Opower節(jié)能技術(shù)方案是在行為科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合基礎(chǔ)上形成的。傳統(tǒng)的節(jié)能降耗方案，重點(diǎn)放在了省錢(qián)和道德說(shuō)教的層面，沒(méi)有掌握行為科學(xué)的奧妙——告訴人們其鄰居的電費(fèi)帳單遠(yuǎn)要低于他的帳單，將更能有效刺激人們采取行動(dòng)，因?yàn)槿藗儠?huì)在潛意識(shí)里說(shuō)服自己，如果我的鄰居能夠做到，那么我也能做到。

0、引言

美國(guó)Opower公司于2007年成立，是一家能源領(lǐng)域的軟件服務(wù)公司。目前Opower已與9個(gè)國(guó)家超過(guò)95家電力公司簽訂了合作協(xié)議，覆蓋的家庭用戶和商業(yè)用戶超過(guò)5000萬(wàn)戶。美國(guó)50家最大的售電公司中，有28家與Opower是合作伙伴。

Opower結(jié)合行為科學(xué)、云數(shù)據(jù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析，為用戶提供用能服務(wù)，幫助售電公司建立更穩(wěn)定的客戶關(guān)系并實(shí)施需求響應(yīng)。Opower的實(shí)踐是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的典型案例，有借鑒價(jià)值。

1、云數(shù)據(jù)平臺(tái)

Opower的云數(shù)據(jù)平臺(tái)在集成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)聚合系統(tǒng)和用戶智能系統(tǒng)等通用系統(tǒng)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了三個(gè)引擎：數(shù)據(jù)分析引擎、自動(dòng)化引擎和傳遞引擎，如圖1所示。其中數(shù)據(jù)分析引擎包括用戶觀點(diǎn)調(diào)研分析、用戶數(shù)據(jù)分析和電力公司視角的數(shù)據(jù)分析;自動(dòng)化引擎包括內(nèi)容管理、用戶分類和目標(biāo)管理;傳遞引擎包括外送通道、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和CSR接口。

圖1 數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

1.1數(shù)據(jù)聚合系統(tǒng)

將海量和分散的數(shù)據(jù)集導(dǎo)入到同一系統(tǒng)中，是數(shù)據(jù)分析所必需的。該平臺(tái)將來(lái)自電力公司的用戶系統(tǒng)、電表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，客戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)，和第三方數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)接入到數(shù)據(jù)聚合系統(tǒng)中，既包含了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)也包含非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將根據(jù)基于歷史數(shù)據(jù)建立的規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)和清洗。

1.2用戶數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)

用戶數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)將電力公司用戶數(shù)據(jù)、用戶交互數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)和第三方數(shù)據(jù)集中進(jìn)行集中存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用了Hadoop和HBase，為電力公司統(tǒng)一展示用戶屬性、行為和趨勢(shì)。該數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)儲(chǔ)存著超過(guò)7000萬(wàn)用戶的數(shù)據(jù)和每年超過(guò)4000億條的電表數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^(guò)Opower的用戶智能(Customer Intelligence)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。

1.3數(shù)據(jù)分析引擎

Opower的數(shù)據(jù)分析引擎基于多源數(shù)據(jù)進(jìn)行高速計(jì)算，可對(duì)用戶、電表數(shù)據(jù)和負(fù)荷特性等進(jìn)行分類識(shí)別，對(duì)用戶電費(fèi)賬單進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)電表特性進(jìn)行分析。該計(jì)算分析具有大數(shù)據(jù)特性，計(jì)算結(jié)果可以被優(yōu)化和精細(xì)化，因?yàn)橛?jì)算分析中以已經(jīng)獲取的全球范圍的大規(guī)模、多類型用戶數(shù)據(jù)和電表數(shù)據(jù)作為計(jì)算基礎(chǔ)。

1.4自動(dòng)化引擎

自動(dòng)化引擎和數(shù)據(jù)分析引擎相結(jié)合，可對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)分類，針對(duì)每個(gè)用戶分析出其個(gè)性、心理和行為特點(diǎn)。

