面向能源互联网的工业园区智慧用能共享服务平台建设方案研究

全英灵 吴焰龙

【摘  要】为响应国家能源革命战略，满足推进智慧能源发展和能源供应结构转型的需要，工业园区应积极应用“大云物移智”技术，推进能源大数据中心建设，先行先试，打造能源行业融合的新生态，构建能源与信息高度融合、互联互通、透明开放、互惠共享的新型能源生态。通过构建智慧用能共享服务平台，有利于实现数据资源汇聚归集和增值服务，为工业园区企业赋能，促使产业增值，持续提升能源供应安全性及优质服务水平。基于此，论文提出了工业园区智慧用能共享服务平台的建设方案，以期为优化能源结构、推动绿色发展提供参考。

【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.

【關键词】能源互联网;智慧能源;能源革命;能源供应结构转型

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

【中图分类号】TK01;F426                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）12-0191-03

1 建设背景及意义

①响应国家能源革命战略，推进智慧能源发展和能源供应结构转型的需要。我国强调能源安全发展的“四个革命”战略思想，即推动能源消费革命，抑制不合理能源消费;推动能源供给革命，建立多元供应体系;推动能源技术革命，带动产业升级;推动能源体制革命，打通能源发展快车道。一系列政策的出台有效推动了能源供应结构向多元化发展，相关部门应积极应用“大云物移智”技术，在工业园区开展能源大数据中心建设，打造能源行业融合的新生态，推进能源革命，助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系。②直面内外发展环境变化，主动打造工业园区智慧能源生态圈的需要。发展环境的变化，既是挑战，也是机遇。受政策约束及新能源技术不断进步的影响，能源消费结构进一步优化，倒逼供应能源多元化。在能源结构转型、能源消费模式变革中挖掘商机，主动争取政策支持，主动谋划工业园区综合能源服务生态圈，实现数据资源汇聚归集和增值服务，赋能工业园区企业，加快实现产业增值，从而提升能源供应的安全水平及服务水平。

2 建设思路及目标

2.1 建设思路

以打造“智能电网+能源监测+物联平台”为特征，将“工厂智慧用能综合服务体系”作为核心，面向工业园区构建能源资源与数据产品共享平台，通过整合能源行业上中下游资源信息，为园区内各类能源参与主体提供产品创新、孵化、发布、共享平台，打造“能源淘宝”，最大限度发挥能源资源和数据的价值。一是构建能源企业基础资源共享平台。在平台上发布能源领域闲置资源，如设备资源等，提供闲置资源的租赁和共建服务。二是构建数据产品共享服务平台。以能源数据中心为基础，接入企业多类能源数据产品，并对外开放共享，为各类数据产品提供从前期需求到成果培育、商业运作全过程全产业链的服务与管理。三是构建能源产业链供需对接平台。产业链上下游企业将需求和产品发布至平台上，实现供需精准对接。

2.2 建设目标

贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略，以能源的供用协同、多能协同为核心思想，以能源服务技术的管理创新为抓手，开展工业园区智慧用能综合服务体系建设，逐步沉淀共性业务和增强数据共享服务能力，搭建“智能电网+能源监测+物联平台”的“工厂智慧用能综合服务体系”，应用于政府、电网、工业园区与用能企业，实现对能源全生命周期的精细化、智能化管理。

①建设“一个平台”，即工业园区综合能源服务平台，通过运用物联网、5G、人工智能、云技术、主动配电网等技术，采集各类用户水、电、气、热等用能信息。②构建“一个体系”，即全社会综合能效评价体系。在广泛采集试点区域用能信息的基础上，发挥掌握海量用能数据的优势，对标同行业同类用户的先进用能水平，研究分行业用能优化模型，构建全社会综合能效评价体系，为用能单位提供个性化的能效提升建议，为能源服务商提供用户改善用能的需求，为政府部门产业发展决策提供服务。③打造“一批示范”，即打造综合能源服务“示范点”和“示范工程”。针对试点区域高耗能企业进行能效分析，再进行综合能源利用改造，打造可推广的园区级“示范点”和“示范工程”。④催生“一个产业”，即综合能源服务产业。综合能源服务产业具备良好的发展前景，结合物联网技术，通过平台建设、能效评价体系构建和示范点的培育，努力在工业园区打造一个综合能源系统建设与运维、分布式能源开发与建设，涵盖节能服务、环保用能服务、综合储能服务和综合智慧能源服务等业态的新兴产业。

