面向能源互聯網的工業園區智慧用能共享服務平臺建設方案研究

全英靈 吳焰龍

【摘 ?要】為響應國家能源革命戰略，滿足推進智慧能源發展和能源供應結構轉型的需要，工業園區應積極應用“大云物移智”技術，推進能源大數據中心建設，先行先試，打造能源行業融合的新生態，構建能源與信息高度融合、互聯互通、透明開放、互惠共享的新型能源生態。通過構建智慧用能共享服務平臺，有利于實現數據資源匯聚歸集和增值服務，為工業園區企業賦能，促使產業增值，持續提升能源供應安全性及優質服務水平?；诖?，論文提出了工業園區智慧用能共享服務平臺的建設方案，以期為優化能源結構、推動綠色發展提供參考。

【Abstract】In order to respond to the national energy revolution strategy and meet the needs of promoting the development of smart energy and the transformation of energy supply structure， the industrial parks should actively apply the technologies of "big data， cloud computing， internet of things， mobile internet， artificial intelligence"， promote the construction of energy big data center. The industrial parks should try first， create a new ecology of energy industry integration， and construct a new energy ecology with high integration of energy and information， interconnection， transparency and openness， and mutual benefit and sharing. By constructing a smart energy sharing service platform， it is conducive to realize the aggregation and collection of data resources and value-added services， empower the enterprises in the industrial parks， promote industrial value-added， and continuously improve the security of energy supply and high quality service level. Based on this， the paper puts forward the construction plan of smart energy sharing service platform for industrial parks， so as to provide a reference for optimizing energy structure and promoting green development.

【關鍵詞】能源互聯網;智慧能源;能源革命;能源供應結構轉型

【Keywords】energy internet; smart energy; energy revolution; transformation of energy supply structure

【中圖分類號】TK01;F426 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2021）12-0191-03

1 建設背景及意義

①響應國家能源革命戰略，推進智慧能源發展和能源供應結構轉型的需要。我國強調能源安全發展的“四個革命”戰略思想，即推動能源消費革命，抑制不合理能源消費;推動能源供給革命，建立多元供應體系;推動能源技術革命，帶動產業升級;推動能源體制革命，打通能源發展快車道。一系列政策的出臺有效推動了能源供應結構向多元化發展，相關部門應積極應用“大云物移智”技術，在工業園區開展能源大數據中心建設，打造能源行業融合的新生態，推進能源革命，助力構建清潔低碳、安全高效的能源體系。②直面內外發展環境變化，主動打造工業園區智慧能源生態圈的需要。發展環境的變化，既是挑戰，也是機遇。受政策約束及新能源技術不斷進步的影響，能源消費結構進一步優化，倒逼供應能源多元化。在能源結構轉型、能源消費模式變革中挖掘商機，主動爭取政策支持，主動謀劃工業園區綜合能源服務生態圈，實現數據資源匯聚歸集和增值服務，賦能工業園區企業，加快實現產業增值，從而提升能源供應的安全水平及服務水平。

2 建設思路及目標

2.1 建設思路

以打造“智能電網+能源監測+物聯平臺”為特征，將“工廠智慧用能綜合服務體系”作為核心，面向工業園區構建能源資源與數據產品共享平臺，通過整合能源行業上中下游資源信息，為園區內各類能源參與主體提供產品創新、孵化、發布、共享平臺，打造“能源淘寶”，最大限度發揮能源資源和數據的價值。一是構建能源企業基礎資源共享平臺。在平臺上發布能源領域閑置資源，如設備資源等，提供閑置資源的租賃和共建服務。二是構建數據產品共享服務平臺。以能源數據中心為基礎，接入企業多類能源數據產品，并對外開放共享，為各類數據產品提供從前期需求到成果培育、商業運作全過程全產業鏈的服務與管理。三是構建能源產業鏈供需對接平臺。產業鏈上下游企業將需求和產品發布至平臺上，實現供需精準對接。

2.2 建設目標

貫徹落實習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，以能源的供用協同、多能協同為核心思想，以能源服務技術的管理創新為抓手，開展工業園區智慧用能綜合服務體系建設，逐步沉淀共性業務和增強數據共享服務能力，搭建“智能電網+能源監測+物聯平臺”的“工廠智慧用能綜合服務體系”，應用于政府、電網、工業園區與用能企業，實現對能源全生命周期的精細化、智能化管理。

