[0001] 本发明属于数据分析领域，尤其涉及一种用于企业能效评估和节能减排应用的基于电力大数据的企业能效评估与提升模型构建方法。

[0002] 电力大数据包括电量、电价、电费、业扩等多维度数据，电力大数据的积累和分析，在服务经济社会运行、服务企业和用户等方面具有重要意义。

[0003] 重点用能企业是指能源消耗较大、对能源效率有较大影响的企业，如工业企业、商业建筑、公共机构等。

[0004] 通过电力大数据开展重点用能企业能效分析，构建能效评估与提升模型，可以充分发挥电力大数据增值，帮助企业和用户识别高耗能环节，提升能源使用效率，降低能源成本，助力相关部门节能减排政策实施和双碳目标达成。

[0005] 目前针对企业的能效分析，主要从多源用能、度电产值、峰谷用能等维度构建能效分析模型，缺少电价、电费维度、负载以及碳排放等维度的分析，用户对于电费由哪几部分组成、有哪些优化空间，执行电价情况尚不明晰，更无法支撑高耗能企业对节能减排、降低用能成本等措施的制定和效果评估。因此亟需一种科学、全面的方法和技术，综合考虑基于电量、电价、电费、负荷等多维度电力大数据构建能效评估与提升模型的方法，实现对重点用能企业能效分析评估，助力企业节能降耗。

[0006] 授权公告日为2022.04.01，授权公告号为CN 113971535 B的发明专利，公开了“一种能源碳效评价方法和系统”，包括采集企业用户用电数据，对企业用户用电数据进行分布式数据处理，并基于能源碳效模型生成企业电能能效综合评价分数，根据企业电能能效综合评价分数生成企业能效码，企业扫描企业能效码获取电能能效分析和电能能效建议。该技术方案公开的能源碳效评价方法及系统，基于能源碳效模型生成企业电能能效综合评价分数，进而生成企业能效码，对企业电能能效进行了全方位的评价，通过扫描企业能效码获取企业电能能效分析和电能能效建议，从而帮助企业实现节能减耗。由于其基于能源碳效模型生成企业电能能效综合评价分数，缺少电价、电费维度、负载以及碳排放等维度的分析，对高耗能企业的节能减排、降低用能成本等措施的制定和效果评估帮助作用有限。

[0007] 申请公布日为2022.02.18，申请公布号为CN 114066200A的发明专利申请，公开了“一种企业用户能效分析系统”，包括企业用户能效数据采集模块、企业用户能效数据存储模块、企业用户能效数据分析模块和企业用户能效数据展示模块。企业用户能效数据采集模块采集企业变压器容量和运行信息、分时段用电信息及电费组成和策略优化等信息数据；企业用户数据存储模块在数据仓库中存储多种类型和来源的能效数据；企业用户能效数据分析模块分析电量电费、峰谷分析、力调分析等内容，将分析结果数据上传至企业用户能效数据展示模块。该技术方案将供电服务与客户用能场景充分结合，通过可视化方式展现客户用电数据，帮助企业客户了解自身的用电情况及用电特征，为企业提供能效分析，提出优化用能诊断建议，助力客户实现降本增效。由于其基于企业用户能效数据采集来生成企业电能能效综合评价分数，同样缺少电价、电费维度、负载以及碳排放等维度的分析，对高耗能企业的节能减排、降低用能成本等措施的制定和效果评估帮助作用也是同样的有限。

[0041] 下面结合附图对本发明做进一步说明。

[0042] 目前，针对企业能效评估分析主要通过企业消耗指标，如单位产值能耗、单位产品能耗等来评估企业的能源利用效率，对经济效益评估能力较弱，构建考虑电量、电价、电费、负荷等电力数据企业能效评估与提升模型，可以综合评估企业的能源使用效益与经济效益。