1.5傳遞引擎

可在短時(shí)間內(nèi)外傳百萬(wàn)條信息給電力公司或用戶。傳遞引擎可協(xié)調(diào)所有信息傳送渠道，包括電子郵件、郵政郵遞、SMS，互動(dòng)式語(yǔ)音應(yīng)答(IVR)，網(wǎng)絡(luò)上傳，移動(dòng)通信終端和CSR接口。傳送后的反饋信息可以自動(dòng)返回到自動(dòng)化引擎和數(shù)據(jù)分析引擎中，以便動(dòng)態(tài)改變分析內(nèi)容以及傳送方式。

1.6CI、BI和APIs

該平臺(tái)具有可擴(kuò)展性，使電力公司可以通過(guò)多種方式調(diào)用用戶數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。CI、BI工具為電力公司對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)提供了手段，APIs使電力公司可實(shí)時(shí)讀寫(xiě)Opower提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。該平臺(tái)可與電力公司既有的系統(tǒng)的之間的互通提供了可能。

2、研究方法

Opower的每個(gè)解決方案是融合多領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)基礎(chǔ)上形成的，行為科學(xué)的知識(shí)和方法在其中發(fā)揮了最主要的作用。其第一個(gè)解決方案“家庭用能報(bào)告”，就是由行為心理學(xué)家牽頭設(shè)計(jì)而成。此后，每個(gè)投入應(yīng)用的解決方案的形成，都離不開(kāi)行為科學(xué)的理論和方法。

Opower在研究中體會(huì)到，平常情況下家庭用戶對(duì)用能情況是漠不關(guān)心的，如何才能促使其關(guān)心用能情況并持續(xù)參與節(jié)能活動(dòng)呢?Opower應(yīng)用行為科學(xué)，基于從電力公司獲取的用戶用能數(shù)據(jù)，揭示了用戶在用能方面的心理和行為：節(jié)省家庭電費(fèi)、拯救地球等道德說(shuō)教，諸如此類的激勵(lì)均不發(fā)揮作用，而鄰里之間用能的比較和競(jìng)爭(zhēng)卻有效激勵(lì)了用戶，起到了很好的效果。

考慮到用戶平時(shí)對(duì)用能情況的漠不關(guān)心，Opower必須使用戶在很有限的時(shí)間內(nèi)就能理解其解決方案并付之于行動(dòng)，這就要求解決方案應(yīng)基于簡(jiǎn)潔清晰的語(yǔ)言和可視化的效果，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)用戶造成強(qiáng)烈沖擊。解決方案要引導(dǎo)下一步的行動(dòng)，因此，向用戶發(fā)送的節(jié)能貼士中提出的方案一定要具有可操作性，使用戶可清楚地知道其下一步該如何行動(dòng)。為了穩(wěn)定并擴(kuò)大自己的用戶群，Opower堅(jiān)持一視同仁的態(tài)度，努力使每個(gè)用戶，無(wú)論年齡、收入、語(yǔ)言、能源知識(shí)掌握程度等，都能在任何地方收到正確的服務(wù)信息，使每個(gè)用戶感覺(jué)到服務(wù)是貼心的，節(jié)能活動(dòng)已成為生活中必需的內(nèi)容。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在Opower的解決方案中也發(fā)揮了重要作用。智能電表獲取的用戶用能數(shù)據(jù)迅速增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和可視化展現(xiàn)都提出了很高的要求，大數(shù)據(jù)技術(shù)為Opower的解決方案提供了有力地支持。Opower為用戶提供的解決方案不僅基于用戶用能數(shù)據(jù)，還綜合了用戶的住房信息(房間數(shù)、房齡)、用戶用電設(shè)備情況、周邊天氣、與電力公司的互動(dòng)情況等，在此基礎(chǔ)上，基于融合后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，對(duì)用戶進(jìn)行詳細(xì)分類，針對(duì)每個(gè)用戶特點(diǎn)，提供有針對(duì)性的，易被用戶接受的節(jié)能方案。

3、解決方案

目前Opower提供的最重要的解決方案就是用戶用能分析和節(jié)能建議，向用戶提出的節(jié)能建議以直觀、感性方式呈現(xiàn)在Opower提供的用能賬單或用能報(bào)告中。以柱狀圖等形式對(duì)用戶家中制冷、采暖、基礎(chǔ)負(fù)荷、其他各類用能等用電情況進(jìn)行分類列示，并與用戶的鄰里進(jìn)行比較，還根據(jù)用戶的用能情況，在賬單或報(bào)告上印上“笑臉”或“愁容”的圖標(biāo)，如圖2所示。