①建設“一個平臺”，即工業園區綜合能源服務平臺，通過運用物聯網、5G、人工智能、云技術、主動配電網等技術，采集各類用戶水、電、氣、熱等用能信息。②構建“一個體系”，即全社會綜合能效評價體系。在廣泛采集試點區域用能信息的基礎上，發揮掌握海量用能數據的優勢，對標同行業同類用戶的先進用能水平，研究分行業用能優化模型，構建全社會綜合能效評價體系，為用能單位提供個性化的能效提升建議，為能源服務商提供用戶改善用能的需求，為政府部門產業發展決策提供服務。③打造“一批示范”，即打造綜合能源服務“示范點”和“示范工程”。針對試點區域高耗能企業進行能效分析，再進行綜合能源利用改造，打造可推廣的園區級“示范點”和“示范工程”。④催生“一個產業”，即綜合能源服務產業。綜合能源服務產業具備良好的發展前景，結合物聯網技術，通過平臺建設、能效評價體系構建和示范點的培育，努力在工業園區打造一個綜合能源系統建設與運維、分布式能源開發與建設，涵蓋節能服務、環保用能服務、綜合儲能服務和綜合智慧能源服務等業態的新興產業。

3 建設方案

3.1 平臺系統總體架構

能源互聯網共享服務平臺的建設，立足于滿足用能客戶、市場綜合能源服務合作伙伴的實際需求，按照“賦能客戶用能優化管理、支撐綜合能源業務發展”思路，廣泛接入客戶用能過程數據、公司營銷業務數據、綜合能源設備與服務供應商應用系統數據、社會第三方數據，采用“云-管-邊-端”架構，提供能效大數據挖掘分析功能用于賦能邊緣計算設備，實現能效監控與優化，推送能源監測與能效分析診斷等數據，增值賦能客戶的用能優化管理與節能減排活動，實現綜合能源核心業務規?；茝V（見圖1）。

①開展個性化、專業化服務。平臺以Web端和移動端為主要應用形式，以模塊化、產品化的形式為公司、用能客戶等平臺用戶提供個性化、專業化的應用服務，應用模塊內容包含應用市場、供需對接、資訊服務和用戶管理等。②整合多源系統數據。平臺支持多種接入數據、接入方式，靈活處理不同地區、不同要求的數據接入，平臺支持數據、業務、應用接入，具備統一管理和高擴展性特征，共同為綜合能源服務產業相關方提供服務。③創新數據采集方法。開發基于IoT技術的多能源設備數據采集方法，實現傳感器、儀表、工業設備等多能源設備數據的快速采集與可靠傳輸。利用集中式數據采集監控分析方式進行數據管理，并將采集的數據上傳到物聯管理平臺進行統一存儲、計算、分析。實現能源數據的集中管理和歸檔，讓全廠能源管理中心和各能源子站通過工廠已有網絡結合在一起構成一個完整的系統。

3.2 重點建設任務

3.2.1 企業能效監測

應用能源互聯網共享服務平臺，搭建企業能效監測場景，直觀展示能耗指標、能效指標、報警數據，找到能源使用過程中的不合理情況，對未來的能耗與能效情況進行預測分析，建立評價指標體系，對能源管理進行實時和周期性評價，對標能效指標，分析能效變化趨勢及原因，并提供多專題的能效分析報表。通過對工業園區終端用戶各種能源使用情況進行集中監測與管理，動態分析能源系統能效情況，支撐綜合能效監測、能效診斷、能效診療、節能評估、節能改造等業務的開展，將工業園區打造成為地區綜合能源能效數據監測中心。

3.2.2 企業碳核算

建立能源消耗量和碳排放之間的數理模型，對企業碳排放情況進行一站式計算，捕捉工廠碳足跡，對工廠碳排放進行全流程監控，精確診斷碳排放來源和分布，核算工廠碳排放量，為企業參與碳交易市場打好數據基礎。通過碳核算，能準確預測企業碳排放量，為園區整體碳排放量測算提供依據，為工業園區早日實現“雙碳”目標提供有力支撐。

3.2.3 園區整體能源優化

基于能源互聯網共享服務平臺，構建能源優化系統，對熱、電多能流綜合能源系統進行建模，構建負荷預測、多能流安全分析及預警、多能流優化調度、綜合評價體系等應用，制定園區能源優化調度計劃，推進能源綜合利用，實現不同能源類型的耦合互補與最優流動，實現園區整體節能減排，與上級電網良性互動（見圖2）。一是依據設定時間段內的園區逐時負荷歷史數據，對未來園區逐時負荷需求進行預測的功能，為能源優化調度計劃的制定提供數據支撐。二是根據多臺機組調度出力曲線，優化各機組間出力分配，盡量保證更多機組高效運行，提高整體能源利用率和機組運行經濟效益。三是建立適用于運行優化的熱網能量流模型，構建工業園區綜合能源系統優化模型，制定能源優化調度計劃，提高園區整體能源運行效率。

