關鍵詞： 三級建設架構；B/S架構；源網荷儲一體化；多能互補；智能診斷

0 引言

隨著物聯(lián)網、大數據、人工智能等技術的應用，能源管理逐漸從傳統(tǒng)的單一能源計量向智能化、集成化轉變。越來越多的園區(qū)開始探索和實踐源網荷儲一體化的能源管理模式，整合能源生產、傳輸、消費和存儲環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源結構，提升能源利用效率。在各級政府的政策引導、標準化建設和產學研合作的加持下，零碳園區(qū)能碳管理平臺（以下簡稱DZSM平臺）應運而生。

1 能源管理國內現(xiàn)狀

當前國內正邁向智能化、一體化、綠色化轉型的關鍵階段，面臨著一系列挑戰(zhàn)和機遇。數據孤島現(xiàn)象普遍：多能源系統(tǒng)的數據集成難題阻礙了全局能源管理的實施，限制了決策的全面性和時效性。政策與市場機制待完善：現(xiàn)行能源政策、電價機制等尚不足以充分激勵園區(qū)開展能源管理創(chuàng)新。技術融合推動創(chuàng)新：信息化與智能化技術的深度融合，正逐步解鎖能源管理的潛能，實現(xiàn)從被動響應到主動優(yōu)化的轉變，為零碳園區(qū)的建設奠定技術基礎。個性化與增值服務：面對用戶多樣化需求，平臺需不斷探索創(chuàng)新服務模式，以增強競爭力和用戶黏性。

國內正處于轉型升級的關鍵期，通過技術創(chuàng)新與模式探索，DZSM平臺會助力園區(qū)實現(xiàn)零碳，并助推可持續(xù)發(fā)展。

2 平臺架構及功能設計

在研究產品發(fā)展路徑時，除了技術上的集成，還需要對能源利用模式進行革新。所以在設計平臺架構和功能時，從以下5個方面進行了思考。

1） 層次化設計思路。采用三級建設架構（建筑/園區(qū)、區(qū)域、城市層級），滿足不同層級的能源管理需求。例如，建筑/園區(qū)層級注重能效細節(jié)優(yōu)化，區(qū)域層級強調資源的區(qū)域化協(xié)同與互補，城市層級則著眼于整體規(guī)劃與能源互聯(lián)網的構建。

2） 多能互補與就近平衡。在設計中融入多能互補理念，通過融合光伏、儲能、冷熱源等多元能源系統(tǒng)，實現(xiàn)能源供應的多樣化和互補性。通過就近平衡原則，減少能源傳輸損耗的同時，快速響應并應對突發(fā)情況[1]。

3） 源網荷儲一體化。由于能源供應的不確定性和需求的波動性，源網荷儲一體化設計會至關重要。通過智能預測與調度，動態(tài)平衡能源生產、傳輸、消費與存儲，在保障能源系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行的同時，也為園區(qū)引入更多可再生能源應用場景。

4） 服務對象的多樣性考量。鑒于用戶類型的多樣性，在平臺設計時考慮其靈活性，實現(xiàn)個性化定制服務，確保滿足每個用戶群體的特定需求，如圖1 所示。

5） 創(chuàng)造的價值。能顯著提升能源管理效率，通過精準的數據分析與決策支持，優(yōu)化能源配置，降低運營成本；促進節(jié)能減排，助力實現(xiàn)零碳園區(qū)目標；增強能源安全與韌性，提高應對能源市場波動的能力；為探索能源服務商業(yè)模式創(chuàng)新（如能源交易、需求響應等）提供平臺支持，最終推動園區(qū)向智慧、綠色、低碳轉型，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 平臺架構

DZSM平臺采用B/S設計架構，操作人員通過大屏、工作站、移動終端等訪問平臺各應用模塊，完成日常工作。平臺接入營采、光伏、儲能、鍋爐、蒸汽等系統(tǒng)數據，對數據進行描述式、預測式和決策式分析。

