基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流用電行為分析

1、1.基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流用電行為分析2身份證號(hào)碼：65290119810621*摘要：基于電網(wǎng)營銷系統(tǒng)關(guān)于吐魯番市冷庫企業(yè)各年度、月度用電量數(shù)據(jù)和各項(xiàng)電費(fèi)相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合冷鏈物流各環(huán)節(jié)信息流，梳理基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流業(yè)務(wù)模式，以時(shí)間歷史曲線分析方法對(duì)冷庫企業(yè)電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為冷庫企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控用能情況提供決策依據(jù)。1.引言數(shù)據(jù)已成為國家戰(zhàn)略性資源，并作為新型生產(chǎn)要素寫入中央關(guān)于要素市場(chǎng)化配置的文件中。2020年中共中央國務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場(chǎng)化配置體制機(jī)制的意見發(fā)布，明確數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素與土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)等傳統(tǒng)要素并列，并提出提升社會(huì)數(shù)據(jù)資源價(jià)值，培育數(shù)字經(jīng)濟(jì)新產(chǎn)業(yè)

2、、新業(yè)態(tài)和新模式，規(guī)范數(shù)據(jù)開發(fā)利用場(chǎng)景的要求。隨著“數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的全面推進(jìn)，迫切需要全面推進(jìn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)快速流通，規(guī)范數(shù)據(jù)資產(chǎn)開放共享的交易行為，進(jìn)一步釋放電力數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價(jià)值。2020年12月中央經(jīng)濟(jì)會(huì)議透露出我國冷庫市場(chǎng)發(fā)展新信號(hào)，水果、豬肉的漲幅從2019年以來逐月加快，冷庫需求將持續(xù)提升；會(huì)議提出加強(qiáng)冷鏈物流建設(shè)，減稅降費(fèi)，冷庫市場(chǎng)成本或?qū)⒂兴陆怠ｋS著人們生活水平不斷提高，對(duì)食品的多樣化、新鮮程度和安全性等物質(zhì)消費(fèi)要求越來越高，與之對(duì)應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn)冷鏈物流成為大勢(shì)所趨。而在冷鏈全過程中直接和間接涌現(xiàn)或蘊(yùn)藏的巨大信息流和數(shù)據(jù)流，利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈，

3、實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+冷鏈物流”的數(shù)據(jù)化和可視化。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀美國將物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)程控制、信息技術(shù)項(xiàng)目管理、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用于冷鏈物流生產(chǎn)運(yùn)營中，特別是在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)后取得了很大經(jīng)濟(jì)效益。Xu、Siraj與Qi(2015)介紹了一種基于云計(jì)算的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)挖掘與決策支持模型，優(yōu)化了企業(yè)的新鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的云計(jì)算跟蹤平臺(tái)1。Badia-Melis等人(2016)從不同制冷場(chǎng)景故障的角度討論了三種數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)工具，對(duì)冷庫冷車中監(jiān)控設(shè)備的安置進(jìn)行了詳細(xì)的研究，力求在保證檢測(cè)準(zhǔn)確度的情況下節(jié)約成本。Singh等人(2018)提出了一種將冷鏈物流與大數(shù)據(jù)結(jié)合的模型，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合供給與需求信息提供冷鏈決

4、策，利用優(yōu)秀的算法分配冷鏈運(yùn)輸與存儲(chǔ)資源，從而提升冷鏈物流效率，減少浪費(fèi)，提升服務(wù)質(zhì)量3。我國冷鏈物流與國外相比發(fā)展起步晚，硬件設(shè)施欠缺，相關(guān)科研成果少。大多只是將冷鏈物流與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。郭雙盈等(2014)探討了大數(shù)據(jù)分析是否能夠幫助冷鏈物流企業(yè)克服困難，以及如何擁抱大數(shù)據(jù)帶來的新機(jī)遇4。李莉(2015)分析了大數(shù)據(jù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中應(yīng)用的必要性，提出了大數(shù)據(jù)在冷鏈物流中的應(yīng)用戰(zhàn)略5。董鵬、胡培新(2015)提出了物流企業(yè)最終成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型企業(yè)，是企業(yè)在大數(shù)據(jù)時(shí)代進(jìn)一步發(fā)展的必要條件6。1.相關(guān)理論概述1.電力大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是客觀事實(shí)經(jīng)過獲取、存儲(chǔ)和表達(dá)后得到的結(jié)果，通常以文本

