综合能源环境管理平台建设与示范应用

0 引言

在能源变革的新时代背景下，能源企业从生产向服务转型已成为一种全球性趋势

。当前，我国能源体制改革深入推进，能源生产和消费发生重大变革，综合能源服务发展形成行业新业态

。国家层面积极推进综合能源服务相关规划和政策文件制定，先后出台了能源、电力、油气、可再生能源发展等阶段性专项规划，以及电力体制改革、互联网+智慧能源、节能减排、电能替代、储能技术和产业发展等指导性政策文件，为综合能源服务业务发展提供政策保障和发展空间，推动能源企业向综合能源服务商转型升级

。

目前，综合能源服务业务在国内外均有开展。国外方面，由于电、气、热等能源业务种类关联紧密，大量能源企业主要业务围绕全产业链开展经营

，能够充分利用产供销链条数据，实现能源供需的实时匹配和智能响应

，为开展综合能源服务奠定了基础。代表企业为德国E.ON电力公司、法国电力集团、日本东京电力公司等；近年来，美国Opower、C3 IoT等新兴科技企业凭借能源大数据开拓综合能源服务市场

。国内方面，两大电网公司及电力央企均已将综合能源服务业务纳入战略布局，部分民营企业、互联网公司及跨国能源公司也在智慧能源服务细分市场积极探索新业态、新模式

。其中，能源企业依托能源电力技术优势，在其产业链上、下游进行业务领域延伸

。信息科技企业利用“大云物移智链”技术优势和互联网运营管理经验，在能源电力领域进行融合创新和应用，开展智慧能源管理、购售电交易等业务

，包括华为、腾讯、阿里等企业。比如，腾讯云携手朋迈能源科技发布综合能源服务平台。

本文在已有综合能源平台建设技术和应用经验的基础上，提出综合能源环境管理平台总体定位、典型架构和关键技术，并将其应用于示范项目中，为能源用户、能源服务商和设备制造商开展综合能源服务提供参考。

1 综合能源环境管理平台总体定位

综合能源环境管理平台主要由两部分构成，一是对企业内部资产、用能设备集中监管的环境管理平台，二是对外提供能源销售、提供用能解决方案的统一门户。环境管理平台汇集用能数据、能源设备数据、发电数据，状态信息等数据，构建满足源网荷储协调管控的业务应用，重点在于实时监测、瞬时响应。统一门户构建一体化的、信息资源充分共享的综合能源生态网站，兼顾管理部门和下属企业能源交易等扩展需求，重点在与用户交互和能源服务。

随着综合能源业务的逐步开展和终端的逐步接入，环境管理平台将纳入风、光、水多种类分布式能源、充电桩蓄电池等储能、燃机火电多类集中式能源以及楼宇园区微网多种类用能场景，以需求为导向，经济运行为目标，保障供能网络安全稳定运行。统一门户作为对外门户，将逐步打通能源产业链上、下游，汇聚电网、供应商、售电公司、科研院所的需求，提供一站式服务，满足能源规划、销售、能效管理等服务，逐步构建价值链各环节高效协同，环节间不断产生化学反应，整体上进一步产生聚变效应，跨界创新不断的综合能源生态圈。

2 综合能源环境管理平台建设内容

2.1 总体架构

综合能源环境管理平台总体功能架构采用5层架构，见图1。

在数据层，针对不同厂家的系统、设备，采用不同的接入方式，实现系统级及装置设备级接入。在生产侧，通过接入DCS/SIS/PS6000等系统，实现各个电厂、光伏电站等设备运行数据实时采集；在用能侧，通过智能表计和智能网关的数据上传，实现各场景用能数据的实时采集。

在网络层，支持通过局域网/广域网方式访问，主要是通过广覆盖、大连接、低时延、高可靠的信息通信网络，解决数据的传输问题。

之后，赵忠尧又在美国麻省理工学院、卡内基地磁研究所等美国的几个加速器及宇宙线实验室做义务工作，为的是能换取一些零件。他节衣缩食，把有限的经费和生活补贴，都用来向工厂定制加速器零件！

通过统一门户网站，实现公司服务能力、产品服务、行业解决方案等展示，建立公司与外部客户的信息通道，提供多种客户服务渠道，打造平台生态能力。

在业务应用层，采用微服务设计，满足终端用户多元化能源生产与消费的业务逻辑实现，灵活构建适配多元化业务需求的应用场景，主要包括能源监管、能源交易、客户管理、产品服务等，为用户提供综合化、定制化的能源服务方案。

在展现层，提供大屏可视化、移动端等多种展现方式灵活访问系统。

2.2 “混合云”的架构模式

2）能源交易

“混合云”模式具有成本效益，且为应用程序在多云环境中的移动提供了极大的灵活性。公有云面向个人用户以及多方能源企业，通过统一门户对外提供公开服务，承担用户侧相关业务内容，包括弹性云主机服务、块存储服务、安全中心、堡垒机等；私有云主要面向内部数据管理，用于内部应用构建，部署环境管理平台。通过购买平台所需要的软硬件设备，采用虚拟化架构，实现物理服务器的高效利用，降低硬件成本、管理成本和运维成本，所需内容包括服务器、平台存储设备、交换机、数据库备份工具、防火墙等。

