綜合能源智慧管理系統(tǒng)架構(gòu)

時(shí)間：2022-08-04作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：187

摘 要：探討了國(guó)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(diǎn)，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(duì)能源生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換以及定價(jià)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(dòng)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(shí)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(jìn)行有效的整合，然后參照每一種能源的成本、對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響來對(duì)能源進(jìn)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(duì)于各個(gè)能源的需求，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些不同的需求進(jìn)行相應(yīng)的分析，然后再對(duì)不同的能源進(jìn)行調(diào)配處理，需要合理性，盡可能地減少能源的浪費(fèi)。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(guó)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(guó)內(nèi)的發(fā)展方向，一種是國(guó)外的發(fā)展方向。

1.1 國(guó)外能源互聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展

美國(guó)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(duì)能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(shí)現(xiàn)區(qū)域自治、開放對(duì)等的區(qū)域的一種互聯(lián)網(wǎng)能源系統(tǒng)。FREEDM項(xiàng)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?，F(xiàn)階段，國(guó)外一所大學(xué)以電力電子變壓器為要點(diǎn)，以遠(yuǎn)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(guó)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(guó)內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展

相比較國(guó)外的能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，我國(guó)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(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些研究者對(duì)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(gè)方面對(duì)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(jì)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(guó)公司以及各個(gè)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(xiàng)目等方面進(jìn)行有效的支持。近年來，我國(guó)在能源互聯(lián)網(wǎng)方面**了很大的進(jìn)步，但是在研究進(jìn)程中還是會(huì)存在著很多的問題，需要不斷地解決問題，才能較好地促進(jìn)我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，有效提高我國(guó)能源的利用效率，盡可能地減少能源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)通過對(duì)能源進(jìn)行合理的分配，提高能源的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(tái)，主要技術(shù)支持就是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)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(jìn)行輔助工作，可以有效地對(duì)電能、熱能等各種能源的生產(chǎn)進(jìn)行準(zhǔn)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(fèi)，并且可以合理地提高能源的經(jīng)濟(jì)效益，使得我國(guó)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(diǎn)

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(shí)施監(jiān)控，為未來能源消耗準(zhǔn)確預(yù)測(cè)提供重要**。

2）創(chuàng)新需求側(cè)消費(fèi)模式。這種模式就是將用戶的需求放在關(guān)鍵部分，將對(duì)用戶的服務(wù)作為工作要點(diǎn)，達(dá)到用戶之間可以很好地互補(bǔ)的目的。同時(shí)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(shí)地接收到用戶反饋的相關(guān)能源信息，然后對(duì)能源分配進(jìn)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(fèi)。供應(yīng)商還可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)用戶進(jìn)行相應(yīng)的用能指導(dǎo)，減少用戶造成不必要的能源浪費(fèi)。

3）實(shí)現(xiàn)能源供需的互動(dòng)。在動(dòng)態(tài)能源價(jià)格機(jī)制的支持之下，要有效提高儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)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(chǔ)存一定的電能，在用電高峰進(jìn)行相應(yīng)的電力銷售，這樣能夠很好地提高電力的經(jīng)濟(jì)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(tái)、通信系統(tǒng)以及終端。終端會(huì)參照管理平臺(tái)相關(guān)的數(shù)據(jù)以及控制的需求來對(duì)能源進(jìn)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(gè)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(tái)需要云計(jì)算機(jī)技術(shù)提供技術(shù)支持，并且需要利用分層分塊的設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)出不同功能的模塊，這樣不同的模塊就可以同時(shí)實(shí)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。總管模式就是每一種形式的能源都會(huì)由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管控，終端設(shè)備搜集到的數(shù)據(jù)將會(huì)被直接傳輸?shù)侥茉垂芾砥脚_(tái)上，并且能源管理平臺(tái)也可以通過一些技術(shù)對(duì)終端進(jìn)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(duì)能源進(jìn)行模塊分隔，每一個(gè)模塊都擁有不同的功能。終端搜集到的一些數(shù)據(jù)將會(huì)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，然后系統(tǒng)中的各個(gè)模塊對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)能源調(diào)配的影響，提高能源的利用效率，達(dá)到能源的智能化管理。這種模式需要引進(jìn)**的計(jì)算機(jī)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(cè)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(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，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(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源審計(jì)，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級(jí)以上人民公司管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源審計(jì)報(bào)告。

5.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

Acrel-5000能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)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?jí)、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(tái)功能

（1）系統(tǒng)可按使用年份統(tǒng)計(jì)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(dòng)折算成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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(shì)，便于業(yè)主方實(shí)時(shí)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(shí)、31天、12個(gè)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(jìn)行能耗計(jì)量點(diǎn)的選取和設(shè)置，使得能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以覆蓋整個(gè)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(diǎn)的能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計(jì)量誤差。

（4）系統(tǒng)依據(jù)住建部分類分項(xiàng)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(dòng)力和特殊用電進(jìn)行計(jì)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以報(bào)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(duì)能源消耗量大的設(shè)備或區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位，便于管理層制定節(jié)能績(jī)效考核制度，推動(dòng)節(jié)能降耗的有效執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長(zhǎng)期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的能效分析評(píng)估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。

（6）系統(tǒng)提供分級(jí)權(quán)限管理功能，對(duì)具備權(quán)限用戶提供開放的信息維護(hù)接口，用戶可自行對(duì)建筑和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)計(jì)量點(diǎn)的信息進(jìn)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(duì)無法自動(dòng)采集的計(jì)量信息提供手動(dòng)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(cè)系統(tǒng)按照用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺(tái)接口協(xié)議規(guī)范的要求，將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計(jì)量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)或國(guó)家平臺(tái)，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(shí)（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(jì)量表具選型

5.5通訊網(wǎng)關(guān)參數(shù)

6結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，各個(gè)國(guó)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(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)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(guó)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?，大大提高了能源的利用效率，減少了能源的浪費(fèi)，提高了能源的經(jīng)濟(jì)效益。但是相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)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(jìn)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(xiàn)】

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