5、、數(shù)字、圖形、圖像、聲音和視頻等表現(xiàn)形式存在。融入電力行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)生產(chǎn)核心階段后，電力大數(shù)據(jù)是指在發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)所采集、加工與分析而取得的電力相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集合。電力大數(shù)據(jù)是電力公司的新型資產(chǎn)，能夠促進(jìn)電力公司的業(yè)務(wù)管理向更精細(xì)、更高效的方向發(fā)展。電力大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中存在著對(duì)行業(yè)內(nèi)外能源數(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(huì)使電力大數(shù)據(jù)發(fā)揮出更大價(jià)值。1.冷鏈物流冷鏈(coldchain)是利用溫度控制技術(shù)，使需要冷藏的食品和藥品在生產(chǎn)、加工、包裝、倉儲(chǔ)、運(yùn)送及銷售的整個(gè)過程中，始終處于特定的溫濕度環(huán)境中

6、，以確保貨品質(zhì)量為目的的全套綜合設(shè)施與管理措施。冷鏈物流的核心在于時(shí)間、溫度和耐藏性，為了在冷鏈各個(gè)環(huán)節(jié)保證食品和藥品的品質(zhì)，冷鏈物流以冷藏冷凍工藝學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代人工制冷技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)加工、運(yùn)輸和銷售過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是具有高投資、高技術(shù)含量的低溫系統(tǒng)工程。1.電力大數(shù)據(jù)對(duì)冷鏈物流用電行為分析1.研究路徑以各類冷鏈物流企業(yè)以及其相關(guān)的上下游企業(yè)的電力數(shù)據(jù)信息和以時(shí)間維度劃分的各企業(yè)尖峰平谷用電量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合各企業(yè)的基礎(chǔ)信息，包括投產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)、產(chǎn)能銷量數(shù)據(jù)和行業(yè)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，建立以電力大數(shù)據(jù)為視角的行業(yè)發(fā)展監(jiān)測(cè)分析模型、相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)調(diào)整預(yù)測(cè)模型、行業(yè)配套性和競(jìng)爭(zhēng)性影響因子

7、模型。重點(diǎn)關(guān)注各企業(yè)在設(shè)定的時(shí)間周期內(nèi)的用電量、同比情況與企業(yè)產(chǎn)量銷量的關(guān)聯(lián)波動(dòng)情況，以及對(duì)上下游企業(yè)用電量的關(guān)聯(lián)情況，以此對(duì)吐魯番市的冷庫產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，為政府對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的拓展規(guī)劃提供輔助性決策通過對(duì)各冷庫企業(yè)用電量以及用電數(shù)據(jù)的分析，來判斷行業(yè)整體發(fā)展水平。通過各項(xiàng)用電行為，分析行業(yè)用電規(guī)律；同時(shí)進(jìn)行用電和產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整預(yù)測(cè)，輸出行業(yè)實(shí)時(shí)投產(chǎn)概率、行業(yè)用電對(duì)比情況以及宏觀經(jīng)濟(jì)影響指標(biāo)體系的分析函數(shù)和運(yùn)算模型，判斷行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃建議，并將行業(yè)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示。1.電力+冷鏈物流業(yè)務(wù)模式分析冷鏈物流企業(yè)用能監(jiān)測(cè)，降低企業(yè)用電成本。從電力大數(shù)據(jù)視角出發(fā)，對(duì)冷鏈產(chǎn)業(yè)相

