“智慧能源云”——解码城市能源综合管控

文｜朗德华信（北京）自控技术有限公司 姜永东

“智慧能源云”
——解码城市能源综合管控

文｜朗德华信（北京）自控技术有限公司 姜永东

现阶段，中国面临节能减排的重大压力，不仅仅在能源供给方面面临发展和增长的双重压力，而且因能源消费引起的环境污染，已使环境不堪重负。其中，城市作为人群的主要聚集地，低碳城市建设和城市节能成为中国节能减排的主要战场。2012年5月3日，在布鲁塞尔举办的中欧高层能源会议闭幕式上，国务院副总理李克强致辞提到，在低碳城市、绿色建筑、工业和交通节能等领域携手创新是中欧合作的要点之一。5月11日，世界银行发布的《中国可持续性低碳城市发展》报告指出，中国实现“十二五”减排目标必须实现“城市低碳”。

但低碳城市如何与现在的智慧城市相关联？如何满足城市低碳、生态、环保、智慧的多重需求？如何实现城市“资源的智能监控”？

1 建筑节能催生“智慧能源云”

单单给城市的每一栋楼宇、市政工程等安装成千上万件节能产品和监测传感器是远远不够的，更重要的在于必须完成对这千万个能耗节点实施“一体化监测管控”，这种管控要求同步监测水、电、燃气、供热等能耗节点，若实现真正节能还需要监测相关的环境参数和设备运行参数，并要求实现对所有节点的信息采集、统计、分析、优化、资源调配。难题是：这些节点分属于不同的领域，分管于不同的单位，产品来自不同的厂家，没有预设统一的标准，要实现这种跨领域、跨部门、跨行业、跨产品、跨标准、海量的信息收集与整合，几乎是无法完成的任务。如何整合？谁来整合？各地城市在推进这个任务时无处落脚、举步维艰。

针对城市能源综合管理问题，朗德华推出了“智慧能源云”平台，其定义为：利用云计算和物联网技术，为建筑、工业、交通等各个领域的单栋建筑、建筑群落以及跨区域建筑群落（包括IDC机房），提供城市区域和建筑群落的能源管控和优化整体解决方案。

“智慧能源云”可支持十万栋级别城市智能建筑群能源管控，实现建筑群内水/电/气/热/油等全部能源数据，温度、湿度、光照、气候环境参数及设备运行参数的采集、存储、分析、应用和能耗仿真，为实现城市建筑节能提供强有力的服务支撑。如图1所示。

2 “智慧能源云平台”优化节点管控

具体来讲，就是将大量分散在城市各区域的成千上万个用能及能耗节点，用云计算技术实现汇集、分析和处理，再进行排序、优化、控制和合理调配，形成建筑群落和区域分布式能源的整体控制、优化、服务与再分配的体系平台，并将城市区域和建筑群落的所有能耗、控制等信息采集、分析、统计和处理，反馈至IP物联网自适应控制系统，实现整体化的能源管理和智能化控制功能，为能源总量控制提供真实的数据支持。

要完成整个城市的“资源智能监控”，就要求同步监测水、电、燃气、供热等能耗节点，实时监测相关的环境参数和设备运行参数，并要求实现对所有这些节点的信息采集、统计、分析、优化、资源调配。

“智慧能源云”可以实现在不同品牌设备上进行信息采集，以及将千万个节点精确定位以实现针对性的管控功能。这得益于云计算技术和物联网技术的大发展，朗德华利用物联网技术成功研发一套带有全球唯一身份识别，且与主流产品互通、互换、互联的新型能源智慧化控制系统。可实现能源数据、环境参数和设备运行参数跨区域、跨系统、跨专业的融合交互，各控制设备除具有应有的能源数据自动化、优化、发送和传输功能外，还同时具有数据分层存储、处理和分析的功能，在遵循“物物相联，智慧协同”的功能下，达到自我优化和调配，实现智慧能源控制和优化。如图2所示。

3 “智慧能源云平台”技术系统

“智慧能源云平台”主要包含四大部分，依次为：现场感知层、IP 控制网络层、系统应用层和云计算管理控制及优化配置平台。其平台架构如图3所示。

“智慧能源云平台”（如图4所示）具有多项核心技术，基本要点说明如下：

（1）IP物联网能耗采集系统：IP物联网传感器对需求侧能耗数据进行实时动态采集与监测，可采集到每一个用能设备。对于普通监测数据能提供最高5分钟的采集频率，对于用户操作和各种报警异常能提供精确到毫秒级的实时记录。

（2）IP物联网能源控制系统：通过对采集数据进行分析与校验，IP物联网能源控制系统可对需求侧工艺及过程参数进行控制，及时发现设备故障并进行远程控制。

（3）IP物联网能源优化系统：IP物联网能源优化系统，可实现单栋建筑内系统的单一能源的需求与匹配管理，包括设备的工作顺序、运行时间及具体操作方式等。

（4）云计算能源管理优化控制平台：通过云计算能源管理优化控制平台，可实现跨区域的建筑群落各类能源的综合优化、匹配及再分配。

（5）云计算第三方API万能接口软件系统：云计算第三方API万能接口软件系统兼容性强，可实现与第三方设备及系统的互通、互换、互联。其硬件为标准化产品，可兼容主流厂家产品；软件可兼容行业主流协议。

（6）云计算安全防范、身份识别及防火墙技术：云计算安全防范、身份识别及防火墙技术，可提供国家涉密安全级别的信息防护安全体系。

（7）海量云存储平台：海量云存储平台可提供所有参数及数据的永久存储、统计、分析及应用。

（8）网络传输应用技术：在符合IPv4、IPv6的技术条件下，实现互联网络、物联网络及下一代互联网络的传输与应用。

（9）网络架构技术：以现代分布式、虚拟化等云计算技术为架构，实现SaaS软件即服务、PaaS平台即服务模式。

当今，节能减排工作的需求和期望在不断变化，市场的竞争、科技的进步等，都在促使改造项目持续改进，持续改进是城市节能减排改造工作的永恒目标，因此，实现从直觉性向系统性的战略转型、从粗放式管理向集成管理的转型、从城市能源管理从单栋建筑管理向区域管理转型的三大转型，成为整体上推动节能减排工作，确保节能减排目标实现的必然性。

朗德华“智慧能源云”主要的应用方向是“智慧城市”中的关键环节“智慧能源”管控领域，为建筑、工业、交通等各个领域建筑节能提供以云计算技术为基础的物联网能源管理控制解决方案，解决城市能源需求侧整体化管理、优化、控制和再分配问题。