3.2.4 推動園區“源網荷儲”友好互動

依托能源互聯網共享服務平臺，應用“源網荷儲”友好互動應用，以智慧用能系統為樞紐，通過強大且穩定的信息網絡來控制各種能源設備，實現園區內多能互濟、供用協同（見圖3）。針對分布式電源、能量存儲、負載變化等，通過開放的平臺，實現多能源的信息融合和調度優化，貫通“源-網-荷-儲-控”各環節的控制，生產和消費實時互動，促進新能源消納，提高能源利用率。

3.3 遠景展望

能源互聯網的建設與完善，將實現能源流、數據流貫穿能源生產、傳輸、消費全過程，逐步形成多能互補、智能互動、泛在互聯的能源互聯網，實現以電力能源為中心，多種能源協同、供給與消費協同、集中式與分布式協同、大眾廣泛參與的智慧能源網絡和能源生態系統，促進能效提升，貫徹綠色化、生態化發展理念，引領能源清潔低碳轉型和能源互聯網業務創新發展，為園區“雙碳”目標實現提供有效支撐。

4 保障機制及可推廣性分析

4.1 保障機制

4.1.1 建立綜合能源服務運營機制

搭建綜合能源服務運營平臺，作為園區開展綜合能源服務業務的運營管理中心，建立24小時運作機制，開展客戶側用能情況運營監控、用能數據分析及業務流轉，為開展全方位綜合能源服務提供支撐。全過程、全方位掌控園區內各能源供給、傳輸、消耗過程中能源情況，統籌規劃利益相關方用能結構以達到節能高效的最終形態。

4.1.2 制定靈活的市場營銷策略

結合企業用戶降低能源成本、實現降本增效等需求，以用電業務代辦、設備托管、能效診斷為切入點，綜合采用多種能源、技術，創新商業模式，為客戶提供具有競爭力的定制化綜合能源服務整體解決方案。充分發揮公司品牌、營銷渠道、配套電網建設等優勢，為目標客戶推介綜合能源服務組合，建立服務價格優勢。

4.1.3 建立市場經營風險防范機制

一是降低和規避政策風險與市場風險。爭取政府在財政獎勵、稅收減免、融資貼息等多方面的扶持，配合政府引導和推動合同能源管理模式在既有工業用能管理中的應用與推廣。二是降低和規避項目技術與實施風險。在智慧用能技術的選擇方面，首選已列入國家或各省市節能技術與成果、設備推薦目錄的節能產品。三是培育專業化項目隊伍。引進計算機、能源管理、自控等專業的綜合能源服務技術人才，專職負責項目后續運行管理。

4.2 可推廣性分析

4.2.1 引領區域綜合能源服務產業健康發展

在開展工業園區智慧用能綜合服務體系建設的過程中，通過融合多種技術手段首次實現了客戶側電、水、氣、熱多種能源種類能耗數據的全采集、全分析，實現多能數據物聯管理，提高優質服務品牌形象，為進一步推進綜合能源服務奠定基礎，引領工業園區綜合能源服務產業發展，打造企業新的盈利增長點。

4.2.2 助力工業園區綠色可持續發展

依托能源互聯網共享服務平臺，應用智慧用能管理系統，實現了節能減排的正向疊加效應，降低高峰時段電網調峰的壓力，增加谷段電網用電量，提高供電的可靠性及電網的安全性，降低了輸配電線路的損耗，提高了電網運行的經濟性。同時，可以減少高峰電力需求，減少一次能源的消耗與污染物的排放，緩解環境壓力，節約能源資源采購費用和污染物治理費用，助力創建“綠色工廠”。

4.2.3 推動區域能源互聯網生態快速發展

通過建立服務于能源大數據中心的“工廠智慧用能綜合服務體系”，加快推進能源與信息高度融合，構建互聯互通、透明開放、互惠共享的新型能源生態，服務能源數據發展規劃，服務園區工業企業發展，增強節能減排意識，助力構建清潔低碳、安全高效的能源體系，從而服務經濟社會發展、服務治理體系和治理能力現代化建設，推動社會節能減排，促進能效提升，貫徹綠色化、生態化發展理念。

【參考文獻】

【1】查亞兵，張濤，黃卓，等.能源互聯網關鍵技術分析[J].中國科學：信息科學，2014，44（6）：702-713.

【2】周孝信.構建新一代能源系統的設想[J].陜西電力，2015，43（9）：1-4.

【3】慈松，李宏佳，陳鑫，等.能源互聯網重要基礎支撐：分布式儲能技術的探索與實踐[J].中國科學：信息科學，2014，44（6）：762-773.

【4】郭紅光，張軍.能源互聯網的認識與分析[J].現代建筑電氣，2016，7（10）：1-4.