多模式多場(chǎng)景綜合能源數(shù)字化智慧運(yùn)營(yíng)中臺(tái)技術(shù)與應(yīng)用

中電投東北能源科技有限公司 楊文涵 傅 騰 張 敏 鄭立軍 國(guó)家電投集團(tuán)東北電力有限公司 陳曉利

引言

當(dāng)前，能源轉(zhuǎn)型成為全球發(fā)展的趨勢(shì)，世界各國(guó)紛紛布局新能源、綜合智慧能源領(lǐng)域的建設(shè)，我國(guó)革命性提出了3060雙碳戰(zhàn)略絕對(duì)目標(biāo)，亦相繼出臺(tái)了一系列節(jié)能增效相關(guān)政策措施，旨在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率。綜合能源服務(wù)作為適應(yīng)現(xiàn)代能源供應(yīng)體系和消費(fèi)方式多樣化變革的需要，融合供能側(cè)多種供能方式和用能側(cè)多種需求響應(yīng)的能源服務(wù)創(chuàng)新模式，打破了原有“電熱冷氣水”多門類能源供應(yīng)壁壘，結(jié)合不同場(chǎng)景用戶側(cè)需求定制供能方案，實(shí)現(xiàn)多種能源形態(tài)協(xié)同轉(zhuǎn)化、優(yōu)化配置，獲取經(jīng)濟(jì)效益最大化。但目前綜合能源服務(wù)市場(chǎng)尚處于孵化階段，綜能管控技術(shù)尚未成熟，區(qū)域能源管理主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

能源管理粗放，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。用電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，公共能源浪費(fèi)嚴(yán)重，用戶自覺(jué)節(jié)能意識(shí)薄弱。能源管理粗放缺乏詳細(xì)實(shí)時(shí)的能耗計(jì)量底層數(shù)據(jù)，能源浪費(fèi)現(xiàn)象無(wú)法得到有效的監(jiān)測(cè)和重視；信息化水平不高，計(jì)量監(jiān)測(cè)水平較低。信息化水平不高，傳統(tǒng)的能源監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)難以滿足需求，多類型的數(shù)據(jù)難以獲得，缺少詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而無(wú)法支持各類節(jié)能分析和控制策略的實(shí)施；節(jié)能增效新技術(shù)應(yīng)用潛力有待挖掘。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)推廣度不高，有待結(jié)合能源行業(yè)開展深入研究，以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)與消耗全過(guò)程的泛在感知，支撐節(jié)能降耗潛力挖掘。

針對(duì)區(qū)域能源管理方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者在多能互補(bǔ)系統(tǒng)建模[1]、技經(jīng)分析[2]、規(guī)劃設(shè)計(jì)[3]等方面已取得一定研究成果，德國(guó)在2008年啟動(dòng)電力能源計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)接電氣設(shè)備實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備服務(wù)，可獨(dú)立于生產(chǎn)商支持建筑自動(dòng)化和能效管理功能；美國(guó)C3工時(shí)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開放分析引起和能源服務(wù)平臺(tái)，為用戶提供能源服務(wù)，為實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)提供重要支持。

國(guó)內(nèi)目前已開發(fā)了眾多綜合能源示范項(xiàng)目，但綜能技術(shù)整體處于初級(jí)、快速發(fā)展階段，就早期國(guó)網(wǎng)天津、國(guó)網(wǎng)江蘇綜能等示范項(xiàng)目[4]來(lái)看，雖多能互補(bǔ)綜能管控已初顯成效，但面向不同綜能場(chǎng)景的技術(shù)方案、手段類似，未能達(dá)到定制化、精細(xì)化的能源管控目標(biāo)?？傮w來(lái)看綜合能源管控在儲(chǔ)能、多能優(yōu)化協(xié)調(diào)控制技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新上還有很多挑戰(zhàn)，較多項(xiàng)目技術(shù)路線類似，關(guān)于面向多模式多場(chǎng)景下綜合能源的管控與服務(wù)研究不足。

同時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景下，基于“云大物智移”等信息化技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了綜合能源服務(wù)的飛速發(fā)展，隨著新能源為主體的能源結(jié)構(gòu)和信息技術(shù)更加深度的融合，為深度挖掘節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)智能、科學(xué)、高效的能耗監(jiān)管、能效提升、能源管理，保障區(qū)域綜合能源協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、供需平衡、效益最大化，聚焦用戶需求，結(jié)合先進(jìn)的信息化技術(shù)研發(fā)綜合能源數(shù)字化智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，建設(shè)開放的能源網(wǎng)服務(wù)生態(tài)至關(guān)重要。