平臺架構由基礎層、數據層、服務層、應用層和表現(xiàn)層等5個層級組成。

基礎層。作為底層數據支持，負責數據采集、協(xié)議轉換及數據隔離，實現(xiàn)系統(tǒng)間的數據通信。

數據層。對采集數據進行處理、分析、存儲，運用大數據技術揭示數據規(guī)律與趨勢，為上層服務和應用提供支持。

服務層。以技術能力支撐園區(qū)綜合能源智慧管理，進行數據挖掘、多維度統(tǒng)計分析，定時更新結果至數據庫。

應用層。以平臺能力為基礎，將各模型與功能的實用價值按需直觀地呈現(xiàn)于用戶面前。

表現(xiàn)層。以多元化的界面形態(tài)，如大屏、工作站、移動終端等，立體呈現(xiàn)平臺各項應用。

3 平臺功能

平臺實時監(jiān)測園區(qū)內的能源消耗情況，分析能源利用的效率，從而優(yōu)化能源的使用和管理，實現(xiàn)對園區(qū)內各類能源的實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析、智能調度和優(yōu)化控制等功能[2]。

3.1 能源駕駛艙

通過大屏集中展示能源系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)、關鍵指標、數據分析結果等信息，為管理人員提供一個全局視角，實時掌握能源系統(tǒng)的整體狀況，快速做出決策響應。

1） 全景視圖。駕駛艙以儀表盤、進度條、圖表（折線圖、柱狀圖、餅圖、熱力圖）等形式，動態(tài)展示能源關鍵性指標，包括各類型能源占比、能源售用量等，呈現(xiàn)整體能源的運行態(tài)勢。

2） 能源流向圖。采用數據流圖和GIS地圖形式，動態(tài)展示電、水、冷、熱、汽等能源的產生、傳輸、消耗過程，以及儲能設施、新能源發(fā)電設備的接入與互動情況，直觀揭示能源流動路徑與供需關系。

3） 實時監(jiān)控。實時顯示各類能源供量、耗量等數據，實時更新用戶用能情況、能源各系統(tǒng)運行情況等，確保管理者實時掌控能源管理。

4） 決策支持。結合大數據、人工智能等技術，提供能源預測、故障診斷等功能，幫助管理者提前預見能源供需變化，精準定位設備故障原因，制定科學的能源調度和設備運維策略。

3.2 多屏聯(lián)動

實現(xiàn)能源駕駛艙與PC端、移動端等多終端的能源數據聯(lián)動和同步，確保管理者無論身處何處都能實時查看和操控平臺。

1） 個性化看板。通過自定義配置功能，用戶根據職責定制個人看板，聚焦關心的數據視圖。

2） 擴展展示。將一個屏幕的內容擴展到多個屏幕顯示，多用戶可在不同屏幕上同時操作并共享。

3） 數據同步。監(jiān)控中心多屏聯(lián)動，設備間數據實時同步，保持信息一致。

3.3 能源數據采集與監(jiān)測

全面覆蓋光伏、冷熱源、儲能、變配電、蒸汽、鍋爐等多個能源系統(tǒng)，實時采集各類能源表計數據，并在線監(jiān)測能源消耗情況。通過全面、實時、精準的數據采集和分析，為能源管理決策提供強有力的數據支持。

1） 實時數據采集。實時采集各類能源的生產、消耗、存儲、傳輸等數據，如光伏發(fā)電量、冷熱量輸出、熱水用量、充電電量、儲能充放電狀態(tài)、電能質量參數、蒸汽流量、鍋爐運行參數等。

2） 設備狀態(tài)監(jiān)測。集中呈現(xiàn)能源利用效率、能源調度（電力調度、蒸汽調度）等，便于管理者快速評估能源管理成效，及時發(fā)現(xiàn)異常和短板。

3） 數據分析與展示。對采集到的能源數據進行統(tǒng)計分析，生成各類圖表、報表等，如各大廠區(qū)數據分析、設備運行曲線、系統(tǒng)診斷分析、故障統(tǒng)計分析等，能源系統(tǒng)運行狀況直觀展示給用戶。

4） 異常報警與預警。設置閾值規(guī)則，對采集數據進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設備故障、能源短缺等情況，立即觸發(fā)報警，確保問題得到及時發(fā)現(xiàn)和處理。

