摘要：闡述了發(fā)展智慧能源管控系統(tǒng)的必要性，詳細(xì)介紹了分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)、能源管控系統(tǒng)及管控平臺(tái)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)于園區(qū)能源管控工程建設(shè)具有良好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：智慧能源管控系統(tǒng);分布式能源監(jiān)控系統(tǒng);能源管控平臺(tái)

0 引言

以園區(qū)為代表的區(qū)域能源系統(tǒng)具有用能密度大、負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)高、可再生能源比例高、產(chǎn)用能形式多樣化等特點(diǎn)，是促進(jìn)可再生能源大規(guī)模就地消納、提高能源綜合利用效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的有效實(shí)施途徑。

1 發(fā)展智慧能源管控的必要性

智慧能源管控系統(tǒng)涵蓋對(duì)供電、供熱、供氣及供水等多項(xiàng)能源系統(tǒng)的管控，通過管控系統(tǒng)的建立，構(gòu)建了以能源數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)體系，精準(zhǔn)對(duì)接城市綜合能源管理系統(tǒng)，為未來更多智能城市的示范應(yīng)用提供新模式。

2 智慧能源管控系統(tǒng)介紹

智慧能源管控系統(tǒng)是以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等為支撐的大型開放式能源管理服務(wù)平臺(tái)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，借助云數(shù)據(jù)中心，對(duì)電、熱、水等多種能源的生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)等各類信息進(jìn)行智能處理，對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。管理系統(tǒng)由能源管理平臺(tái)、通信系統(tǒng)、終端三部分組成，可實(shí)現(xiàn)能源最優(yōu)調(diào)度、市場(chǎng)主體間的互動(dòng)、綜合監(jiān)視、用戶用能分析等多種目標(biāo)。

3 智慧能源管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 ? ?工程概況

本項(xiàng)目位于HH市XB區(qū)，規(guī)劃總建筑面積為195 500 m2，其中地上建筑面積工程包括科研辦公樓、職工食堂/后勤服務(wù)中心、試驗(yàn)車間、室外工程。

3.2 ? ?系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧能源管控系統(tǒng)包含能源綜合管控系統(tǒng)和各分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)（包括樓宇能源綜合管控系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電樁監(jiān)控系統(tǒng)、用戶用能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）。

綜合各分布式能源本地控制系統(tǒng)提供的信息，基于分布式能源發(fā)電成本、電網(wǎng)電價(jià)以及根據(jù)負(fù)荷需求制定的經(jīng)濟(jì)發(fā)電計(jì)劃，能源綜合管控系統(tǒng)運(yùn)用合理的策略管理各分布式能源的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能量平衡和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 ? ?分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

園區(qū)內(nèi)所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、透明化，配備智能分析軟件，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的狀態(tài)特征和運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)感知園區(qū)內(nèi)的固定消費(fèi)端、電動(dòng)汽車等移動(dòng)消費(fèi)端、屋頂光伏發(fā)電等可再生能源節(jié)點(diǎn)的接入、斷開和消費(fèi)信息，實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度智能化，提高能源生產(chǎn)效率。

3.3.1 ? ?電力管控系統(tǒng)

電力管控系統(tǒng)作為對(duì)園區(qū)電力負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、管理的中心，對(duì)保障園區(qū)電力的能源供應(yīng)起著重要作用，主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)測(cè)、用能分析、電能量計(jì)費(fèi)、調(diào)度管理、穩(wěn)定控制等各個(gè)集成的子系統(tǒng)。

主要內(nèi)容：監(jiān)視用電負(fù)荷的頻率、電流、電源、負(fù)荷容量等參數(shù);監(jiān)視斷路器、隔離開關(guān)、工作位置狀態(tài)等，并對(duì)無人值班的開關(guān)站、變電站進(jìn)行設(shè)備監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制。

系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、精細(xì)計(jì)量、數(shù)字傳感等先進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、全面、準(zhǔn)確地采集電能損耗數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)分析能耗狀況，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地核算節(jié)能量，輔助制定并不斷優(yōu)化節(jié)能方案，智能控制耗能設(shè)備，使其處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。采集與監(jiān)控的主要負(fù)荷如表1所示。

3.3.2 ? ?光伏發(fā)電管控系統(tǒng)