管理平台基于本地统一物联网平台本地化部署，物联网平台数据部分上传到公有云，公有云数据中心同时对接企业外部系统数据以及内部现有系统数据，通过公有云数据处理、数据分析、模型预测能力为统一门户提供数据和业务支撑，统一门户的用户需求和云平台的分析预测下发到管理平台、物联网平台直至边缘侧的智能网关，对生产、用能设备进行智能化控制。

2.3 功能设计

不必说现在各行各业还没有支持细分专业并全行业覆盖的工业互联网平台，就算已经有了这些工业互联网平台，也仍然会产生各种“壁垒”与“鸿沟”问题：一个再成熟的电子产品工业互联网平台，也不太可能被航空企业采用；一个再好的医疗设备工业互联网平台，也不太可能被工程机械企业采用，因为在“别人家”的平台上，没有本行业/专业的应用场景和支持这些场景的工业APP。

2）能源交易

1）对外门户

在平台层，数据汇集后，采用统一的数据平台，针对通用型、标准型或常见系统，形成统一标准的接入规范，满足系统接入的扩展性、简易性要求。数据平台为应用服务提供底层接口或基础服务，主要包含数据的采集、分析、存储及展示服务，保障数据互联互通，为运维监控人员提供相应的数据支撑。并规划实现可靠的算力服务，为业务的管理与优化和生产控制策略优化提供支持。

(5)精心设计板书，提高运用现代教育技术的能力。板书是教材内容的提炼和再现，通过板书让学生明确整节课的所学内容以及各知识点之间的内在联系，构建起知识体系。同时，在课堂教学中要充分发挥现代教育技术的优势。

平台充分利用现有各子控制系统和现有网络传输条件，通过智能网关统一数据接入标准，上传至企业私有云和公有云，基于云平台技术、业务能力，搭建应用服务，满足多行业生态伙伴能源产业需求。能源环境管理平台“混合云”架构模式见图2。

既然徐枋的“保身之哲”“真隐之志”堪“以为世法”，那么，他“栖隐土室”“杜门避居”“坚却不受”等具有典范性的遗民生活行止，自然也就成为清初遗民传记散文中最为常见的道德范式来加以集中表现。

为能源交易提供线上交易平台，同时实现合同管理、交易结算、经营分析、营销管理、能源地图等功能，各模块之间的数据实现对接。

3）用户管理

统一门户对接大数据平台，调用多种算法组件和智能模型，结合用户多元化需求，构建多种服务应用模块，包括节能方案、能耗分析、综合能效、用能分析、运维服务等应用，不断挖掘能源优化潜力，为用户提供综合化、定制化的能源服务方案。环境管理平台基于物联网平台的能源数据，结合服务平台下达的计划、策略等多种分析结果，构建用能监视、供能网络运行状态监视、经济运行等应用模块，并通过模块集成和定制，提供大屏可视化、移动端等多种展现方式。

通过客户管理模块，实现客户资料、档案的集中管理，并对客户数据进行分析，构建客户画像，为精准营销提供支撑。

通过能源监测模块的开发，为生产侧用户提供区域生产实时情况的全景监测功能，以及为能源使用方用户提供能源使用情况的实时监测功能。

1）生产侧

生产侧实现对下属公司的燃机、分布式、光伏主要生产指标数据的实时接入，统计分析并展示运营资产、供能、实时运行、燃料使用、碳排放、市场交易等多维度的实时情况。

2）用户侧

用户侧实现对智慧楼宇、智慧校园、智慧园区等综合能源场景的实时能耗数据接入，统计分析并展示实时能耗情况。

3 关键技术

3.1 广域多能数据采集技术

广域多能数据采集是指将若干单一的能源设备整合作为一个数据节点，系统将地域分散、相互独立的各个数据节点通过通信网络和通信协议结合在一起，各个数据节点互通协助、紧密配合，完成数据的采集和处理工作。广域多能数据采集具有高可靠性、实时传输、组网方便、投资成本低、易维护等特点。综合能源设备具有分布范围广、数量多、设备类型多样、数据量大的特点，考虑到能源数据的传输实时性、共享范围、可靠稳定的需求，基于移动通信网络（GPRS/CDMA/4G/5G）的广域多能数据采集技术为能源管理提供更实时、更可靠的数据服务和支撑。

3.2 设备及网络建模技术

能源环境管理平台的系统建模是能源领域研究的热点问题，现有的研究大多是围绕某一特定/假定的区域能源系统进行建模,以及对各类设备的静态建模，对部分新型设备及各类能源耦合集成后系统的动态机理、控制规律和优化特性仍缺乏深入的研究，以至于在综合能源系统的规划设计、运行控制等方面均遇到一定的困难。通过构建各种新型设备的综合能源系统物理设备静态、动态模型集合，并开发适用于各类能源耦合综合能源系统的规划、运行仿真工具，能够为综合能源系统平台提供数据模型的基础支撑工作。