本文基于園區(qū)型場(chǎng)景對(duì)電熱冷汽水多能形態(tài)的業(yè)務(wù)需求，依托智慧中臺(tái)技術(shù)支撐體系，結(jié)合端邊云協(xié)同、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)出一套涵蓋能源監(jiān)測(cè)、能源分析、智能預(yù)測(cè)、設(shè)備管理、能源大數(shù)據(jù)、智慧運(yùn)營(yíng)等功能的綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，構(gòu)建了多模式多場(chǎng)景產(chǎn)品化平臺(tái)的應(yīng)用能力和開放架構(gòu)，打造出可復(fù)制推廣、快速定制開發(fā)、沉淀能力的能源運(yùn)營(yíng)產(chǎn)品，基本形成了面向不同應(yīng)用場(chǎng)景能源供給側(cè)及需求側(cè)的綜合能源運(yùn)行監(jiān)控、管理及服務(wù)的業(yè)務(wù)鏈條。并以實(shí)際案例應(yīng)用闡明該平臺(tái)可滿足園區(qū)型典型應(yīng)用場(chǎng)景的綜合能源服務(wù)需求，最大限度的提高了能源利用效率，在保證安全生產(chǎn)的前提下，實(shí)現(xiàn)收益最大化，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

1.1 綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

平臺(tái)以成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為底座，基于“云大物智移”等先進(jìn)信息技術(shù)構(gòu)建，包含6大功能模塊，28項(xiàng)行業(yè)應(yīng)用，40多種智能算法，兼容50余種通信協(xié)議。

適配多種協(xié)議、規(guī)約。協(xié)議管理：以模板為粒度，管理各種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的生命周期、負(fù)載均衡等；物聯(lián)網(wǎng)安全：SDK安全、傳輸安全、平臺(tái)安全、密鑰證書、加解密算法等完整安全體系；多協(xié)議支持：支持MQTT協(xié)議，支持Qos0和Qos1兩種通信質(zhì)量模式，支持物聯(lián)網(wǎng)短連接、低功耗CoAP協(xié)議，支持LWM2M協(xié)議，對(duì)接移遠(yuǎn)BC26、BC32通信模組，支持設(shè)備資源讀寫執(zhí)行等操作；支持JT808、TCP、Http等物聯(lián)網(wǎng)常用連接協(xié)議。

邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算云端管理：云端記錄設(shè)備資源、峰谷等情況，記錄可供下發(fā)、調(diào)整的邊緣計(jì)算能力，記錄與功能相對(duì)應(yīng)的算法包管理，對(duì)計(jì)算任務(wù)的接收、拆解、調(diào)度、分配、結(jié)果接收；邊緣計(jì)算SDK端：通過(guò)設(shè)備端SDK，將設(shè)備資源情況、運(yùn)行峰谷情況上報(bào)至云端，SDK端接收算法包、任務(wù)并進(jìn)行執(zhí)行處理、結(jié)果上報(bào)。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備模型。通過(guò)可自定義、自配置的屬性、指令和事件，高度抽象和概括種類眾多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，設(shè)備的功能能力、交互數(shù)據(jù)都可以在系統(tǒng)中靈活、準(zhǔn)確定義，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)高度融合統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入管理層；配置化解析。配置轉(zhuǎn)換定義：無(wú)需硬編碼，不需要再增加新的專門的類庫(kù)或jar包，只需配置數(shù)據(jù)串流的json和二進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換定義；自動(dòng)規(guī)格化：配置新協(xié)議（如JT808等公有協(xié)議或私有協(xié)議）的數(shù)據(jù)解析或封裝定義，數(shù)據(jù)自動(dòng)規(guī)格化。

1.2 智慧中臺(tái)技術(shù)體系

基于“1+4”智慧中臺(tái)技術(shù)支撐體系，形成“大平臺(tái)、小前臺(tái)”業(yè)務(wù)局面，推動(dòng)服務(wù)/能力/數(shù)據(jù)/流程的標(biāo)準(zhǔn)化、全局協(xié)同化和智能化。4個(gè)技術(shù)、數(shù)據(jù)、AI、業(yè)務(wù)中臺(tái)通用能力組件支撐、整合、提煉1個(gè)能源智慧運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)應(yīng)用能力平臺(tái)，賦能綜合能源業(yè)務(wù)、快速構(gòu)建多場(chǎng)景、多模式綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)端到端交付及智慧化運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

技術(shù)中臺(tái)。通用能力組件，建立綜能智慧運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)體系架構(gòu)，打造中臺(tái)體系智慧化運(yùn)營(yíng)底座。構(gòu)建統(tǒng)一底層基礎(chǔ)平臺(tái)，將技術(shù)能力平臺(tái)化、共享化，實(shí)現(xiàn)全域技術(shù)統(tǒng)一、架構(gòu)互通、能力共享，向各應(yīng)用、各領(lǐng)域和各行業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)、便捷的技術(shù)能力，具備多元化能力開放、技術(shù)組件協(xié)作、業(yè)務(wù)技術(shù)解耦等多方面特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)中臺(tái)。通用能力組件，建立能源數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，打造中臺(tái)運(yùn)行體系的后盾。以全域融合數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)為抓手，加強(qiáng)對(duì)能源大數(shù)據(jù)治理所需數(shù)據(jù)的把控力度，規(guī)范化數(shù)據(jù)服務(wù)體系，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，打通數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)邊緣數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)治理并，并通過(guò)數(shù)據(jù)中臺(tái)圖表能力實(shí)現(xiàn)園區(qū)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析，最終以3D可視化、大屏、移動(dòng)應(yīng)用多種方式進(jìn)行呈現(xiàn)，進(jìn)一步輔助智能運(yùn)維決策、交易輔助決策。