在基地樓頂建設(shè)并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)以智能化電氣設(shè)備為基礎(chǔ)，以串行通訊總線（現(xiàn)場(chǎng)總線）為通信載體，將太陽電池組件、并網(wǎng)逆變器、交直流配電柜及輔助系統(tǒng)在線智能監(jiān)測(cè)和監(jiān)控設(shè)備等組成一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息數(shù)據(jù)的流動(dòng)，采集上述系統(tǒng)全面的電氣數(shù)據(jù)并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析處理，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫，完成報(bào)表制作、指標(biāo)管理、保護(hù)定值分析與管理、設(shè)備故障預(yù)測(cè)及檢測(cè)、設(shè)備狀態(tài)檢修等電氣運(yùn)行優(yōu)化、控制等任務(wù)。

樓宇光伏系統(tǒng)作為分布式電源的一部分，并入園區(qū)智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，由智能配電網(wǎng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)配、計(jì)量。根據(jù)國家當(dāng)前的新能源補(bǔ)貼政策，優(yōu)先考慮自發(fā)自用的上網(wǎng)模式，由于光伏發(fā)電的工作時(shí)段和電網(wǎng)的高峰和平段區(qū)間基本吻合，可以通過自發(fā)自用的方式減少外購電量，間接實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

3.3.3 ? ?智能充電站管控系統(tǒng)

通過互聯(lián)網(wǎng)，園區(qū)內(nèi)的電動(dòng)汽車用戶可以實(shí)時(shí)查看園區(qū)內(nèi)充電站的位置和使用情況，進(jìn)行充電預(yù)約、位置引導(dǎo)，可實(shí)時(shí)顯示充電量及歷史報(bào)表，可采用電子銀行、支付寶、微信等線上直接支付方式，既提高了充電站的利用效率，又減少了用戶的排隊(duì)等待時(shí)間。

3.4 ? ?能源管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智慧能源管控系統(tǒng)，通過高度的智能化控制，在生產(chǎn)監(jiān)控及調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)電力、光伏發(fā)電、充電樁系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控，自動(dòng)完成對(duì)各系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常工況的事故處理等。

由于基地各用能設(shè)備比較分散，擬在現(xiàn)地設(shè)置生產(chǎn)監(jiān)控SCADA系統(tǒng)滿足對(duì)各控制子系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控。各站點(diǎn)供能系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和保護(hù)將以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為主，輔以少量的其他控制系統(tǒng)和設(shè)備。控制系統(tǒng)設(shè)備采用物理分散的布置方式，其就地操作設(shè)備僅用于供調(diào)試、運(yùn)行初期、巡檢、事故處理用。在機(jī)組調(diào)試、啟動(dòng)和系統(tǒng)出現(xiàn)事故的情況下，可在各自的LCD上進(jìn)行監(jiān)控，待設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行階段，再由就地監(jiān)控切換至生產(chǎn)監(jiān)控及調(diào)度中心監(jiān)控，正常情況下以在遠(yuǎn)方監(jiān)控為主。

3.5 ? ?能源管控平臺(tái)設(shè)計(jì)

采用“互聯(lián)網(wǎng)+”方式，建立能源云綜合服務(wù)平臺(tái)，建立園區(qū)內(nèi)能源交易和其他相關(guān)業(yè)務(wù)商務(wù)平臺(tái)，在云計(jì)算平臺(tái)上對(duì)分布式發(fā)電生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)和各用電設(shè)備的消費(fèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，形成大數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)能源管理智能化分析應(yīng)用，幫助使用者分析其用能數(shù)據(jù)，提供用能節(jié)能服務(wù)。

4 結(jié)語

智慧能源管控系統(tǒng)的最終目標(biāo)是對(duì)園區(qū)內(nèi)的用能單位能耗進(jìn)行分類、分項(xiàng)計(jì)量采集，并采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口，將數(shù)據(jù)送至上一級(jí)的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提供能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，提高節(jié)能運(yùn)行管理水平，維持園區(qū)內(nèi)的用能平衡。利用能源生產(chǎn)管理統(tǒng)計(jì)報(bào)表，通過平衡分析、預(yù)測(cè)分析等，高效利用能源，降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50314—2015[S].

[2] 杜露露，鄒翔，儲(chǔ)成娟，等.新能源調(diào)度管控系統(tǒng)研究與分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2019（6）：141-142.

[3] 王淑玉，胡霄毅，高冠升，等.基于數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的能源管控模式優(yōu)化研究[J].節(jié)能，2019（3）：42-43.

收稿日期：2020-04-26

作者簡介：魏燕（1981—），女，陜西西安人，高級(jí)工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。