服務(wù)目標(biāo)客戶主要包括政府、電力客戶、電力上下游企業(yè)，為其提供電力大數(shù)據(jù)產(chǎn)品、可視化應(yīng)用等，以助力政府精細(xì)化管理、電力客戶降低用電成本、電力上下游企業(yè)提質(zhì)增效；對內(nèi)主要服務(wù)電力企業(yè)規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)度、運(yùn)檢、營銷等領(lǐng)域，以降低資產(chǎn)全生命周期成本及客戶營銷成本。電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用目標(biāo)客戶如表1所示。

表1：電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用目標(biāo)客戶

5 面向目標(biāo)客戶的電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景

5.1 服務(wù)政府科學(xué)決策

房屋空置率分析。從居民客戶歷史用電量、當(dāng)月用電量和連續(xù)半年用電量三個維度進(jìn)行分析，測算出以戶為單位的居民住宅空置情況，通過對區(qū)域進(jìn)行分區(qū)畫像和定位分析，輔助政府住房和城建部門精確掌握回遷率、房屋空置率等信息，從而制定相關(guān)調(diào)控政策。

經(jīng)濟(jì)景氣度分析?；谟秒娏繑?shù)據(jù)、用戶檔案信息，綜合電網(wǎng)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，建立宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)電力看經(jīng)濟(jì)，可為政府了解和預(yù)測全社會各行業(yè)、各產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和用能狀況提供基礎(chǔ)，為政府在能源規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)調(diào)控等方面做出合理決策提供依據(jù)。

生產(chǎn)活力分析。根據(jù)企業(yè)歷史用電量、當(dāng)日用電量之間的比對關(guān)系，對各企業(yè)進(jìn)行“精準(zhǔn)畫像”。從企業(yè)活躍率（力度）、生產(chǎn)活躍度（強(qiáng)度）和整體生產(chǎn)活躍性的分布均衡水平（風(fēng)險(xiǎn)度），構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)活力指數(shù)，評估后疫情時代全社會產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)活力情況，輔助政府相關(guān)管理部門分業(yè)施策。

異常用能分析。充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，融合其他能源資源數(shù)據(jù)，提取歷史異常用能客戶特征，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建異常用能識別模型，智能辨識客戶異常用能狀態(tài)，為政府精準(zhǔn)掌握產(chǎn)業(yè)變動、電力企業(yè)精確打擊違章用能行為等方面提供權(quán)威數(shù)據(jù)支撐。

5.2 服務(wù)電力客戶精益發(fā)展

用電行為分析。深入挖掘電力客戶用電信息、電費(fèi)信息及用電負(fù)荷價(jià)值，從最大需量、運(yùn)行容量、電量峰谷比、功率因數(shù)等維度構(gòu)建用電客戶用能行為分析評價(jià)體系，研究客戶負(fù)荷特性、業(yè)擴(kuò)需求、用電意愿，及時精準(zhǔn)推送客戶用電情況及優(yōu)化建議，引導(dǎo)客戶合理優(yōu)化用電行為，幫助電力客戶將能源利用和資源分配做“精”，提高能源利用率，降低用能成本，保障客戶經(jīng)濟(jì)利益。

用能方案優(yōu)化。針對園區(qū)客戶，融合天然氣、水、冷熱、石油等其他能源資源數(shù)據(jù)，從園區(qū)能耗能效、樓宇能耗能效、樓宇負(fù)荷利用情況等維度對園區(qū)內(nèi)各樓宇進(jìn)行分析，掌握園區(qū)內(nèi)各樓宇的用能情況。針對園區(qū)樓宇的用能情況，以及樓宇存在高能耗、低能效情況，為園區(qū)管理者提供包括調(diào)整用能習(xí)慣、更換節(jié)能設(shè)備、開拓綠色能源等方面的優(yōu)化方案，從而優(yōu)化園區(qū)的整體用能效率，提升園區(qū)的智能管理水平。

5.3 服務(wù)電力企業(yè)提質(zhì)增效

關(guān)鍵用戶識別。重點(diǎn)聚焦電力客戶峰平谷用電量及用電成本，遵循“構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系‐開展數(shù)據(jù)分析‐提供精準(zhǔn)服務(wù)‐實(shí)施效果監(jiān)控”的閉環(huán)管理流程，幫助電力企業(yè)挖掘電力大數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，采用Kmeans 聚類算法識別關(guān)鍵用戶，精準(zhǔn)制定服務(wù)管理策略，促進(jìn)光伏、儲能、三聯(lián)供、節(jié)能改造、電能替代等增量業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

客戶畫像智慧分析。利用電力客戶基本信息、用電營銷、電力交易、能耗等多渠道用戶數(shù)據(jù)，借鑒成熟標(biāo)簽庫經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建覆蓋事實(shí)標(biāo)簽、模型標(biāo)簽、復(fù)合標(biāo)簽的全域電力客戶標(biāo)簽體系，從電力視角為電力客戶“智慧畫像”，支撐企業(yè)信用評價(jià)、客戶資格審查等應(yīng)用，為政府、能源企業(yè)的融資授信提供依據(jù)，緩解中小微企業(yè)融資難題，助力區(qū)域融資環(huán)境改善。

6 電力大數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)

電力大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵打破電力發(fā)、輸、配、售不同階段的數(shù)據(jù)壁壘，數(shù)據(jù)范圍涵蓋電力生產(chǎn)運(yùn)營全過程，可以對不同類型能源消耗、用電行為特征、電力供需形勢、用電企業(yè)經(jīng)營趨勢等問題進(jìn)行綜合預(yù)判，能夠顯著提高電力生產(chǎn)消費(fèi)預(yù)測的準(zhǔn)確性與及時性，以服務(wù)政府科學(xué)決策、服務(wù)客戶智慧運(yùn)營、服務(wù)電力企業(yè)提質(zhì)增效精益管理為主線，面向目標(biāo)客戶需求，打破數(shù)據(jù)壁壘、推動數(shù)據(jù)融通、挖掘數(shù)據(jù)潛力，研發(fā)電力大數(shù)據(jù)增值產(chǎn)品，通過數(shù)據(jù)直接變現(xiàn)、數(shù)據(jù)服務(wù)收費(fèi)等方式，構(gòu)建電力大數(shù)據(jù)商業(yè)化服務(wù)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)電力大數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)。

7 結(jié)束語

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正處在實(shí)現(xiàn)重大突破的歷史關(guān)口，數(shù)字革命與能源革命深度融合，引領(lǐng)了能源技術(shù)及產(chǎn)業(yè)變革，能源行業(yè)加快向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)型。以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素的數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在成為發(fā)展新引擎。立足能源根本、數(shù)字稟賦和資源稟賦，基于現(xiàn)有電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，精準(zhǔn)對接內(nèi)外部服務(wù)需求，豐富電力大數(shù)據(jù)產(chǎn)品形態(tài)，不斷拓展電力大數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)對象和應(yīng)用場景，為政府、電力客戶、電力上下游企業(yè)等各類目標(biāo)客戶提供差異化電力大數(shù)據(jù)產(chǎn)品，助力電力企業(yè)管理變革和數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。未來還可以拓展電力大數(shù)據(jù)在金融、環(huán)保、交通、房地產(chǎn)等多行業(yè)的發(fā)展。