AI中臺(tái)。通用能力組件，建立綜合能源服務(wù)平臺(tái)AI能力注入，打造中臺(tái)運(yùn)行體系的智慧中樞。AI中臺(tái)是數(shù)據(jù)中臺(tái)的能力延伸，以大數(shù)據(jù)為主要燃料，通過(guò)AI計(jì)算引擎、平臺(tái)服務(wù)能力不斷沉淀AI通用模型，結(jié)合數(shù)據(jù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)面向業(yè)務(wù)場(chǎng)景的注智，推動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化向業(yè)務(wù)智能化演進(jìn)。通過(guò)AI中臺(tái)針對(duì)業(yè)務(wù)需求可實(shí)現(xiàn)快速非代碼算法建模、拖拽式算法建模等，并在AI中臺(tái)實(shí)現(xiàn)算法模型的快速在線驗(yàn)證和持續(xù)的機(jī)器學(xué)習(xí)，深度挖掘數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值，建立、優(yōu)化園區(qū)預(yù)測(cè)模型、診斷模型、運(yùn)行模型，為全業(yè)務(wù)域的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用提供注智服務(wù)，助力能源設(shè)備完成智能化運(yùn)維和調(diào)度策略。

業(yè)務(wù)中臺(tái)?；跇I(yè)務(wù)中臺(tái)通用能力組件，提煉、整合標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)基礎(chǔ)通用能力，構(gòu)成綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)平臺(tái)，深度協(xié)同前臺(tái)應(yīng)用?；A(chǔ)通用業(yè)務(wù)能力主要包括數(shù)字孿生開發(fā)、大屏設(shè)計(jì)器、IOT-物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、IPU移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)、快捷應(yīng)用構(gòu)建平臺(tái)、通用能力運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、流程服務(wù)和場(chǎng)景服務(wù)等，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)核心的業(yè)務(wù)運(yùn)行機(jī)制，提供開放的業(yè)務(wù)能力運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用模塊“組態(tài)式”快速配置，低成本高效能的場(chǎng)景預(yù)設(shè)和業(yè)務(wù)拓展，進(jìn)一步聚合業(yè)務(wù)、沉淀能力。

1.3 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.3.1 總體架構(gòu)

產(chǎn)品按照“大中臺(tái)、小前臺(tái)”的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，依托智慧中臺(tái)技術(shù)支撐體系，支撐端邊云協(xié)同體系架構(gòu)，確保最低成本最大限度支持多場(chǎng)景，構(gòu)建面向綜合能源服務(wù)平臺(tái)化應(yīng)用能力。

端：包括供能側(cè)分布式電源、冷熱氣電，配電側(cè)變壓器、電池儲(chǔ)能等終端設(shè)備，用能側(cè)智能電表、耗能設(shè)備等物理對(duì)象。

邊：位于綜合能源智慧管控平臺(tái)中的底層，其主要功能是感知，識(shí)別設(shè)備、協(xié)議適配、采集信息，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和邊緣管理平臺(tái)兩部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持多規(guī)約、多設(shè)備的集采，并建立外部數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)外部數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和數(shù)據(jù)模型接入，完成內(nèi)外部數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)解析處理、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)異常標(biāo)識(shí)等。邊緣管理平臺(tái)支持設(shè)備物聯(lián)、感知調(diào)控、協(xié)議適配、數(shù)據(jù)緩存解析轉(zhuǎn)發(fā)、端邊節(jié)點(diǎn)資源管理協(xié)同。目前面向智能調(diào)控場(chǎng)景，部署IOT版本的邊緣網(wǎng)關(guān)基本集成了數(shù)據(jù)采集和邊緣管理功能，構(gòu)建常見規(guī)約庫(kù)設(shè)計(jì)，完成規(guī)約接入標(biāo)準(zhǔn)化，形成標(biāo)準(zhǔn)能源物模型，實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備的快速接入，具體包括IEC104、MODBUS、OPC、西門子S7規(guī)約、MQTT規(guī)約等常見協(xié)議，支持485、以太網(wǎng)等通訊總線，同時(shí)具備4G5G無(wú)線通訊功能，以支撐未來(lái)融合能量流、信息流的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系下SaaS應(yīng)用場(chǎng)景。

中臺(tái)：位于綜合能源智慧管控平臺(tái)中的中層，其主要功能為處理，即通過(guò)平臺(tái)將采集的信息進(jìn)行計(jì)算、處理和挖掘，對(duì)業(yè)務(wù)的收斂、聚合、沉淀，從而構(gòu)建企業(yè)級(jí)核心能力，深化企業(yè)價(jià)值鏈條，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能終端的精準(zhǔn)監(jiān)控、科學(xué)決策、實(shí)時(shí)控制的目的。

