一种能耗数据的可视化分析方法技术

本发明专利技术公开了一种数据可视化图形的能耗数据分析方法，包括步骤S1获得含有能耗单元按日计量的日能耗实际值作为收盘值、日能耗峰值累积值作为盘高值、日能耗谷值累积值作为盘低值、日能耗预测值作为开盘值，步骤S2构建日能耗数据线；步骤S3以本日日能耗实际值及前若干日日能耗实际值平均值作为均线当日值，构建日能耗数据双移动均线；步骤S4利用均线当日值分别加上、减去若干倍标准差为上下轨道当日值，构建布林线式的日能耗数据双通道；步骤S5在同一窗口中沿时间轴显示日能耗数据线、双移动平均线和双通道，构建出可视化展示耗能单元的能耗使用情况及近期趋势图。本发明专利技术准确地掌握能耗发展趋势，对能耗热点分析、节能潜力分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息处理
，具体涉及一种综合利用日能耗数据线、双移动均线和布林线对能耗数据进行可视化分析的方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，能源危机和环境污染已经成为越来越突出的问题。节能减排已成为大势所趋，也已成为国家一项重要的发展战略。而能耗数据统计分析作为节能减排的一项基础性工作，日益受到广泛关注。另一方面，随着智能传感器为基础的物联网与智能电网的迅速兴起，以智能电表为代表的能耗采集设备已日趋普及。而这些智能能耗采集设备获取了大量的能耗数据，如何对大量的能耗数据进行直观的统计分析，迅速地发现能耗热点，发掘节能潜力，掌握能耗趋势是当前能源管理系统迫切需要解决的技术关键问题。由于能耗数据变化受多种因素影响，而且有些因素的变化具有很大的随机性，传统的单一统计图表工具在应用于能耗数据分析时，不但表现力差，而且信息量偏少，难以发现大量能耗数据中隐藏的趋势或规律，因而迫切需要一种包含丰富信息的、直观的能耗数据综合分析方法和工具。本专利技术针对上述需求，基于日能耗数据线理论，给出了一种综合日能耗数据线、双移动均线和布林线等多种分析工作的能耗数据分析方法，该方法表现力强，包含详细、丰富的信息，可使用户快速、直观地探寻能耗数据变化规律、变化趋势、周期性和连续性特征，发现能耗异常点，掌握能耗发展趋势。传统的柱状图，虽然在数据的量化和可视化上取得了很好的效果，但是由于指标单一界面枯燥，数据的可分性几乎为零，仍然有一大部分可视化特性没有被发觉，如用电量偏高，用电量偏低，用电量变化趋势，历史预测用电量以及预测量和实际量的差。数据线图起源于日本，被当时日本米市的商人用来记录米市的行情与价格波动，后因其细腻独到的标画方式被引入股票及期货市场。在统计分析领域里，移动均线是一个极其重要的指标工具。移动均线是利用统计学上的“移动平均”原理，将若干个样本点予以移动平均，求出一种趋势值，用来作为样本趋势的研究工具。它的移动方向和速度代表了样本集的整体态势。这一点在进行能耗数据分析时值得借鉴的。由于单根移动均线在判断未来变化趋势时的效果是有限的，虽然做到了数据变化的量化和可视化，但是并不能反映出变化趋势和变化的走向，而且数据的局部性太强，即一天的数据跟其他数据几乎毫无关系。预测决策者常常使用2条移动均线来判断发展走势。由于快速线要比慢速线更为活跃，使用2条均线产生的信号，要比用1条均线产生的信号所作的判断更加可靠。因此，双移动均线技术应用于能耗数据分析中时具有很好的趋势判断价值。布林线又称包络线，是根据统计学中的标准差原理设计的一种相对比较实用的技术指标，它反映了数据的波动状况。由上轨线、中轨线和下轨线组成，反映了数据的波动情况。布林线结合日能耗数据线应用于能耗数据分析时，可直观地体现能耗的极端情况和耗能趋势。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是利用日能耗数据线、双移动均线和双通道布林线综合对能耗数据进行可视化分析，为用户提供一种直观、快速的分析工具，以克服传统的单一统计图表技术应用于能耗数据分析时表现力差、内容偏少，无法直观地掌握能耗趋势的问题。(二)技术方案本专利技术提出的一种数据可视化图形的能耗数据分析方法，用于对能耗数据进行可视化分析，具体包括如下步骤：步骤S1：对累积的实时能耗数据进行统计，获得含有能耗单元按日计量的日能耗实际值、日能耗峰值累积值、日能耗谷值累积值、日能耗预测值的能耗数据集；步骤S2：以日能耗预测值作为开盘值，以日能耗实际值为收盘值，以日能耗峰值累积值为盘高值，以日能耗谷值累积值为盘低值，构建日能耗数据线；步骤S3：以本日日能耗实际值及前若干日日能耗实际值平均值作为均线当日值，构建日能耗数据双移动均线；步骤S4：利用均线当日值分别加上、减去若干倍标准差为上下轨道当日值，构建布林线式的日能耗数据双通道；步骤S5：在同一窗口中沿时间轴显示日能耗数据线、双移动平均线和双通道，构建出可视化展示耗能单元的能耗使用情况及近期趋势图。(三)有益效果(1)采用日能耗、谷值、峰值、预测值、均值多指标分析，进行横纵对比，同传统的单一统计图表分析相比，本专利技术有助于用户探寻能耗数据变化规律、变化趋势和周期性与连续性特征；(2)采用均值法和概率分布法预测理论用电量，找出异常点，对于异常点突出显示，便于发现能耗异常点；(3)通过可视化组件将能耗节约和浪费转化为可视化形式，以直观的方式显示耗能节约和浪费情况，有助于节能潜力分析；(4)可以同时显示多个月的中长期能耗数据，便于用户快速浏览和对比相当长时期的能耗数据水平及对应的指标。