綜合能源智慧管理系統(tǒng)架構(gòu)

時間：2022-08-04作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：189

摘 要：探討了國內(nèi)外能源互聯(lián)網(wǎng)的研究發(fā)展，分析了有關(guān)綜合智慧能源管理系統(tǒng)的定位，以及系統(tǒng)的主要特點，研究了綜合智慧能源管理系統(tǒng)的構(gòu)架以及模式規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：綜合能源；智慧管理系統(tǒng)；架構(gòu)分析

引言

能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)，它的誕生改變了人們對能源生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換以及定價等步驟的模式。現(xiàn)階段，我們要關(guān)注的問題就是如何推動能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。多能源系統(tǒng)分析的本質(zhì)就是區(qū)域能源網(wǎng)，同時也是多能源系統(tǒng)特性的一種表現(xiàn)形式。從功能方面來說，多能源系統(tǒng)首先能夠?qū)λ心茉吹姆N類進行有效的整合，然后參照每一種能源的成本、對環(huán)境產(chǎn)生的影響來對能源進行相關(guān)的分配。從能源服務(wù)方面來說，首先充分了解用戶對于各個能源的需求，通過計算機技術(shù)對這些不同的需求進行相應(yīng)的分析，然后再對不同的能源進行調(diào)配處理，需要合理性，盡可能地減少能源的浪費。這樣就可以很好地提高能源的利用效率，**能源的可持續(xù)發(fā)展。

1 國內(nèi)外能源互聯(lián)網(wǎng)的研究發(fā)展

能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的研究方向分為兩種：一種是國內(nèi)的發(fā)展方向，一種是國外的發(fā)展方向。

1.1 國外能源互聯(lián)網(wǎng)的研究進展

美國的能源互聯(lián)網(wǎng)研究打破了傳統(tǒng)的能源互聯(lián)網(wǎng)模式，利用的是類互聯(lián)網(wǎng)的理念來對能源網(wǎng)絡(luò)進行再一次的構(gòu)建。將分布式能源網(wǎng)絡(luò)作為目的，構(gòu)建一種可以實現(xiàn)區(qū)域自治、開放對等的區(qū)域的一種互聯(lián)網(wǎng)能源系統(tǒng)。FREEDM項目為能源路由器的開展提供了良好的技術(shù)以及理論支持。現(xiàn)階段，國外一所大學(xué)以電力電子變壓器為要點，以遠程控制將能源管理系統(tǒng)設(shè)為輔助功能的路由器已經(jīng)被成功研發(fā)出來。目前為止，國外已經(jīng)在很多的**區(qū)開展了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，并且已經(jīng)**了不小的成就。

1.2 國內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)的研究進展

相比較國外的能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，我國的能源互聯(lián)網(wǎng)研究還處于理論研究階段，發(fā)展不成熟，并且執(zhí)行力度不高。但是隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些研究者對于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究較加深入，并且有了很大的成就。學(xué)者、研究單位以及企業(yè)從各個方面對能源互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)以及產(chǎn)品研究都開展了探索工作。目前為止，區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的**交換設(shè)備能源路由器的相關(guān)功能已經(jīng)成功研究出來，還提出了一些能源互聯(lián)網(wǎng)路由器分層的設(shè)計方案。很多研究者還分析了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的一些構(gòu)造，利用仿真建模的方法得出了電力、熱力以及天然氣等能源的分配模式。我國公司以及各個能源企業(yè)也都積極地支持能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，分別從政策、項目等方面進行有效的支持。近年來，我國在能源互聯(lián)網(wǎng)方面**了很大的進步，但是在研究進程中還是會存在著很多的問題，需要不斷地解決問題，才能較好地促進我國能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，有效提高我國能源的利用效率，盡可能地減少能源的浪費，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，同時通過對能源進行合理的分配，提高能源的經(jīng)濟效益，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

2 綜合智慧能源管理系統(tǒng)的定位

綜合能源管理系統(tǒng)是一種能源管理服務(wù)平臺，主要技術(shù)支持就是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。綜合能源管理充分利用了分層分布式的結(jié)構(gòu)，并且有云數(shù)據(jù)進行輔助工作，可以有效地對電能、熱能等各種能源的生產(chǎn)進行準確的感知，合理完成能源的分配以及傳輸工作。通過這些功能將能源的有關(guān)方面充分結(jié)合起來，大大降低了能源的浪費，并且可以合理地提高能源的經(jīng)濟效益，使得我國的能源能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 綜合智慧能源管理系統(tǒng)的主要特點

1）創(chuàng)新能源生產(chǎn)模式。將目標(biāo)設(shè)為盡可能降低化石能源的消耗，打破之前的比較單一的能源控制模式，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將能源生產(chǎn)盡可能地優(yōu)化，并實施監(jiān)控，為未來能源消耗準確預(yù)測提供重要**。

2）創(chuàng)新需求側(cè)消費模式。這種模式就是將用戶的需求放在關(guān)鍵部分，將對用戶的服務(wù)作為工作要點，達到用戶之間可以很好地互補的目的。同時還可以有效地利用互聯(lián)網(wǎng)將能源供應(yīng)商和用戶聯(lián)系起來，供應(yīng)商可以及時地接收到用戶反饋的相關(guān)能源信息，然后對能源分配進行合理的調(diào)整，這樣既能滿足用戶的需求，又可以減少能源的浪費。供應(yīng)商還可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺對用戶進行相應(yīng)的用能指導(dǎo)，減少用戶造成不必要的能源浪費。

