城市能源全景交互式大数据平台管理系统及方法
专利汇可以提供城市能源全景交互式大数据平台管理系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种城市 能源 全景交互式 大数据 平台管理系统，包括信息显示屏幕、用户终端、应用 服务器 、被采集设备、数据存储和采集模 块 ； 数据采集 模块分别与数据存储模块和 应用服务器 连接，数据存储模块和应用服务器连接，数据存储模块和应用服务器均与用户终端和信息显示屏幕连接，用户终端和信息显示屏幕连接，设备与数据采集模块连接。本发明相比于传统的能源管理系统，实现 人机交互 与智能控制；能源从产生到使用的每一个环节全部 可视化 及数字化处理，使用户能按需查看供配电系统运行情况；实现了电 力 安全运行的保障、设备故障的提前预警告警和运维人员自动调度处理；为用户制定电力市场自动化交易策略、对用电行为实时 跟踪 分析及进行需求侧管理。，下面是城市能源全景交互式大数据平台管理系统及方法专利的具体信息内容。
1.城市能源全景交互式大数据平台管理系统，其特征在于，包括信息显示屏幕、用户终端、应用服务器、数据存储模块、数据采集模块和被采集设备；
所述数据采集模块分别与数据存储模块和应用服务器通信连接，所述数据存储模块和应用服务器通信连接，所述数据存储模块和应用服务器均与用户终端和信息显示屏幕通信连接，所述用户终端和信息显示屏幕通信连接，所述设备与数据采集模块通信连接；
所述应用服务器包括3D模型服务器、电力监控系统服务器、配电室视频监控系统服务器、数据服务器、数据可视化服务器和应用软件服务器；
所述数据采集系统包括传感器、电度表、摄像头和网关；
所述传感器、电度表和摄像头均与网关通信连接；
所述网关将电度表、传感器和摄像头监测的数据无线通信传输至数据存储模块和应用服务器。
2.根据权利要求1所述的城市能源全景交互式大数据平台管理系统，其特征在于，所述被采集设备为用电设备；所述用电设备上设置有传感器。
3.根据权利要求1所述的城市能源全景交互式大数据平台管理系统，其特征在于，所述城市能源全景交互式大数据平台管理系统还包括报警模块，所述报警模块分别与数据存储模块和应用服务器通信连接。
4.根据权利要求1所述的城市能源全景交互式大数据平台管理系统，其特征在于，所述用户终端包括平板电脑和智能手机。
5.根据权利要求1所述的城市能源全景交互式大数据平台管理系统，其特征在于，所述信息显示屏幕包括主屏幕和辅屏幕。
6.城市能源全景交互式大数据平台管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据3D模型服务器中的数据建立3D城市模型；
S2、通过用户终端登录城市能源全景交互式大数据平台管理系统的应用软件，选择3D城市模型中需要查看的单体建筑对应用户；
S3、通过用户终端上的应用软件选择需要查看的能源数据显示模式；
S4、根据步骤S3选择的能源数据显示模式，通过信息显示屏幕向用户显示能源数据信息。
7.根据权利要求6所述的城市能源全景交互式大数据平台管理方法，其特征在于，所述步骤S1中建立3D城市模型的方法具体为：城市以世界经纬度为建筑坐标参照点，其中的单体建筑以其施工图的精度为准，对单体建筑内部进行实际测量；将上述数据信息存储在3D模型服务器中，通过算法设计构建3D城市模型；所述3D城市模型中还包括被采集设备的位置。
8.根据权利要求6所述的城市能源全景交互式大数据平台管理方法，其特征在于，所述步骤S3中能源数据显示模式包括配电监控模式、生态圈模式和智能运维与安全模式。
9.根据权利要求8所述的城市能源全景交互式大数据平台管理方法，其特征在于，当步骤S3选择的能源数据显示模式为配电监控模式时，步骤S4具体为：在信息显示屏幕上同时显示电力运行监控单元和配电视频监控单元；
所述信息显示屏幕所述电力运行监控单元的数据信息用电设备上的传感器采集获取，所述配电视频监控单元的数据信息由安装在配电室的摄像头获取，应用服务器将获取的数据信息进行数据处理分析后显示在信息显示屏幕上；
当步骤S3选择的能源数据显示模式为生态圈模式时，步骤S4具体为：在信息显示屏幕上显示大生态圈模式的数据信息或小生态圈模式的数据信息；
所述小生态圈模式显示的数据信息包括：根据用户选择的用电刻画模式，查看想要预测的用电曲线及分布、不同用电负荷曲线及对应的电价信息、为用户制定和购电策略、用户用电情况的经济分析和为用户提供的节能管理的标杆指标和节能依据；
所述用户用电曲线和电负荷曲线中的所需数据由电度表和用电设备传感器采集获取，所述电价信息存储在数据存储模块中，所述为用户制定的购电策略和经济分析为整合了电价信息、用电曲线和电负荷曲线信息得出的数据信息；应用服务器将获取的数据信息进行数据处理后显示在信息显示屏幕上；