3 建设方案

3.1 平台系统总体架构

能源互联网共享服务平台的建设，立足于满足用能客户、市场综合能源服务合作伙伴的实际需求，按照“赋能客户用能优化管理、支撑综合能源业务发展”思路，广泛接入客户用能过程数据、公司营销业务数据、综合能源设备与服务供应商应用系统数据、社会第三方数据，采用“云-管-边-端”架构，提供能效大数据挖掘分析功能用于赋能边缘计算设备，实现能效监控与优化，推送能源监测与能效分析诊断等数据，增值赋能客户的用能优化管理与节能减排活动，实现综合能源核心业务规模化推广（见图1）。

①开展个性化、专业化服务。平台以Web端和移动端为主要应用形式，以模块化、产品化的形式为公司、用能客户等平台用户提供个性化、专业化的应用服务，应用模块内容包含应用市场、供需对接、资讯服务和用户管理等。②整合多源系统数据。平台支持多种接入数据、接入方式，灵活处理不同地区、不同要求的数据接入，平台支持数据、业务、应用接入，具备统一管理和高扩展性特征，共同为综合能源服务产业相关方提供服务。③创新数据采集方法。开发基于IoT技术的多能源设备数据采集方法，实现传感器、仪表、工业设备等多能源设备数据的快速采集与可靠传输。利用集中式数据采集监控分析方式进行数据管理，并将采集的数据上传到物联管理平台进行统一存储、计算、分析。实现能源数据的集中管理和归档，让全厂能源管理中心和各能源子站通过工厂已有网络结合在一起构成一个完整的系统。

3.2 重点建设任务

3.2.1 企业能效监测

应用能源互联网共享服务平台，搭建企业能效监测场景，直观展示能耗指标、能效指标、报警数据，找到能源使用过程中的不合理情况，对未来的能耗与能效情况进行预测分析，建立评价指标体系，对能源管理进行实时和周期性评价，对标能效指标，分析能效变化趋势及原因，并提供多专题的能效分析报表。通过对工业园区终端用户各种能源使用情况进行集中监测与管理，动态分析能源系统能效情况，支撑综合能效监测、能效诊断、能效诊疗、节能评估、节能改造等业务的开展，将工业园区打造成为地区综合能源能效数据监测中心。

3.2.2 企业碳核算

建立能源消耗量和碳排放之间的数理模型，对企业碳排放情况进行一站式计算，捕捉工厂碳足迹，对工厂碳排放进行全流程监控，精确诊断碳排放来源和分布，核算工厂碳排放量，为企业参与碳交易市场打好数据基础。通过碳核算，能准确预测企业碳排放量，为园区整體碳排放量测算提供依据，为工业园区早日实现“双碳”目标提供有力支撑。

3.2.3 园区整体能源优化

基于能源互联网共享服务平台，构建能源优化系统，对热、电多能流综合能源系统进行建模，构建负荷预测、多能流安全分析及预警、多能流优化调度、综合评价体系等应用，制定园区能源优化调度计划，推进能源综合利用，实现不同能源类型的耦合互补与最优流动，实现园区整体节能减排，与上级电网良性互动（见图2）。一是依据设定时间段内的园区逐时负荷历史数据，对未来园区逐时负荷需求进行预测的功能，为能源优化调度计划的制定提供数据支撑。二是根据多台机组调度出力曲线，优化各机组间出力分配，尽量保证更多机组高效运行，提高整体能源利用率和机组运行经济效益。三是建立适用于运行优化的热网能量流模型，构建工业园区综合能源系统优化模型，制定能源优化调度计划，提高园区整体能源运行效率。

3.2.4 推动园区“源网荷储”友好互动

依托能源互联网共享服务平台，应用“源网荷储”友好互动应用，以智慧用能系统为枢纽，通过强大且稳定的信息网络来控制各种能源设备，实现园区内多能互济、供用协同（见图3）。针对分布式电源、能量存储、负载变化等，通过开放的平台，实现多能源的信息融合和调度优化，贯通“源-网-荷-储-控”各环节的控制，生产和消费实时互动，促进新能源消纳，提高能源利用率。