3）實現(xiàn)能源供需的互動。在動態(tài)能源價格機制的支持之下，要有效提高儲能裝置、電動汽車等的復(fù)合調(diào)節(jié)水平，提高能源的利用效率。例如在電力需求較低的狀況之下儲存一定的電能，在用電高峰進行相應(yīng)的電力銷售，這樣能夠很好地提高電力的經(jīng)濟效益。

4 綜合智慧能源管理系統(tǒng)的構(gòu)架以及模式規(guī)劃

4.1 綜合智慧能源管理系統(tǒng)的構(gòu)架

綜合智慧能源管理系統(tǒng)主要有三部分組成，分別是能源管理平臺、通信系統(tǒng)以及終端。終端會參照管理平臺相關(guān)的數(shù)據(jù)以及控制的需求來對能源進行相應(yīng)的調(diào)整。通信系統(tǒng)本著“專網(wǎng)**、輔以公網(wǎng)”的基本原則，構(gòu)建了覆蓋整個能源系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，完成信息的傳輸以及控制工作。能源管理平臺需要云計算機技術(shù)提供技術(shù)支持，并且需要利用分層分塊的設(shè)計模式，設(shè)計出不同功能的模塊，這樣不同的模塊就可以同時實現(xiàn)不同的工作，大大提高了工作的效率以及質(zhì)量。

4.2 綜合智慧能源管理系統(tǒng)的管理模式

1）總管模式?？偣苣Ｊ骄褪敲恳环N形式的能源都會由系統(tǒng)進行統(tǒng)一管控，終端設(shè)備搜集到的數(shù)據(jù)將會被直接傳輸?shù)侥茉垂芾砥脚_上，并且能源管理平臺也可以通過一些技術(shù)對終端進行直接的調(diào)配。

2）協(xié)管模式。協(xié)管模式就是利用分層分塊模式對能源進行模塊分隔，每一個模塊都擁有不同的功能。終端搜集到的一些數(shù)據(jù)將會傳輸?shù)较到y(tǒng)中，然后系統(tǒng)中的各個模塊對這些數(shù)據(jù)進行具體的分析。

3）復(fù)合模式。復(fù)合模式就是將總管以及協(xié)管模式充分結(jié)合在一起，這樣可以大大減少外界條件對能源調(diào)配的影響，提高能源的利用效率，達到能源的智能化管理。這種模式需要引進**的計算機技術(shù)，**兩種方式可以**融合。

5安科瑞能耗監(jiān)控系統(tǒng)介紹

Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源審計，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上人民公司管理節(jié)能工作的部門報送能源審計報告。

5.1平臺結(jié)構(gòu)

Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱印⒎旨?、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

5.2 平臺功能

（1）系統(tǒng)可按使用年份統(tǒng)計建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動折算成相應(yīng)的標(biāo)準煤消耗量，從而反映建筑物當(dāng)年各分類能耗用能和綜合能耗。系統(tǒng)以餅圖形式展示建筑4大用電分項能耗的占比情況。系統(tǒng)以曲線圖形展現(xiàn)各類能耗的消耗的消耗趨勢，便于業(yè)主方實時直觀掌握能源消耗情況。

（2）系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當(dāng)日和當(dāng)月的用能峰值。顯示當(dāng)日用能、當(dāng)月用能、當(dāng)年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時、31天、12個月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鐘曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。

（3）系統(tǒng)依據(jù)建筑物能源消耗的分布情況進行能耗計量點的選取和設(shè)置，使得能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以覆蓋整個建筑物。系統(tǒng)使用者可通過相關(guān)界面調(diào)取該建筑物各能耗節(jié)點的能耗統(tǒng)計報表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。

（4）系統(tǒng)依據(jù)住建部分類分項能耗數(shù)據(jù)采集導(dǎo)則，將建筑物耗電分為照明插座、空調(diào)、動力和特殊用電進行計量裝置選型和設(shè)置，并按用能區(qū)域或功能區(qū)域等劃分并進行統(tǒng)計，以報表和同、環(huán)比棒圖形式展現(xiàn)該區(qū)域的能源消耗。

（5）系統(tǒng)可針對能源消耗量大的設(shè)備或區(qū)域進行準確定位，便于管理層制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的有效執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設(shè)備運行過程中的能效分析評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運行維護提供依據(jù)。

（6）系統(tǒng)提供分級權(quán)限管理功能，對具備權(quán)限用戶提供開放的信息維護接口，用戶可自行對建筑和系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)計量點的信息進行增、刪、改和查詢，建筑物信息包括建筑類型、建設(shè)年代、建筑面積、建筑物人員數(shù)量等。系統(tǒng)還對無法自動采集的計量信息提供手動錄入功能，便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。

5.3 數(shù)據(jù)上傳

安科瑞能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)按照用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺接口協(xié)議規(guī)范的要求，將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級或國家平臺，上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過HTTPS協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或**時（網(wǎng)絡(luò)故障），將重發(fā)數(shù)據(jù)，直至接收成功反饋消息。

5.4 能源計量表具選型

5.5通訊網(wǎng)關(guān)參數(shù)

6結(jié)語

現(xiàn)階段，各個國家都面臨能源短缺問題，所以能源的相關(guān)管理尤為重要。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)進入了人們的生活，并且不斷地改善著人們的生活質(zhì)量?，F(xiàn)在我國綜合智慧能源管理系統(tǒng)逐漸發(fā)展起來，不斷完善能源分配以及傳輸?shù)裙ぷ鳎蟠筇岣吡四茉吹睦眯?，減少了能源的浪費，提高了能源的經(jīng)濟效益。但是相比國外發(fā)達國家，我國的綜合智慧能源管理系統(tǒng)還存在著一些不足，很多技術(shù)還處于理論階段，需要進一步的探究才能較好地**綜合智慧能源管理系統(tǒng)的不斷發(fā)展。

【參考文獻】

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