基礎(chǔ)應(yīng)用能力管理平臺(tái)（整合提煉）：通過(guò)整合智慧能源中臺(tái)通用能力，提煉能源運(yùn)營(yíng)平臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)用能力，接入、集成服務(wù)，構(gòu)建、聚合業(yè)務(wù)，代表可以面向用戶和業(yè)務(wù)快速響應(yīng)、深度觸達(dá)的應(yīng)用聚合，可積木式配置靈活組建多模式多場(chǎng)景平臺(tái)，通過(guò)快速的場(chǎng)景預(yù)設(shè)定制開發(fā)，實(shí)現(xiàn)各功能模塊的快速構(gòu)建和平臺(tái)上線；云：位于綜合能源智慧管控平臺(tái)的頂層，其主要功能為擴(kuò)展，對(duì)接各種大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)，屬于系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用功能。

1.3.2 部署架構(gòu)

支持本地部署、公/私有云平臺(tái)、混合云、云邊協(xié)同等多種部署方式，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。

本地部署。通訊網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備信息后，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)總線的方式傳輸至綜合能源監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)綜合能源的本地化管理。本應(yīng)用場(chǎng)景下，需要本地部署能源管理服務(wù)器，適用于園區(qū)有人不間斷值守的情況。

遠(yuǎn)程部署（SaaS部署）。適用于綜合能源遠(yuǎn)程管理場(chǎng)景，通訊網(wǎng)關(guān)感知現(xiàn)場(chǎng)各種能源設(shè)備信息后，通過(guò)4G/5G的方式，將關(guān)鍵信息上傳至公有云/私有云平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程全方位的實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合能源的管理。本應(yīng)用場(chǎng)景下，除通訊網(wǎng)關(guān)外，園區(qū)不需配置其他硬件，可最大限度的節(jié)約資源，可用于無(wú)人值守或者少人值守情況，是未來(lái)最重要的監(jiān)管模式。

混合部署（SaaS部署）。適用于本地部署與遠(yuǎn)程監(jiān)控結(jié)合的方式。通訊網(wǎng)關(guān)采集園區(qū)各種能源設(shè)備信息后，實(shí)現(xiàn)本地能源管理，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式上送至云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)本地遠(yuǎn)程協(xié)同管理。

1.4 平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)

平臺(tái)依托智慧中臺(tái)技術(shù)支撐體系設(shè)計(jì)，整合綜合能源智慧管控平臺(tái)基礎(chǔ)能力作為后續(xù)平臺(tái)擴(kuò)展的底座，以開放構(gòu)架打破邊界，從底層邊緣網(wǎng)關(guān)積累規(guī)約庫(kù)，到平臺(tái)層多種智能算法封裝，再到應(yīng)用層業(yè)務(wù)通用能力整合，構(gòu)建了各模塊可靈活“組態(tài)式”快速配置，多模式多場(chǎng)景平滑擴(kuò)展，低成本高效能定制開發(fā)的“小而精”產(chǎn)品化平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)面向業(yè)務(wù)的快速響應(yīng)，在不斷的推廣中沉淀企業(yè)級(jí)能力，規(guī)?；瘎?chuàng)新水平，聚焦用戶需求提供能源運(yùn)營(yíng)增值服務(wù)。

數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化：邊緣網(wǎng)關(guān)規(guī)約庫(kù)積累了國(guó)內(nèi)主流設(shè)備和行業(yè)規(guī)約，系統(tǒng)接口透明規(guī)范統(tǒng)一，可快速實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源設(shè)備或傳感的接入，便于其他系統(tǒng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成與數(shù)據(jù)共享；中臺(tái)能力輕量化化：在保證中臺(tái)具備面向業(yè)務(wù)場(chǎng)景的智能化能力的前提下，輕量化中臺(tái)，減少對(duì)部署硬件資源的依賴；業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊化：基于中臺(tái)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力模塊化，采用積木式低耦合設(shè)計(jì)，可快速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的搭建部署；多種能源協(xié)調(diào)化：基于不同能源特性及峰谷平電價(jià)差，對(duì)能源互補(bǔ)狀況和能源收益進(jìn)行智能分析，為能源最優(yōu)化運(yùn)營(yíng)決策提供依據(jù)。

2 平臺(tái)功能體系

V1.0版本功能主要滿足園區(qū)用戶的能源監(jiān)測(cè)、多能源互補(bǔ)特性挖掘的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊、快速部署的“小而精”的前期產(chǎn)品戰(zhàn)略目標(biāo)。系統(tǒng)應(yīng)用功能采用組件化設(shè)計(jì)，可按需定制組合、無(wú)縫集成及動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，主要包括能源監(jiān)控、能源分析、能源管理、運(yùn)維檢修、增值服務(wù)等功能。