8、關(guān)企業(yè)的年度、月度用電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，深入分析其各時(shí)間階段的用電量數(shù)據(jù)以及無功電量數(shù)據(jù)；同時(shí)結(jié)合冷庫企業(yè)的正常電費(fèi)、基本電費(fèi)、力調(diào)電費(fèi)以及獎(jiǎng)懲系數(shù)等電費(fèi)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，研判企業(yè)用電結(jié)構(gòu)是否失衡，用能控制是否高效；并且融合冷鏈物流外部數(shù)據(jù)，對(duì)接冷鏈物流上游與消費(fèi)終端的信息，預(yù)估消費(fèi)者需求，調(diào)整冷庫供需平衡，確保電力高效供應(yīng)和冷庫中農(nóng)產(chǎn)品的無用占有及損耗。冷鏈環(huán)節(jié)設(shè)備監(jiān)測(cè)，提高生產(chǎn)線效率。通過對(duì)冷鏈物流預(yù)冷加工、冷庫儲(chǔ)存和冷鏈運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)所涉及的相關(guān)設(shè)備的用電監(jiān)測(cè)，一方面對(duì)冷鏈物流各環(huán)節(jié)生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化，提高冷庫企業(yè)用能效率；另一方面通過對(duì)各設(shè)備的用電信息監(jiān)測(cè)和追溯，同時(shí)關(guān)聯(lián)冷鏈環(huán)節(jié)中產(chǎn)品的質(zhì)量、病菌等監(jiān)控

9、數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備供冷情況，保障設(shè)備用電充足及高效。1.基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流智慧平臺(tái)設(shè)計(jì)構(gòu)思基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流智慧平臺(tái)是客戶關(guān)系管理、運(yùn)營管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)提供大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)功能，管理整個(gè)平臺(tái)的軟硬件資源和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)和開發(fā)接口。以冷鏈監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)，輔助電力大數(shù)據(jù)全監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)貨物全程數(shù)據(jù)的可追溯，冷鏈物流智慧平臺(tái)可為多級(jí)承運(yùn)商提供數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、備份和查詢服務(wù)，結(jié)合高級(jí)數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)可視化精細(xì)管理與質(zhì)量控制。售戶琵垂管理高域報(bào)表屮心商也看龍分析武他應(yīng)用1|訂單盜潢款框抿口API權(quán)限昔理故梔配換控制且融組伸業(yè)弄曲用IE升瑕蛀散

10、惦背理圖1基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流智慧平臺(tái)設(shè)計(jì)構(gòu)思1.吐魯番冷庫用戶用能分析案例國網(wǎng)新疆吐魯番吐魯番供電公司，通過開展冷庫企業(yè)調(diào)研，利用大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析葡萄干產(chǎn)業(yè)用能情況，對(duì)吐魯番市2018至2021年度冷庫企業(yè)用電數(shù)據(jù)開展綜合分析，識(shí)別各企業(yè)生產(chǎn)狀況，為政府主管部門、行業(yè)組織、相關(guān)企業(yè)提供支撐和決策參考。1.吐魯番冷庫企業(yè)用電量分析截至2021年7月，吐魯番全市冷庫用戶共有88家，冷庫用戶用電總量為3177.83萬kwh。2019年用電量為近幾年最高，為1021.85萬kwh，較2018年同比上漲35.71%；2020年受疫情影響，全年用電總額較2019年下降10.45%；2021年截至7月，

11、用電量為488.00萬kwh，增長(zhǎng)情況好于2018年，但總體趨勢(shì)來看未恢復(fù)至疫情前高峰期水平。對(duì)近年來冷庫全用戶每月度用電趨勢(shì)進(jìn)行分析，每年用電高峰為8-9月，全年周期內(nèi)存在較為明顯的用電峰谷，與季節(jié)原因存在較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性。此外，2020年全年受疫情影響，在3月疫情爆發(fā)時(shí)，當(dāng)月用電量為全年最低，且較2019年同比下降16.39%；而隨著疫情得到控制逐漸恢復(fù)用電，8月用電量為123.08萬kwh,達(dá)到全年用電最高，但比上年同期下降20.63%；同時(shí)9月出現(xiàn)小范圍周期內(nèi)較大幅度跌幅，環(huán)比下降39.80%，考慮是否為新疆第二次疫情爆發(fā)帶來的沖擊。圖2冷庫企業(yè)年度用電量分布從每年度谷峰平三個(gè)時(shí)段用電情況