[0043] 本发明的技术方案，提供了一种基于多维电力大数据构建能效评估与提升模型的方法，采用基于电力数据反映企业能源消耗率的企业能效评估与提升模型，充分挖掘电力大数据价值，用于重点用能企业的能效分析、评估与提升，帮助企业了解自身的能源使用效率，发现企业能源消耗的异常情况和潜在问题，挖掘企业能效提升潜力，支撑企业制定能源使用策略和节能措施，帮助企业降低能源成本，助力相关部门节能减排和双碳目标达成。

[0044] 如图1中所示，本发明的具体实现步骤如下：

[0045] S1数据收集：模型收集区域内各种数据源，包括能源消耗数据、设备特征数据等。这些数据可以通过传感器、监测设备和公共数据库等途径获取。

[0046] S2数据预处理：模型对收集到的数据进行清洗和预处理，包括数据清洗、数据归一化和缺失值处理等，确保数据的准确性和一致性。

[0047] S3特征指标提取：基于电力数据，通过对不同时间段、不同企业的能耗进行比较，找出能耗高峰期、能耗异常等问题，并进行原因分析，根据企业的业务和行业特点，选择适合的能效评估指标。

[0048] S4模型构建：根据选取电量、电价、电费、负荷等电力数据与设备用能数据构建企业能效评估与提升模型，计算电力数据指标进行能效分析，并与历史数据或行业标准进行对比，评估企业的能效表现，提升能效提升策略及应用场景。

[0049] S5模型评估和优化：对构建的企业能效评估与提升模型进行评估和优化。使用历史数据进行模型验证，评估模型的准确性和适用性。根据评估结果，对模型进行调整和优化，以提高模型的预测能力和实用性。

[0050] S6模型解释应用：将优化后的模型应用到实际能效分析中，根据模型的结果，解释和分析企业的能效情况，通过输入新的电力数据，基于能耗分析和能效评估结果，发现潜在的能效问题，提出提升施等。

[0051] 具体实施方法：

[0052] 依据所述方法，具体实施内容如下：

[0053] 根据所述S1，通过企业用电户号、统一社会信用代码等字段，匹配区域内电力用户的用电量、负荷曲线、电价、电费等电力数据，并获取其他能耗相关数据。这些数据可以通过智能电表、传感器和监控系统等设备进行实时采集，也可以通过历史数据进行离线采集。

[0054] 根据所述S2,对收集到的数据进行清洗和归一化，清洗过程中删除无效或错误的数据记录，归一化过程中将所有数据转换为0到1之间的数值，方便后续的分析和建模。

[0055]

[0056] 其中，xscal为归一化后的值，x为原始值，xmin为最小值，xmax为最大值。

[0057] 根据所述S3，通过分析企业电力数据，使用异常检测算法(如箱线图、Z‑Score等)与同行业对标分析识别能耗异常的数据点，结合企业的负荷情况、生产运营情况等因素提取有价值的特征，如用电量的变化趋势、负荷曲线的峰谷差等。

[0058] 其中，Z‑Score称为z分数(z‑score)，也叫标准分数(standard score)，是一个数与平均数的差再除以标准差的过程。

[0059] 在统计学中，标准分数是一个观测或数据点的值高于被观测值或测量值的平均值的标准偏差的符号数。

[0060] 根据所述S4，基于重点用能企业用能数据，建立企业能效评估与提升模型。

[0061] 如图2中所示，企业能效评估与提升模型共分为企业能效分析、企业节能评估、企业能效提升三个部分。

[0062] (1)企业能效分析

[0063] 针对企业每日用电量、有功功率、峰平谷用电分布等，开展平均电价分析、计费方式分析、平均负载率分析、峰段用电占比分析、碳排放分析、负荷超限分析等，对企业能效情况进行分析，支撑企业能效潜力评估与企业能效提升策略制定。

[0064] (2)企业节能评估

[0065] 基于企业基本属性分类进行企业用电行为分析、行业对标分析，通过决策树模型评估企业的节能潜力和节能等级。通过分维度开展能耗能耗分析如总能耗、能源消耗结构、能耗变化趋势、行业能耗对比分析等，掌握企业能耗情况，挖掘节能潜力企业，形成节能潜力企业清单，并为节能潜力提供节能用电建议报告。