附图说明图1为本专利技术的基于日能耗数据线的能耗数据分析可视化方法的一个具体实施例的流程图；图2为本专利技术的能耗数据分析图的一个示例图；图3为日耗能实际值分布进行正态分布拟合示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术的基于日能耗数据线的能耗数据分析方法，分为数据预处理和能耗数据的可视化两个阶段，其原理是：在数据预处理阶段，对累积的实时能耗数据进行处理，获得耗能单元按小时能耗数据集，再对耗能单元按小时能耗数据集进行统计和预测，形成耗能单元日能耗数据集，耗能单元日能耗数据集至少包含如下数据项：按日计量的日能耗实际值、日能耗峰值累积值、日能耗谷值累积值、日能耗预测值。在能耗数据的可视化阶段，对耗能单元日能耗数据集分别计算日能耗数据线各项指标值、双移动均线指标值、双通道指标值，在数据分析窗口绘制时间坐标轴，其坐标刻度按照日期顺序排列，对每个日期点绘制日能耗数据线、日能耗数据双移动均线、日能耗数据双通道，形成完整的日能耗数据分析图。图1为本专利技术提供的基于日能耗数据线理论的能耗数据分析方法的一个具体实施例的流程图。如图1所示，本专利技术的基于日能耗数据线理论的能耗数据分析方法包括以下步骤：步骤101：能耗数据的预统计处理：对累积的实时能耗数据进行预统计处理，形成耗能单元日能耗数据集，耗能单元日能耗数据集包含如下数据项：按日计量的日能耗实际值、日能耗峰值累积值、日能耗谷值累积值、日能耗预测值。获得能耗数据集包括如下步骤：步骤S11：对累积的实时能耗数据中相邻两个小时的能耗数据做差计算，得到各个小时的能耗值；算法如下：时钟点H示数X，点H+1的示数是X+a，则点H的小时能耗值为a；步骤S12：将各个小时能耗值的和为当天日能耗实际值，算法如下：时钟点n能耗值为an，则当天能耗实际值为a0+a1+…+an+…+a23；，n＝0，1，2....23；步骤S13：对24个每小时能耗值进行排序，得到小时能耗最大值amax和小时能耗最小值amin，以小时能耗最大值amax×24，获得日能耗峰值累积值，以小时能耗最小值amin×24，获得日能耗谷值累积值；步骤S14：对前M天的能耗实际值使用均值法和概率分布法计算出一天用电量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据可视化图形的能耗数据分析方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤S1：对累积的实时能耗数据进行统计，获得含有能耗单元按日计量的日能耗实际值、日能耗峰值累积值、日能耗谷值累积值、日能耗预测值的能耗数据集； 步骤S2：以日能耗预测值作为开盘值，以日能耗实际值为收盘值，以日能耗峰值累积值为盘高值，以日能耗谷值累积值为盘低值，构建日能耗数据线； 步骤S3：以本日日能耗实际值及前若干日日能耗实际值平均值作为均线当日值，构建日能耗数据双移动均线； 步骤S4：利用均线当日值分别加上、减去若干倍标准差为上下轨道当日值，构建布林线式的日能耗数据双通道； 步骤S5：在同一窗口中沿时间轴显示日能耗数据线、双移动平均线和双通道，构建出可视化展示耗能单元的能耗使用情况及近期趋势图。

【技术特征摘要】
1.一种数据可视化图形的能耗数据分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：对累积的实时能耗数据进行统计，获得含有能耗单元按日计量的日能耗实际值、日能耗峰值累积值、日能耗谷值累积值、日能耗预测值的能耗数据集；
步骤S2：以日能耗预测值作为开盘值，以日能耗实际值为收盘值，以日能耗峰值累积值为盘高值，以日能耗谷值累积值为盘低值，构建日能耗数据线；
步骤S3：以本日日能耗实际值及前若干日日能耗实际值平均值作为均线当日值，构建日能耗数据双移动均线；
步骤S4：利用均线当日值分别加上、减去若干倍标准差为上下轨道当日值，构建布林线式的日能耗数据双通道；
步骤S5：在同一窗口中沿时间轴显示日能耗数据线、双移动平均线和双通道，构建出可视化展示耗能单元的能耗使用情况及近期趋势图。
2.如权利要求1所述的数据可视化图形的能耗数据分析方法，其特征在于：获得能耗数据集包括如下步骤：
步骤S11：对累积的实时能耗数据中相邻两个小时的能耗数据做差计算，得到各个小时的能耗值a；
步骤S12：将各个小时能耗值的和为当天日能耗实际值，算法如下：时钟点n能耗值为an，则当天能耗实际值为a0+a1+…+an+…+a23；，n＝0，1，2....23；
步骤S13：对24个每小时能耗值进行排序，得到小时能耗最大值amax和小时能耗最小值amin，以小时能耗最大值amax×24，获得日能耗峰值累积值，以小时能耗最小值amin×24，获得日能耗谷值累积值；
步骤S14：对前M天的能耗实际值使用均值法和概率分布法计算出一天用电量的日能耗预测值；均值法计算过程为：前M天的日能耗实际值vi为[v1，…，vM]，均值法日能耗预测值为(v1+…+vM)/M；vM为日能耗实际值，i为前M天的天数，i＝1，2，3，......，M，概率分布法计算过程为：对M天的日能耗实际值进行排序并统计每个能耗实际值所对应的天数，以日能耗实际值为横坐标，对应天数为纵坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹，关强，杨江卫，
申请(专利权)人：秦皇岛中科百捷电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13