12、來看,平時(shí)段用電量最多,占整體用電量41.58%,各年度平時(shí)段用電量存在上漲趨勢(shì),2019年同比上漲43.07%；2020年雖然受疫情沖擊,較2019年下降1.77%,但較2018年同比上漲40.54%。而峰時(shí)段整體用電量受疫情影響較為明顯,2020年峰時(shí)段用電總量較2019年下降20.90%。2021年截至7月,平時(shí)段用電總量恢復(fù)程度較好,而谷、峰時(shí)段用電水平較低。細(xì)分至各月度用電來看,三個(gè)用電時(shí)段與整體用電規(guī)律基本一致,且每個(gè)時(shí)段各月度用電趨勢(shì)走向也高度重合,然而從2020年四季度開始到近年7月平時(shí)段用電量保持較好增長(zhǎng),另外兩個(gè)時(shí)段用電量情況增長(zhǎng)疲軟。ASXfCitXiiWO.WMJUiX

13、UA-CI0P.RHHWW2.11-101咖.woSCiKKIIv*imoiXHFM止月圖3冷庫企業(yè)各時(shí)段用電量分布1.吐魯番冷庫企業(yè)電費(fèi)分析對(duì)冷庫用戶近年來電費(fèi)總額進(jìn)行分析，由于2019年全年用電量大幅上漲，相應(yīng)的全年電費(fèi)總額達(dá)585.31萬，2019年全年電費(fèi)總額較2018年同比上漲40.46%，2020年受疫情影響同比下降72.10%。前文分析結(jié)果顯示，2019年用電量同比上漲35.71%，2020年下降10.45%，2020年電量漲跌幅度與電費(fèi)漲跌幅度相差較大，說明2020年期間，冷庫用戶電費(fèi)成本有一定的下降。IDW.bjai-a*p4ff圖4冷庫企業(yè)電費(fèi)總額情況深入至各年度平均每度電

14、價(jià)來看，近年來每家冷庫企業(yè)平均電價(jià)方面逐年遞減，2018年平均每戶冷庫企業(yè)每度電價(jià)僅為0.28元，2019年同比下降10.42%；2020年疫情期間同比下降30.23%，為僅年來平均每戶均價(jià)最低；2021年截至7月，平均每戶冷庫企業(yè)平均每度電價(jià)較2020年小幅上漲。細(xì)分至各月每度電費(fèi)均價(jià)來看，2018年7月每家冷庫企業(yè)平均電價(jià)達(dá)近幾年來的峰值0.64元，以及2018年10月、2019年7月和2020年9月攀升至0.52元和0.5元；其余各月度平均每家冷庫企業(yè)平均電價(jià)保持較穩(wěn)定的低位水平。數(shù)據(jù)顯示，冷庫企業(yè)整體用電成本控制較好，可逐步擴(kuò)大產(chǎn)能，各公司應(yīng)著眼整體規(guī)劃發(fā)展，提前合理配置資源。力率電費(fèi)

15、與公司實(shí)際功率因素相關(guān)，為獎(jiǎng)懲系數(shù)和電量調(diào)整基數(shù)的乘積。近年來，公司力率電費(fèi)總額占總電費(fèi)的3.85%，2019年全年冷庫用戶力率電費(fèi)最高為21.71萬，較上年同比上漲53.59%；2020年受疫情影響，全年力率電費(fèi)同樣處于高位21.57萬元，較2019年同比下降0.67%，較2018年上漲52.56%；2021年截至7月，逐步恢復(fù)到疫情前水平，目前上半年力率電費(fèi)已達(dá)7.96萬。但細(xì)分至各月度來看，平均每家冷庫用戶在2019年12月力率電費(fèi)為近年來各月中最高，各年度力率電費(fèi)呈現(xiàn)倒V字趨勢(shì)；此外2019、2020年力率電費(fèi)達(dá)最高也有在非夏季高溫時(shí)段力率電費(fèi)仍處于高位。分析表明，公司應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備