所述大生态圈模式显示的数据信息包括：为发电方整合的能源供应数据信息、为用电方制定的用户之间负荷的最佳匹配信息和提供当前市场发电方提供的电量及电价和用户购买的电量及其对应的价格；
所述为发电方整合能源供应数据信息的方法具体为：根据电度表和传感器和收集的数据，结合数据存储模块存储中与其对应的所用电力的发电类型及其发电地区，应用服务器将获取的数据信息进行数据处理后显示在信息显示屏幕上，显示不同发电类型在不同地区的分布和不同地区的电力能源相互传输分布；
所述为用电方制定的用户之间用电负荷的最佳匹配信息的方法为：通过电度表和传感器收集不同类型的用电方的用电数据，数据处理中心将其处理转化为不同用户的负荷曲线，通过对不同用户的负荷曲线进行整合，结合用电设备上的传感器收集的数据，对不同行业不同客户的负荷进行预测，然后通过负荷匹配算法，得出最佳匹配信息；其中，主屏幕实现城市建筑物的交互式操作，辅屏幕根据主屏幕交互式操作的触发，显示不同客户的数据。
所述提供当前市场发电方提供的电量及电价和用户购买的电量及其对应的价格的具体方法为：根据电度表和传感器收集的数据，结合数据存储模块存储的发电方的电量和价格信息，应用服务器将获取的数据信息进行数据处理后显示在信息显示屏幕上。
当步骤S3选择的能源数据显示模式为智能运维与安全模式时，步骤S4具体为：在信息显示屏幕上3D城市模型的实时监测状态；
所述传感器对用电设备进行实时监测，当3D城市模型中用电设备出现异常或发生故障时，传感器收集的异常数据信号经过数据存储模块和应用服务器的处理后会触发报警模块，管理者通过应用软件指派维修任务给就近的工作人员，工作人员到现场对设备进行维修；管理者能够通过应用软件实时查看工作人员的工作流程和设备维修状态，确保配电系统的安全及正常运行。
10.根据权利要求9所述的城市能源全景交互式大数据平台管理方法，其特征在于，所述负荷曲线的整合的方式采用时间序列、人工神经网络和粒子群算法；
所述时间序列采用ARMA模型，所述ARMA模型的形式为：
其中，t为时间总期数；
表示模型截距项，表示模型对过去解释变量的依赖大小；
表示模型自回归参数，i＝1，2，…，p；
第t期的用电量为yt，第t-1期的用电量为yt-1，第t-2期的用电量为yt-2，第t-p期的用电量为yt-p；
θi表示移动平均项参数，i＝1，2，…，p；
ε为随机性因素，εt为第t期的随机性因素，εt-1表示第t-1期的随机性因素，εt-2表示第t-
2期的随机性因素，εt-q表示第t-q期的随机性因素；
其中，p
y＝f(x1,x2,x3,...xn)
其中，y表示用电量；
x1,x2,x3,…,xn表示影响用电量的n个主要因素；
f为n个主要因素共同作用影响用电量的方式；
所述粒子群算法用于构造出用户负荷最优预测效果模型，所述粒子群算法具体为：首先随机对用户负荷的函数进行离散取样，然后找出这些离散样本中的最优值，根据所有粒子在时间与空间的全局最优值及每个粒子历史最优值更新下一步各个粒子的移动，所述粒子速度的调整公式为：
所述粒子位置更新公式为：
每轮迭代中，先更新粒子速度，再更新粒子位置；
其中：V为粒子的速度；X为粒子的位置；
k为迭代次数；
i为第i个粒子；
c1为粒子历史最优权重；
r1为(0，1]内的随机数；
c2为粒子群体历史最优权重；
r2为(0，1]内的随机数；
为第K+1轮第i个粒子的速度；
为第K+1轮第i个粒子的速度；
为第K轮第i个粒子历史最优位置；
为第K轮第所有粒子历史最优位置；
为第K轮第i个粒子位置；
所述负荷匹配算法用于实现不同负荷特性的用户匹配后，与发电厂与其的发电曲线保持一致，获得最佳购电价格；
所述负荷匹配算法具体为：对于n个用电客户，调出其中n1个用户，对于k个发电厂，每个发电厂都有i个产品，每个产品都有j个维度；剩下的n-n1个用电客户中，再挑出n2个，同样进行发电厂和产品的匹配，最后使得n个用电客户购电，总成本最低；
对于每一次用电客户与发电厂和产品进行匹配时，约束条件为：
(1)每个维度，用户购买到的电量总和都不能超过预期购买量；
(2)对每个发电厂，仅可购买该发电厂1个或0个产品。
城市能源全景交互式大数据平台管理系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
2期的用电量为yt-2，第t-p期的用电量为yt-p；
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