1.一种绿色电力溯源的能源管理方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:建立包含多种能源属性的数据库,用于存储不同电力来源的属性信息,具体过程如下:明确需要存储的能源属性,包括发电方式、时间、地点、环境影响和碳足迹,从电力公司及气象站来源获取相关数据,根据需求设计数据库结构,包括数据表、字段和关联关系,以优化数据存储和查询;
清洗和标准化数据,包括单位转换,然后导入数据库,检查数据的准确性和完整性,并在数据库中建立索引以提高查询速度;
制定流程定期更新数据库,确保信息最新,对数据库进行选择和优化,并针对数据设计存储和查询优化策略;具体过程如下:确定数据存储需求,包括数据量大小、数据增长速度、查询频率及数据访问模式,根据需求选择对应的数据库类型,包括关系型数据库、NoSQL数据库或时间序列数据库;
设计数据库架构,包括数据模型、表结构及索引策略;
基于读写能力、并发处理能力、数据吞吐量,对选定的数据库进行性能评估以得到综分值;
将得到的综分值与预设综分阈值进行比对,当综分值大于预设的综分阈值时,则判断该数据库的性能达标;
反之,则判断该数据库的性能未达标,当数据库的性能未达标时,在测试环境中对数据库进行测试,包括负载测试及压力测试,根据测试结果分析数据库性能未达标的原因,并针对原因进行针对性的优化,直至数据库的性能达到标准;
其中对选定的数据库进行性能评估以得到综分值的过程如下:通过监测读写速度,获取预设时间段的平均读写速度,将该预设时间段的不同时刻的读写速度形成一组数值,计算该组数值的方差,并记为稳评值,以此稳评值作为衡量读写稳定性的标准,再将并发处理能力及数据吞吐量分别赋予1-20的评分,并分别记为发评值及处评值;
分别将得到的平均读写速度、稳评值、发评值及处评值分别标定为p、w、f及c,归一化处理后代入以下公式:以得到综分值ZFZ,式中分别为平均读写速度、稳评值、发评值及处评值的预设权重系数,并以得到的综分值作为衡量数据库的性能标准;
配置数据库的高可用性,包括主从复制及制定灾难恢复计划;
S2:通过传感器收集电力使用数据,并实时上传至S1建立的数据库中;
S3:利用大数据分析技术,对收集到的数据进行处理,确定电力的来源;具体步骤如下:将来自多个传感器和数据源的信息整合到一个数据平台,并进行清洗以确保数据质量;
从数据中提取关键特征,包括时间戳、功率变化和频率波动;
运用统计学和机器学习技术,包括决策树、随机森林、支持向量机和神经网络,建立模型并进行训练;
评估不同特征对电力来源识别的贡献度,优化模型性能;
使用测试数据集验证模型,评估准确性,并根据结果进行调整以优化模型性能;
对模型的预测结果进行解释,并使用图表和仪表板形式展示分析结果,以便用户理解;
其中评估不同特征对电力来源识别的贡献度,优化模型性能的具体操作步骤如下:首先对提取的关键特征进行多种不同形式的组合,对每组组合的特征均进行分割,分割为训练集和测试集,使用训练集数据训练机器学习模型,再通过模型内部的特征重要性评分评估每个特征对预测结果的贡献;
使用测试集数据评估模型的性能,具体通过基于性能参数,性能参数包括:准确率、召回率、F1分数、ROC-AUC,将性能参数进行标准化处理,并分别赋予1-100的评分,归一化处理后通过加权求和的方式得到的综合评分;
对不同组合的特征均进行测试,得到不同组合的特征建立的模型性能综合评分,将所有综合评分按照大小进行排序,选择综合评分最大的组合特征作为最优组合特征;
对最优组合特征中的每个特征进行重要性评分的分析,筛除低于预设阈值的重要性评分的特征,并选取其他备选特征进行替换,其中其他备选特征的重要性评分均大于预设阈值,得到最终的特征组合,并以此特征组合作为最优特征组合;
S4:通过区块链技术记录每单位电力的来源和流转过程,确保数据的不可篡改性;
S5:为用户提供用户界面,展示电力的来源信息和绿色属性验证结果。
2.根据权利要求1所述的一种绿色电力溯源的能源管理方法,其特征在于,所述S2的具体操作步骤如下:根据所需数据类型选择相匹配的传感器,并在电力系统中部署以收集数据;
从传感器读取数据,并进行预处理,包括滤波、校准和单位转换,选择对应的通信协议,确保数据高效、安全地传输;
将预处理后的数据通过选定的通信协议实时上传到数据库,构建网络架构,确保传感器与服务器间的通信,并实施冗余和故障转移机制;
在服务器端部署系统,用于接收、存储和处理上传的数据,实施监控机制以确保数据上传的连续性和完整性,并定期维护传感器和数据传输链路;
在数据上传过程中实现异常检测机制,当发现问题,立即触发报警并采取修复措施。
3.根据权利要求2所述的一种绿色电力溯源的能源管理方法,其特征在于,所述S2中的异常检测机制的过程如下:首先定义异常情况的标准,包括数据超出正常范围、数据丢失、传输延迟超过阈值,集成异常检测算法,用于实时分析数据流,识别异常模式;
持续跟踪数据上传的状态和质量,设计数据完整性检查机制,确保上传的数据没有在传输过程中被篡改或损坏,利用故障诊断工具识别和定位数据传输过程中的问题;
设计报警过程,当检测到异常时,通过电子邮件、短信、应用推送方式通知相关人员,制定自动化响应策略,当检测到异常,自动采取行动,包括重试数据传输、切换到备用网络连接;
实施日志记录,记录所有数据上传活动和异常事件,用于事后分析和审计;
对异常检测机制进行测试。
4.根据权利要求1所述的一种绿色电力溯源的能源管理方法,其特征在于,所述S4的具体操作步骤如下:根据需求、安全性、性能和成本选择适合的区块链,具体为公有链、联盟链或私有链;
制定规则,通过智能合约自动化电力数据的输入、验证、存储和更新,设计区块链数据结构,确保每单位电力的来源和流转过程信息的存储;
在区块链网络中部署节点,用于验证交易、维护账本和执行智能合约;
选择相匹配的共识机制以确保网络的安全性和效率,对数据进行加密,并实施权限管理,确保只有授权用户或节点进行访问或修改数据;
通过区块链网络节点验证新上链的数据,确保数据的真实性和合规性;提供接口供用户查询区块链上的电力数据,验证电力的来源和流转过程;
将区块链查询功能集成到用户界面,使用户能够访问和验证数据。
5.根据权利要求1所述的一种绿色电力溯源的能源管理方法,其特征在于,所述S5的具体操作步骤如下:确定用户界面需展示的信息,包括电力来源、时间、地点和绿色属性,并获取用户需求,设计用户界面,包括布局、颜色和字体,并使用图表、地图和时间线工具进行数据可视化;
使用HTML、CSS、JavaScript技术构建前端界面,并与后端数据库、分析平台和区块链接口集成;
实现数据查询、筛选、排序功能,并确保用户界面在不同设备上适配显示;
在用户界面中集成能源消耗监控、效率分析和报告仪表盘,提供实时和历史能源数据,辅助用户节能;
进行用户测试,收集反馈,优化界面性能,并建立反馈机制以持续改进用户体验。