5） GIS+3D模型展示。以直觀地理布局呈現(xiàn)設備分布，支持區(qū)域細化查看、地圖類型與設備狀態(tài)切換，以三維可視化方式動態(tài)展示設備運行狀態(tài)、管路布局及關鍵參數，實現(xiàn)園區(qū)系統(tǒng)設施的立體化、可視化管理。

3.4 能碳分析與評估

作為能源體系的核心環(huán)節(jié)，通過對電、冷、熱、氣、汽等能源的全面監(jiān)測和深度分析，深入洞察各區(qū)域、各時段的用能特點，為優(yōu)化能源供應結構、提升能源利用效率提供數據支撐。

1） 全景視圖。以可視化方式呈現(xiàn)售能、新能源發(fā)電、儲能以及用能等關鍵數據，通過多種能源形式的綜合圖表，形成能源供需全貌，實時跟蹤各業(yè)務板塊的動態(tài)變化，同時細化到各區(qū)域、各時段的能耗數據，精準管理園區(qū)能源流動脈絡。

2） 能源分析。分別進行售電、售汽、新能源發(fā)電、儲能業(yè)務等分析，如尖峰負荷分析、峰谷差分析、平電量分析、新能源發(fā)電與售電互補性分析等，評估電力系統(tǒng)的調峰壓力及潛在的儲能應用價值，分析新能源發(fā)電在削峰填谷、平滑負荷等方面的貢獻[3]。

3） 能耗分析。運用數據分析，揭示各區(qū)域、各時段的能耗特征和規(guī)律，識別異常消耗、峰谷失衡、資源浪費等問題，分析可能的影響因素（季節(jié)、晝夜、工作日/周末/假日等），結合業(yè)務特性和外部環(huán)境因素，提出針對性的節(jié)能措施、設備升級、負荷調控、需求響應等優(yōu)化策略。

4） 能源優(yōu)化。針對各區(qū)域、各時段的電量特性，提出差異化電價策略，如進一步拉大尖峰與谷時段的電價差距，激勵用戶調整用電行為。根據各區(qū)域的能源消耗特點，提出針對性的節(jié)能措施、需求側管理方案或儲能設施部署建議?；谛履茉窗l(fā)電與售電業(yè)務的互補性分析，規(guī)劃新能源發(fā)電項目擴容、儲能設施建設或需求響應項目的推廣路徑。

5） 碳排放量化?；谀茉聪臄祿Y合碳排放因子，準確計算園區(qū)的碳排放量，量化不同環(huán)節(jié)、不同時間段的碳足跡，為碳排放管理提供量化基礎。

6） 智能診斷與優(yōu)化。通過對能源使用模式和碳排放數據的智能分析，識別異常能耗和高碳排放點，提出節(jié)能減碳措施，如設備升級、能源結構調整、能效提升、可再生能源引入等。

7） 可視化報告。通過圖表、儀表盤等形式，直觀展示園區(qū)能效指標與碳排放情況，并生成定制化報告，輔助管理者匯報并做出決策。

3.5 能源預警與告警

當能源消耗異?；蛟O備運行狀態(tài)出現(xiàn)問題時，及時發(fā)出預警或告警，協(xié)助用戶快速響應、妥善處理，確保能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1） 報警概覽。展示系統(tǒng)內所有已處理與未處理報警的總體情況，包括報警數量、類別、級別、處理狀態(tài)等。

2） 高頻參數報警。針對設備運行過程中頻繁觸發(fā)報警的參數進行專項統(tǒng)計與分析，如電壓波動、電流異常、溫度升高、壓力偏高等，及早揭示設備潛在的故障跡象或運行異常狀況。

3） 能源系統(tǒng)報警分布。以圖表形式展示各能源系統(tǒng)的報警數量的分布情況，幫助用戶識別能源系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，合理進行資源調配和整改。