[0066] ①用电行为分析，综合考虑企业的电量、负荷、电费等影响因素，对用户户龄长、用电峰谷比高、负载率低、超容等潜力企业，指导其用电合理化。

[0067] ②行业对标分析，分析企业所在行业及上下游行业在用电量、业扩报装、平均电价等方面的趋势分析。可以及时了解本行业情况及自身在本行业内的排名情况，发现自身用电的问题，为用户提供决策支持。

[0068] ③节能潜力测算，根据企业用电行为分析与行业对标分析，采用余弦相似度算法，计算出重点用能企业与行业标准之间的相关性，根据余弦大小判断该企业的节能潜力。

[0069] 表1企业技节能潜力测算

[0070] 户号 节能潜力18762171 1.0 
18746107 0.98 
18745170 0.86 
18759278 0.79
…… ……

[0071] ④节能潜力等级划分，基于相关性划分原理，划分节能潜力等级，等级越高，节能潜力越大。

[0072] 表2企业技节能潜力等级

[0073] 节能潜力值 节能等级0‑0.2 极高
0.2‑0.4 高
0.4‑0.6 中等
0.6‑0.8 低
0.8‑1.0 极低

[0074] (3)企业能效提升

[0075] 在开展企业能效分析、企业节能潜力评估后，提供能耗优化建议，设计能效提升应用场景。帮助企业全面了解自身的能耗情况和特征，找到能耗优化的潜力，并制定相应的改进措施，从而提升能效水平，降低能耗成本。帮助相关部门推动能源节约与减排、促进产业升级和转型、优化能源政策和管理，以及促进经济发展和可持续发展。

[0076] 根据所述S5，通过企业能效评估与提升模型中历史耗能数据的的验证，对模型的准确性、稳定性进行优化调整，对重点耗能企业的耗能情况及用能成本进行预测，支撑企业结合生产情况制定能源管理计划。

[0077] 根据所述S6，根据模型的结果，解释和分析电力系统的能效情况，并提出相应的优化建议和措施。建议包括负荷调控、电能消耗优化、电价策略调整等，以提高能效和降低电费。例如，基于负荷平移优化，根据企业用户全月每个整点时刻区间的电量，按照前移和推后一小时、两小时，结合电价配置中的分时电价，计算用户全月前移和推后的两组尖、峰、平、谷、总电费，通过对比分析提出优化用能策略。

[0078] 对企业能效评估和提升的研究应用，可以更好为用能企业提供更高效的优质节能服务，同时提高电力公司对企业用能单元的潜力挖掘能力，拓展电力公司的互动服务能力。

[0079] 因此，本发明的技术方案，基于电力数据反映企业能源消耗率的企业能效评估与提升模型，针对现有存在的问题，并且根据业务应用反馈再不断调优，指标数据进一步完善与标准化，支撑节能潜力评估、企业效能提升的实际应用。

[0080] (1)本发明可以应用于提升企业能源使用效率。通过分析电力大数据，能够深入了解企业的能源使用情况，发现能源消耗的异常情况和潜在问题，及时采取措施进行调整和优化，从而降低能源成本。

[0081] (2)本发明的应用支持相关部门节能减排和双碳目标。能效分析与提升模型可以为相关部门提供数据支持，帮助相关部门监测和管理能源消耗，推动节能减排工作。

[0082] (3)本发明综合考虑基于电量、电价、电费、负荷等多维度电力大数据，构建能效评估与提升模型的方法，实现对重点用能企业能效分析评估，助力企业节能降耗，旨在充分挖掘电力大数据价值，帮助企业了解自身的能源使用效率，发现企业能源消耗的异常情况和潜在问题，挖掘企业能效提升潜力，支撑企业制定能源使用策略和节能措施，帮助企业降低能源成本，助力节能减排和双碳目标达成。

[0083] 本发明可广泛用于供用电运行管理和重点用能企业能效分析评估领域。