能源監(jiān)控：包括能源供給監(jiān)控、能源需求檢測(cè)、能源管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、綜合告警等功能，實(shí)現(xiàn)所采集各類能源信息的匯總展示、監(jiān)視控制及智能告警；能源分析：包括能耗分析、能效分析、效益分析、對(duì)標(biāo)分析等功能，實(shí)現(xiàn)能耗、能效、成本等信息的多維統(tǒng)計(jì)分析，尋求提升能效方法，推動(dòng)節(jié)能管理；能源管理：包括供能預(yù)測(cè)、用能預(yù)測(cè)、運(yùn)行優(yōu)化、多能協(xié)同等供能，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電、能源站供能、能源消耗的合理預(yù)測(cè)，以及各類可調(diào)控能源供給計(jì)劃的持續(xù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，促進(jìn)資源的合理配置與充分利用。

運(yùn)維檢修：包括資產(chǎn)管理、故障診斷、檢修搶修、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估等供能，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能源設(shè)備的運(yùn)維管理，提高客戶滿意度；增值服務(wù)：包括能耗診斷、用能優(yōu)化、節(jié)能服務(wù)、信息發(fā)布等供能，用于為區(qū)域能效提升提供有效的決策支持與輔助服務(wù)。

2.1 前端功能

平臺(tái)支持web頁(yè)面、大屏展示、手機(jī)APP訪問(wèn)等功能，前端頁(yè)面包含以下內(nèi)容：綜合監(jiān)視、設(shè)備總覽、光伏監(jiān)視、供熱監(jiān)視、儲(chǔ)能監(jiān)視、充電樁監(jiān)視、多能互補(bǔ)、數(shù)據(jù)趨勢(shì)、報(bào)警管理等功能模塊，主要是監(jiān)視物聯(lián)設(shè)備的遙測(cè)數(shù)值，遙信狀態(tài)等一系列狀態(tài)量。

綜合監(jiān)測(cè)：展示整個(gè)園區(qū)的關(guān)鍵指標(biāo)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)包括用能情況、能源收益、能源供應(yīng)、能源設(shè)施、設(shè)備告警、實(shí)時(shí)出力，并集成視頻監(jiān)控、GIS地圖、三維可視化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)平面下對(duì)園區(qū)綜合能源進(jìn)行全景監(jiān)視。

多能互補(bǔ)：展示整個(gè)園區(qū)的當(dāng)日能源收益、分布式能源消納、能流圖、經(jīng)濟(jì)用電、削峰填谷、經(jīng)濟(jì)用電；數(shù)據(jù)趨勢(shì)：展示整個(gè)園區(qū)的光伏、充電樁、儲(chǔ)能、聚熱的自定義趨勢(shì)、支持自由選擇測(cè)點(diǎn)、支持配置Y軸；報(bào)警管理：展示整個(gè)園區(qū)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)、報(bào)警分類、報(bào)警等級(jí)分類、自定義查詢報(bào)警信息；光伏監(jiān)視：展示光伏逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)、關(guān)鍵指標(biāo)、發(fā)電量、實(shí)時(shí)功率、發(fā)電收益、狀態(tài)監(jiān)視。

電鍋爐供熱監(jiān)視：展示供熱系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、電鍋加熱體溫度、供熱水箱液位、供回水溫度、狀態(tài)監(jiān)視；太陽(yáng)能集熱監(jiān)視：通過(guò)采集逆變器和儲(chǔ)熱裝置數(shù)據(jù)，對(duì)分布式光伏儲(chǔ)熱實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和報(bào)警信息全面監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)熱量、總熱量、溫度監(jiān)測(cè)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等；儲(chǔ)能監(jiān)視：通過(guò)對(duì)電池、變流器及其他配套輔助設(shè)備等進(jìn)行全面監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集有關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及工作參數(shù)，結(jié)合優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度策略、控制指令和電池運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行功率分配和儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行；基于峰谷電價(jià) 優(yōu)化調(diào)控充放電策略。

充電樁監(jiān)視：展示充電樁的系統(tǒng)概況、充電記錄、充電量、充電次數(shù)、充電樁運(yùn)行情況；智能預(yù)測(cè)：結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、園區(qū)理論發(fā)電能力、設(shè)備運(yùn)行工況、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提供分布式能源發(fā)電、用電負(fù)荷預(yù)測(cè)建模，為儲(chǔ)能和光伏集熱、制定用電計(jì)劃提供決策依據(jù)；運(yùn)行優(yōu)化子系統(tǒng)：運(yùn)行優(yōu)化主要是園區(qū)發(fā)電、用能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析，建立用能診斷和用能優(yōu)化模型，充儲(chǔ)一體化優(yōu)化模型，在基于峰谷電價(jià)進(jìn)行儲(chǔ)能充放電運(yùn)行優(yōu)化、充電樁電價(jià)階梯調(diào)整或?qū)崟r(shí)調(diào)整。

2.2 后端功能

后端頁(yè)面包含以下內(nèi)容：產(chǎn)品管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、告警管理、設(shè)備管控、統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備升級(jí)、場(chǎng)景演示、應(yīng)用構(gòu)建、系統(tǒng)管理等模塊。