圖2 Opower向用戶提供的用能賬單

此外，Opower在不采用其他硬件設(shè)施、不依靠動(dòng)態(tài)電價(jià)的情況下，僅通過(guò)軟件系統(tǒng)及與用戶的溝通，實(shí)施需求響應(yīng)，降低用電高峰時(shí)的負(fù)荷峰值。在出現(xiàn)高峰負(fù)荷的前一日，Opower會(huì)通過(guò)郵件、電話聯(lián)系用戶，向用戶提出第二天的節(jié)電方案。如果用戶參與了節(jié)電，除直接的節(jié)能收益外，在部分項(xiàng)目中Opower會(huì)對(duì)用戶給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。與一些基于動(dòng)態(tài)電價(jià)、智能用電設(shè)備實(shí)施的需求響應(yīng)方案相比，這種技術(shù)方案更經(jīng)濟(jì)，但卻取得了更好的效果。

另外，其與用戶溝通的方式也極為豐富，從最傳統(tǒng)的紙質(zhì)郵件，到短消息、電子郵件、在線平臺(tái)，一應(yīng)俱全。

4、應(yīng)用效果

根據(jù)OPower的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，接受其服務(wù)后，在能效項(xiàng)目中平均每個(gè)家庭能夠節(jié)省1.5%~2.5%左右的能源;在需求響應(yīng)項(xiàng)目中，通過(guò)提前一天通知負(fù)荷高峰并給出需求響應(yīng)建議，平均每個(gè)家庭能夠在負(fù)荷高峰日降低5%左右的負(fù)荷。同時(shí)根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，OPower項(xiàng)目依據(jù)其個(gè)性化的服務(wù)方式，在不同用戶類型中均取得了良好的應(yīng)用效果，用戶的收入、年齡、居住條件、參與項(xiàng)目前的能效水平等差異并未對(duì)造成應(yīng)用結(jié)果的過(guò)多影響。

根據(jù)其網(wǎng)站上的動(dòng)態(tài)信息，Opower已累計(jì)幫助用戶節(jié)省了超過(guò)80億千瓦時(shí)的電力，節(jié)省電費(fèi)超過(guò)10億美元，減排二氧化碳超過(guò)110億磅(約合540萬(wàn)噸)，隨著用戶規(guī)模逐漸增大，這些數(shù)據(jù)均以加速度在增長(zhǎng)。

5、結(jié)語(yǔ)

Opower節(jié)能技術(shù)方案是在行為科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合基礎(chǔ)上形成的。傳統(tǒng)的節(jié)能降耗方案，重點(diǎn)放在了省錢(qián)和道德說(shuō)教的層面，沒(méi)有掌握行為科學(xué)的奧妙——告訴人們其鄰居的電費(fèi)帳單遠(yuǎn)要低于他的帳單，將更能有效刺激人們采取行動(dòng)，因?yàn)槿藗儠?huì)在潛意識(shí)里說(shuō)服自己，如果我的鄰居能夠做到，那么我也能做到。正是基于這一邏輯，Opower才設(shè)計(jì)出其一目了然而又促人行動(dòng)的帳單形式。Opower個(gè)性化、定制型的服務(wù)思路，不僅有效吸引了用戶對(duì)節(jié)能活動(dòng)的廣泛參與，更滲透到公司各項(xiàng)業(yè)務(wù)中，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的整體提升。這樣有針對(duì)性的技術(shù)方案需要以了解用戶的收入、生活和心理狀況為前提，這離不開(kāi)大量的數(shù)據(jù)的分析挖掘，離不開(kāi)大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持。

我國(guó)新電改政策出臺(tái)后，售電側(cè)即將開(kāi)放，在電改和“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)下，用戶的多樣性服務(wù)將變得更加重要，Opower的實(shí)踐對(duì)我國(guó)未來(lái)能源服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展具有重要的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

杰克˙萊文，碩士，美國(guó)奧能公司戰(zhàn)略總監(jiān)兼總裁助理。

張東霞，博士，教授級(jí)高工，中國(guó)電科院配電所副所長(zhǎng)，從事大電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析，智能電網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用。

馬文媛，碩士，中國(guó)電力科學(xué)研究院配電所國(guó)際專責(zé)，IEC PC 118智能電網(wǎng)用戶接口項(xiàng)目委員會(huì)秘書(shū)助理。