3.3 远景展望

能源互联网的建设与完善，将实现能源流、数据流贯穿能源生产、传输、消费全过程，逐步形成多能互补、智能互动、泛在互联的能源互联网，实现以电力能源为中心，多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同、大众广泛参与的智慧能源网络和能源生态系统，促进能效提升，贯彻绿色化、生态化发展理念，引领能源清洁低碳转型和能源互联网业务创新发展，为园区“双碳”目标实现提供有效支撑。

4 保障机制及可推广性分析

4.1 保障机制

4.1.1 建立综合能源服务运营机制

搭建综合能源服务运营平台，作为园区开展综合能源服务业务的运营管理中心，建立24小时运作机制，开展客户侧用能情况运营监控、用能数据分析及业务流转，为开展全方位综合能源服务提供支撑。全过程、全方位掌控园区内各能源供给、传输、消耗过程中能源情况，统筹规划利益相关方用能结构以达到节能高效的最终形态。

4.1.2 制定灵活的市场营销策略

结合企业用户降低能源成本、实现降本增效等需求，以用电业务代办、设备托管、能效诊断为切入点，综合采用多种能源、技术，创新商业模式，为客户提供具有竞争力的定制化综合能源服务整体解决方案。充分发挥公司品牌、营销渠道、配套电网建设等优势，为目标客户推介综合能源服务组合，建立服务价格优势。

4.1.3 建立市场经营风险防范机制

一是降低和规避政策风险与市场风险。争取政府在财政奖励、税收减免、融资贴息等多方面的扶持，配合政府引导和推动合同能源管理模式在既有工业用能管理中的应用与推广。二是降低和规避项目技术与实施风险。在智慧用能技术的选择方面，首选已列入国家或各省市节能技术与成果、设备推荐目录的节能产品。三是培育专业化项目队伍。引进计算机、能源管理、自控等专业的综合能源服务技术人才，专职负责项目后续运行管理。

4.2 可推广性分析

4.2.1 引领区域综合能源服务产业健康发展

在开展工业园区智慧用能综合服务体系建设的过程中，通过融合多种技术手段首次实现了客户侧电、水、气、热多种能源种类能耗数据的全采集、全分析，实现多能数据物联管理，提高优质服务品牌形象，为进一步推进综合能源服务奠定基础，引领工业园区综合能源服务产业发展，打造企业新的盈利增长点。

4.2.2 助力工业园区绿色可持续发展

依托能源互联网共享服务平台，应用智慧用能管理系统，实现了节能减排的正向叠加效应，降低高峰时段电网调峰的压力，增加谷段电网用电量，提高供电的可靠性及电网的安全性，降低了输配电线路的损耗，提高了电网运行的经济性。同时，可以减少高峰电力需求，减少一次能源的消耗与污染物的排放，缓解环境压力，节约能源资源采购费用和污染物治理费用，助力创建“绿色工厂”。

4.2.3 推动区域能源互联网生态快速发展

通过建立服务于能源大数据中心的“工厂智慧用能综合服务体系”，加快推进能源与信息高度融合，构建互联互通、透明开放、互惠共享的新型能源生态，服务能源数据发展规划，服务园区工业企业发展，增强节能减排意识，助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，从而服务经济社会发展、服务治理体系和治理能力现代化建设，推动社会节能减排，促进能效提升，贯彻绿色化、生态化发展理念。

【参考文献】

【1】查亚兵，张涛，黄卓，等.能源互联网关键技术分析[J].中国科学：信息科学，2014，44（6）：702-713.

【2】周孝信.构建新一代能源系统的设想[J].陕西电力，2015，43（9）：1-4.

【3】慈松，李宏佳，陈鑫，等.能源互联网重要基础支撑：分布式储能技术的探索与实践[J].中国科学：信息科学，2014，44（6）：762-773.

【4】郭紅光，张军.能源互联网的认识与分析[J].现代建筑电气，2016，7（10）：1-4.