總概覽：顯示系統(tǒng)內(nèi)總產(chǎn)品數(shù)，總設(shè)備數(shù)，當(dāng)前在線設(shè)備數(shù)，當(dāng)前在線率，物聯(lián)網(wǎng)管理當(dāng)前用戶，顯示設(shè)備所在的GIS地圖；產(chǎn)品管理：包括產(chǎn)品和產(chǎn)品維護(hù)，物聯(lián)網(wǎng)底層智能產(chǎn)品的平臺(tái)建模，提供對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)格抽象定義能力，支持產(chǎn)品的增刪改查功能，同時(shí)也支持設(shè)備的上行事件、下行事件、告警事件等定義和管理；設(shè)備管理：包含錄入設(shè)備、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備分組、設(shè)備拓?fù)?，主要目的是物?lián)網(wǎng)底層設(shè)備的平臺(tái)建模，支持設(shè)備的增刪改查，支持設(shè)備的分組、拓?fù)洌罱ㄔO(shè)備與平臺(tái)的一一映射。

數(shù)據(jù)管理：包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)訂閱、事件轉(zhuǎn)換，主要是監(jiān)視設(shè)備采集數(shù)據(jù)寫進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，針對(duì)采集異常信息、無(wú)效數(shù)據(jù)等信息處理和分類功能，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)采集規(guī)約的轉(zhuǎn)換；告警管理：告警查詢，告警規(guī)則，主要目的是針對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行告警規(guī)則的配置，支持告警信息的查詢，告警規(guī)則定義和管理，設(shè)備異常信息歷史保留，告警規(guī)則的自定義；設(shè)備管控：設(shè)備控制，指令轉(zhuǎn)換，設(shè)備協(xié)同。主要目的是針對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控遙調(diào)，支持設(shè)備協(xié)同信息的配置。

統(tǒng)計(jì)分析：設(shè)備統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)，事件統(tǒng)計(jì)，指令統(tǒng)計(jì)，告警分析。主要目的是針對(duì)產(chǎn)品設(shè)備事件轉(zhuǎn)換告警信息進(jìn)行圖表分析，支持輸出為文檔或圖形；設(shè)備升級(jí)：升級(jí)管理、升級(jí)日志，支持網(wǎng)關(guān)、設(shè)備的遠(yuǎn)程升級(jí)管理，保留相關(guān)日志信息。主要目的是針設(shè)備進(jìn)行版本更新迭代；場(chǎng)景演示：支持3D設(shè)備可視化、溫濕度傳感器、智能小車、邊緣識(shí)別、視頻監(jiān)控、智慧機(jī)房，支持溫濕度功能采集，支持智慧機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控、支持多種傳感器設(shè)備的接入；智能管理：支持智能算法、智能運(yùn)維。智能算法提供API接口及其復(fù)雜的算法，智能運(yùn)維根據(jù)數(shù)據(jù)匯總情況提供相應(yīng)的運(yùn)維方案。

2.3 特色功能

2.3.1 頁(yè)面編排

頁(yè)面編排即數(shù)據(jù)價(jià)值展現(xiàn)可視化工具，為用戶提供實(shí)時(shí)、自助式、可視化、智慧型的數(shù)據(jù)探索體驗(yàn)，全流程支撐數(shù)據(jù)的采集適配、處理分析、價(jià)值展現(xiàn)等場(chǎng)景，構(gòu)建數(shù)據(jù)到知識(shí)的橋梁，幫助用戶理解數(shù)據(jù)本質(zhì)，提升對(duì)數(shù)據(jù)的感知。核心功能點(diǎn)如下：

豐富的可無(wú)縫擴(kuò)展的可視化組件庫(kù)。提供豐富的可視化組件庫(kù)并支持組件的無(wú)縫擴(kuò)展。組件庫(kù)包括文本組件和各類統(tǒng)計(jì)圖組件，如表格、柱圖、折線圖、雷達(dá)圖、儀表圖、地圖、URL導(dǎo)航組件、篩選查詢組件等，并可無(wú)縫擴(kuò)展嵌入第三方相關(guān)開源可視化組件；一站式、拖拽式制作可視化報(bào)表。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和分析需求實(shí)現(xiàn)過(guò)程較復(fù)雜?？梢暬治龉ぞ咛峁┫?qū)綌?shù)據(jù)處理功能，協(xié)助用戶自主進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，無(wú)需任何編程，拖拽式操作，輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化報(bào)表應(yīng)用，大幅降低數(shù)據(jù)分析人員使用門檻。

即用即會(huì)的設(shè)計(jì)器。可視化分析設(shè)計(jì)器所有操作零門檻、上手快，用戶即用即會(huì)。僅需簡(jiǎn)單操作，即可進(jìn)行色彩、圖表、控件、布局等配置，快速完成界面優(yōu)美的可視化作品；豐富的分析算法沉淀。沉淀豐富的數(shù)據(jù)分析算法，可快速進(jìn)行數(shù)據(jù)探索分析，根因定位和展現(xiàn)問(wèn)題。支持同比、環(huán)比、同期值、上期值函數(shù)計(jì)算，提供展示指標(biāo)的變化曲線，從百分比角度衡量指標(biāo)的變化。為滿足業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)分析需求，提供各種占比分析，快速找到最優(yōu)個(gè)體；數(shù)字孿生類PPT/Word分析報(bào)告輸出。提供類word、ppt的分析報(bào)告輸出形態(tài)，從宏觀到微觀、從主要到細(xì)分的分析報(bào)告輸出，為用戶提供匯報(bào)總結(jié)性分析、問(wèn)題根因分析，支撐業(yè)務(wù)人員進(jìn)行月度、季度、年度工作匯報(bào)。