4） 報警高發(fā)型號。統(tǒng)計設備報警次數最多的型號或品牌，為設備選型、采購、維護等決策提供數據支持，避免重復采購易發(fā)故障的設備型號。

5） 報警高發(fā)設備。列出報警次數最多的設備，便于用戶重點關注并優(yōu)先處理，同時為設備維護、更換、升級提供依據。

6） 報警信息列表。詳細記錄每一次報警的時間、地點、設備、參數、原因、處理情況等信息，支持用戶查詢、篩選、導出報警記錄。

3.6 智能診斷和節(jié)能服務

全方位評估各能源系統(tǒng)運行質量，精準定位異常根源，提供系統(tǒng)性能優(yōu)化建議。該模塊囊括整體健康評分、詳盡異常記錄、診斷分布概覽、各子系統(tǒng)關鍵指標分析、具體指標詳情解析及趨勢演變，以此實現(xiàn)對園區(qū)能源的全面體檢與智能化管理決策。

1） 系統(tǒng)健康診斷。異常診斷記錄展示各項診斷指標、受影響的對象、評價結果、觸發(fā)時間等，以便追溯與排查問題。而異常診斷分布則采用環(huán)形餅圖直觀呈現(xiàn)選定時間段內所有異常指標的發(fā)生頻率與占比，為系統(tǒng)維護和優(yōu)化提供方向性指導。

2） 設備能效診斷。對各能源系統(tǒng)設備（如變壓器、管線等）的能效進行診斷，識別低效設備、不合理運行模式，提出節(jié)能改造或運行策略優(yōu)化建議。

3） 系統(tǒng)能效診斷。分析各能源系統(tǒng)（變配電、蒸汽、儲能等）的整體能效，包含系統(tǒng)運行效率、輸配系統(tǒng)的損耗情況、末端用能設備的能耗特性等，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)層面的節(jié)能機會。

4） 能耗異常診斷。利用大數據分析與機器學習技術，實時監(jiān)測能耗數據，識別能耗異常波動，快速定位故障設備或不合理用能行為，及時進行故障排除或用能調整。

3.7 多能源互補與協(xié)同調控

通過智能算法與自學習優(yōu)化模型，實現(xiàn)多能源系統(tǒng)間的協(xié)調優(yōu)化運行，提升新能源利用率，依據預設策略自動調整能源供給策略以達到供需平衡，并最大化能源利用效率。

1） 多能源互補。識別并充分利用各種能源之間的互補性，如風能和光伏在各自有條件時供電，儲能系統(tǒng)則電力過剩時存儲，不足時釋放。通過合理的能源調度，使各種能源在時空上形成最優(yōu)組合，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。

2） 供需平衡。通過多種協(xié)同互補路徑，包括源端互補、源網互補和網荷互補等模式，根據需求調整各能源比例、能源消費模式，整合園區(qū)分布式資源和可控負荷，實現(xiàn)能源的平衡和穩(wěn)定供應[4]。

3） 自學習優(yōu)化模型。采用自學習優(yōu)化模型，根據歷史數據和實時數據，自動學習和調整能源調度策略，適應能源需求、供應等變化，不斷提高能源調度的精度和效率[5]。

3.8 移動端應用與遠程運維

支持手機App或Web端訪問，方便管理或運維人員隨時隨地查看和處理相關事務。

1） 實時監(jiān)控。通過手機App或Web端，管理或運維人員可隨時隨地查看能源系統(tǒng)的實時運行數據，全面掌控能源系統(tǒng)。

2） 報警處理。當檢測到能源消耗異?；蛟O備故障時，會立即通過App或Web端推送報警信息，管理或運維人員可及時查看報警詳情，確認報警原因，采取相應措施（如遠程控制、派工單等），并記錄處理結果，確保問題得到及時解決。

3） 設備維護。支持設備維護任務的創(chuàng)建、分配、跟蹤、記錄等，管理人員可在線安排設備保養(yǎng)、檢修等工作，查看維護進度，接收維護人員的工作匯報，確保設備維護有序進行。

4 結束語

本文介紹的DZSM平臺，已在實際項目中驗證應用，目前正優(yōu)化以實現(xiàn)高度整合、模塊化設計，全面覆蓋能源管理鏈路，從生產到消費各環(huán)節(jié)。平臺設計兼容經開區(qū)增量配電網，靈活應對技術進步與能源領域發(fā)展，持續(xù)升級擴展。