16、和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管控，減少無用功的產(chǎn)生，以降低公司用能成本。近年來，從各時(shí)段平均每戶目錄電價(jià)分布顯示，規(guī)律較為明顯，除2020年7月和10月之外其他月份且波動(dòng)程度極小，總體來看各時(shí)段執(zhí)行電價(jià)均高于目錄電價(jià)。平均每戶谷峰平各時(shí)段實(shí)際執(zhí)行電價(jià)分別不高于0.25、0.85和0.6，而在2020年10月分別達(dá)到了0.28、1.03和0.8。其數(shù)據(jù)表明，近年來公司各時(shí)段用電量除了以上兩個(gè)月之外波動(dòng)幅度較小，說明冷庫整體生產(chǎn)情況、用電情況保持穩(wěn)定，但也側(cè)面反映出冷庫產(chǎn)量未有較大提升。對(duì)比來看，谷時(shí)段中合計(jì)電價(jià)對(duì)比目錄電價(jià)漲幅在4.76%至33.33%；峰時(shí)段合計(jì)電價(jià)漲幅范圍在1.27%至35.53%平時(shí)段合計(jì)

17、電價(jià)對(duì)比目錄電價(jià)漲幅范圍在2%至63.27%。谷峰平各用電時(shí)段數(shù)據(jù)顯示，平時(shí)段用電總量最多，占比41.58%；峰時(shí)段電費(fèi)總額最多，占比39.66%。電費(fèi)方面，各月度區(qū)間內(nèi)，2020年10月，平時(shí)段電費(fèi)出現(xiàn)斷崖式下跌，環(huán)比降幅達(dá)78.33%；其余各用電時(shí)段波動(dòng)規(guī)律及波動(dòng)幅度均呈現(xiàn)較大幅度相似。2020年全年受疫情影響，各時(shí)段電費(fèi)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。圖6冷庫企業(yè)目錄電價(jià)和執(zhí)行電價(jià)趨勢(shì)結(jié)束語通過深入分析基于電力大數(shù)據(jù)的冷鏈物流企業(yè)用電行為和用能規(guī)律，梳理冷鏈物流大數(shù)據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)模式，構(gòu)建智慧冷鏈平臺(tái)，為冷庫企業(yè)更好監(jiān)測(cè)用電情況以及電力公司對(duì)冷鏈產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)用能監(jiān)測(cè)提供了切實(shí)保障。在后續(xù)的數(shù)據(jù)增值服務(wù)中，應(yīng)進(jìn)一步

18、加強(qiáng)電力大數(shù)據(jù)與冷鏈物流各環(huán)節(jié)的深度融合和關(guān)聯(lián)，整合應(yīng)用內(nèi)外部多方數(shù)據(jù)，輔以可視化技術(shù)以及空間分布分析和時(shí)間歷史曲線分析等方法對(duì)冷鏈物流企業(yè)運(yùn)營情況及發(fā)展趨勢(shì)做深入研判、決策、預(yù)警和預(yù)報(bào)。參考文獻(xiàn)1.KOD,KWAKY,CHOID,etal.DesignofSmartColdChainApplicationFrameworkBasedonHadoopandSpark.2015.InternationalJournalofSoftwareEngineeringandItsApplicationsJ,9:99-106.2.Badia-MelisR,McCarthyU,UysalIDataestimationmethodsforpredictingtemperaturesoffruitinrefrigeratedcontainersJ.BiosystemsEngineering.2016Nov1;151:261-72.3.SinghAK,SubramanianN,PawarKS,BaiR.Coldchainconfigurationdesi