2.3.2 大屏設(shè)計(jì)

可視化大屏編輯器可打破低效的定制開發(fā),數(shù)據(jù)分散的問(wèn)題，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)直觀可視化展現(xiàn)，能夠多方位全景展現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。主要包括豐富的組件庫(kù)和自由拖拽式流暢的編輯手段，自定義前端頁(yè)面、圖表、數(shù)據(jù)接口等展示內(nèi)容。

2.3.3 3D可視化

3D可視化編排即數(shù)字孿生技術(shù)，針對(duì)具體對(duì)象，在構(gòu)建的孿生場(chǎng)景下，物理對(duì)象和數(shù)字對(duì)象之間動(dòng)態(tài)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字孿生模型的仿真服務(wù)和孿生共智，獲得物理對(duì)象的全息狀態(tài)感知。提供了豐富的3D生態(tài)模型組件庫(kù)與可視化編排效果，拖拽式直觀靈活搭建場(chǎng)景，便捷智能規(guī)則配置，具備快速生成3D數(shù)字孿生體能力，實(shí)現(xiàn)一體化孿生體構(gòu)建、一站式業(yè)務(wù)場(chǎng)景編排。

極致視覺(jué)體驗(yàn)：基于3D效果與GIS能力提供對(duì)孿生體模型的3D可視化支撐，同時(shí)兼顧了可視效果與數(shù)據(jù)精度，生動(dòng)還原數(shù)字孿生體基于實(shí)物對(duì)象的變化情況；沉浸式業(yè)務(wù)場(chǎng)景監(jiān)控：基于數(shù)字孿生場(chǎng)景構(gòu)建，實(shí)物在場(chǎng)景中智能成像并與實(shí)時(shí)加載的數(shù)據(jù)信息可視化融合，形成優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控體驗(yàn)；零距離的虛實(shí)互動(dòng)：基于數(shù)字孿生場(chǎng)景構(gòu)建，可向物理對(duì)象下達(dá)調(diào)控指令，有效連接物理世界與數(shù)據(jù)空間，提供了高效、智能的監(jiān)控手段。

3 園區(qū)型綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)應(yīng)用案例

該平臺(tái)已成功應(yīng)用于多個(gè)園區(qū)型場(chǎng)景且安全穩(wěn)定運(yùn)行，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率≥99.9%、分布式光伏功率預(yù)測(cè)月準(zhǔn)確率≥80%、設(shè)備采集周期≤5秒、頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間≤3秒、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期≤5秒，形成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的綜能智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)設(shè)計(jì)集成技術(shù)和可復(fù)制推廣的產(chǎn)品化平臺(tái)。

3.1 能科公司49號(hào)園區(qū)綜能管控平臺(tái)應(yīng)用案例

3.1.1 項(xiàng)目目標(biāo)

能科公司49號(hào)園區(qū)的綜合能源系統(tǒng)是一套集成風(fēng)、光、電、熱為一體的能量轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存、利用的智慧能源系統(tǒng)，主要包括屋頂分布式光伏發(fā)電、谷電蓄熱供暖、蓄電池儲(chǔ)能、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電蓄能4大綜能模塊。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電蓄能系統(tǒng)由兩塊光伏板共600W+600W微型分布式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備組成，設(shè)備離網(wǎng)運(yùn)行，所發(fā)出的電能儲(chǔ)存在48V600AH蓄能電池組中，夜間通過(guò)設(shè)定控制逆變器為園區(qū)路燈供電。

分布式光伏模塊主要布置在園區(qū)內(nèi)廠房屋頂，總?cè)萘?60kWp，串并聯(lián)成5個(gè)太陽(yáng)能電池陣列到5臺(tái)并網(wǎng)逆變器，匯流并入園區(qū)二次網(wǎng)。采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的運(yùn)行模式，市電承擔(dān)用電調(diào)節(jié)負(fù)荷，年發(fā)電量16萬(wàn)kWh以上，園區(qū)自用率約60%。

谷電蓄熱供暖系統(tǒng)由功率350kW電加熱器（電鍋爐）、體積60立方米儲(chǔ)水箱和水泵組成，以夜間的工業(yè)低谷電為能量來(lái)源，通過(guò)電鍋爐把電能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能儲(chǔ)存于儲(chǔ)水箱中供全天使用，在日間用熱時(shí)，通過(guò)板式換熱器輸出熱量到廠房常規(guī)暖氣進(jìn)行供熱；三組單相5kW蓄電池儲(chǔ)能逆變系統(tǒng)，每組由24塊電池組成容量為48V600AH電池組，電池充放電效率80%，谷充峰放，逆變后與市電并網(wǎng)為供園區(qū)用電。

3.1.2 實(shí)施效果

多設(shè)備快速接入：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原有的組態(tài)王工控機(jī)接入邊緣網(wǎng)關(guān)盒子集采實(shí)時(shí)能源運(yùn)行數(shù)據(jù)，多種協(xié)議快速接入（MQTT/LwM2M等），多類設(shè)備數(shù)據(jù)采集、海量數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)發(fā)、終端遠(yuǎn)程控制等，已經(jīng)對(duì)接超過(guò)8類終端設(shè)備；全面靈活業(yè)務(wù)支撐：對(duì)業(yè)務(wù)設(shè)備的全生命周期管理，對(duì)業(yè)務(wù)終端數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)發(fā)和服務(wù)，對(duì)業(yè)務(wù)設(shè)備的控制和管理，能源監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、多能互補(bǔ)挖掘、設(shè)備管理四類應(yīng)用。

3.2 大連開熱園區(qū)綜能管控平臺(tái)應(yīng)用案例

項(xiàng)目目標(biāo)：大連開熱園區(qū)綜合能源系統(tǒng)是集光伏發(fā)電、蓄電池儲(chǔ)能、太陽(yáng)能集熱、充電樁為一體的綜合智慧能源示范項(xiàng)目，在園區(qū)辦公樓屋頂建設(shè)50kWp分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，90%的發(fā)電量用于辦公區(qū)域用電，10%的發(fā)電量上網(wǎng)；在園區(qū)車庫(kù)后側(cè)空地安裝12組太陽(yáng)能集熱裝置，利用光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)將光能轉(zhuǎn)換為熱能，除了為職工浴池提供熱水，在冬季還可將富裕熱水引入供暖系統(tǒng)；建設(shè)3組總?cè)萘繛椋?8V×300Ah）的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，結(jié)合峰谷時(shí)段電價(jià)，調(diào)整充放電策略；在辦公區(qū)內(nèi)新建2臺(tái)落地式單槍充電樁，面向公司職工提供新能源汽車充電服務(wù)。

實(shí)施效果：園區(qū)綜合能源數(shù)據(jù)匯集到太陽(yáng)能集熱器配套PLC控制系統(tǒng)中，在PLC控制系統(tǒng)下EMS能量管理系統(tǒng)取出數(shù)據(jù)并建立外部數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)外部數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和數(shù)據(jù)模型接入，經(jīng)本平臺(tái)分析、挖掘后，關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)投放園區(qū)原有調(diào)控中心監(jiān)測(cè)大屏，可實(shí)現(xiàn)能源運(yùn)行的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控并能與云平臺(tái)通訊、設(shè)備的區(qū)域性集約化管理、實(shí)時(shí)能耗分析、監(jiān)管設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)控制、及時(shí)故障響應(yīng)、視頻監(jiān)控。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)作為綜合能源數(shù)字化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型基石，通過(guò)數(shù)字化能力幫助綜合能源服務(wù)商快速建立業(yè)務(wù)應(yīng)用，使能綜能智慧化管控，構(gòu)建能源服務(wù)生態(tài)。本文依托智慧中臺(tái)技術(shù)支撐體系，設(shè)計(jì)開發(fā)了面向不同用戶、多場(chǎng)景多模式下的綜合能源智慧運(yùn)營(yíng)中臺(tái)，具備可配置化、微服務(wù)化、低代碼開發(fā)、快速建模的特點(diǎn)，形成了可復(fù)制、可推廣的能源運(yùn)營(yíng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了智能、高效、安全的能源管控和增值服務(wù)，與市場(chǎng)拓展匹配，與能力建設(shè)匹配，有效支持園區(qū)綜合能源運(yùn)營(yíng)一體化管控及全流程注智賦能，指導(dǎo)企業(yè)園區(qū)節(jié)能減碳、降低成本。

該產(chǎn)品目前主要面對(duì)園區(qū)綜合能源，后續(xù)會(huì)向醫(yī)院、工廠等場(chǎng)景進(jìn)行拓展，隨著業(yè)務(wù)場(chǎng)景的深入和需求明確，將進(jìn)一步聚焦提升用戶體驗(yàn)，針對(duì)出力負(fù)荷預(yù)測(cè)、能源調(diào)度、智能運(yùn)維、用能指導(dǎo)、設(shè)備生命周期管理、售電交易等方面迭代開發(fā)、逐步完善各功能模塊，并啟動(dòng)手機(jī)移動(dòng)端APP開發(fā)。同時(shí)不斷密切結(jié)合國(guó)家相關(guān)能源政策，側(cè)重在能源運(yùn)營(yíng)層面提供技術(shù)輔助手段，擴(kuò)大公司的能源運(yùn)營(yíng)商業(yè)模式，提升產(chǎn)品服務(wù)能力，為綜能項(xiàng)目的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)提供智能化支撐，致力于成為企業(yè)的用能管家、生態(tài)的中心樞紐、管理者的決策參謀。