3.3 优化运行技术

优化运行技术主要解决能源供需预测和系统经济化运行，满足用户冷、热、电能源需求的前提下，综合考虑自然环境资源、能源环保政策等约束条件，实现科学合理的综合能源服务系统结构优化的规划与设计，为决策者提供最优的供能方案。基于所建的系统优化运行综合模型，根据区域用户总冷量、总热量需求与总电力需求情况以及当地的可再生能源利用情况，分析系统的能流结构和设备类型，实现系统的结构优化和设计优化。

4 典型场景应用

目前，综合能源环境管理平台成功应用于中国华电集团有限公司上海分公司及其下属企业，实现上海华云网门户与全景能源监控大屏系统的开发与应用，展示了上海公司综合能源业务场景、产品服务、解决方案、生态合作战略布局，实现对生产侧、用户侧数据进行采集、分析与实时展示。

4.1 上海华云网门户网站

华云网依托环境管理平台，面向各类客户，对接环境管理平台能源站数据、客户数据，以及外部市场数据、环境数据，开展客户需求的智能分析，为客户提供定制化的多元服务，满足政府机构、能源用户、能源服务商和设备制造商在能源和环境监测管理、能源交易、能效分析和节能降耗以及专业数据信息等方面的需求。主要实现对外门户、能源交易、客户管理和后台管理等功能。

1）对外门户

将4项水资源评价指标权重均设定为0.25，加权平均后可得水资源承载指数为0.22；将3项生态条件与环境质量评价指标权重均设定为0.33，加权平均后得生态条件与环境质量承载指数为0.65。参照省内指标的平均水平，按照弱、较弱、一般、较强、强五级分类方法进行分类评价(表4)。将承载能力为强、较强和一般的判定为可载，承载能力较弱的判定为临界，承载能力为弱的判定为超载。

充分体现“平台经济”理念，展示综合能源服务业务的产业布局、配套服务、解决方案等，提供多样化技术、服务路径和商业模式。门户网站页面见图3。

如果能够直观地读出细胞的膜电位，那么科学家们就可以对抑制神经元活化的电信号进行研究，而不是仅仅将研究局限于激活信号上。法国马赛港地中海神经生物学研究所的神经生物学家罗莎·柯萨特（Rosa Cossart）指出：由于钙离子成像等方法无法记录抑制性信号，我们并不清楚这类型号是如何影响脑活动的。

包括网上营业厅、合同管理、交易结算、经营分析、营销管理、能源地图等功能（见图）4。

如本工程地下室钢柱吊装可采用动臂吊吊装，也可以采用履带吊下放到基坑底板吊装，后者可节省大量成本。最终项目上借助BIM工具，在时间和空间及工艺上进行模拟，最终确定采用履带吊吊装工艺（见图14）。

3）客户管理

根据能源消费方、能源生产供应方、能源销售服务方和能源生态合作方进行用户分类，支持根据基本信息、财务、合同、用能等多维度多指标查询展示客户详细信息（见图5）。

包括配电系统、计量系统、实时查询、用电查询、对比分析、同比分析、三项不平衡分析功能。

4）后台管理

包括用户注册管理、权限管理、业务后台管理等。

两人来到一家咖啡店，坐到桌旁。侍者端来两杯咖啡，苏婷婷问：张阳，有什么话你说吧！张阳想了想：婷婷，离开杰克吧，你和他不合适。苏婷婷不服地：你怎么知道我和杰克不合适？张阳自信地：我能感觉出来，婷婷，我爱你。苏婷婷站起身：张阳，还有别的话吗？没有我走了！张阳无奈地：好，我不说这个了。苏婷婷刚要坐下，看见杰克和一个外国朋友走进来，二人目光相遇，杰克看看张阳……

4.2 全景能源监控大屏系统

该平台应用于以上海华电大厦为试点的智慧楼宇场景建设。项目通过更换部分老旧计量表计，增配通信网关，整合原供配电系统、照明系统、暖通空调系统等，实现数据的统一接入，建设智慧楼宇能耗监测平台Web端、App端，实现对大楼租户用电、用水自动抄表计费，实现用电数据和监测指标的对比分析。项目主要包括运营驾驶舱模块和能耗监测功能模块。

智慧楼宇运营驾驶舱界面见图6。

（2）在最不利工况下，横杆、竖杆、斜杆的等效应力分别为82.5kPa、71.2 kPa以及30.1 kPa，均远小于Q235钢材的抗拉、抗弯、抗剪强度设计值330 kPa，符合规范要求。

Effect of admission-free park green space on place attachment of urban residents:

主要实现电能管理、能耗分析、能源统计分析、线路展示、报警和工单派发以及设备管理等功能。

1）电能管理

1.小姐从尊贵到低俗；2.美女从惊艳到性别；3.老板从稀有到遍地；4.鸡从禽类到人类；5.奶粉从食品到毒品；6.专家从内行到流氓；7.表哥从亲戚到贪官；8.干爹从长辈到老公；9.秤砣从量器到凶器；10.临时工从无能到万能卧槽。

2）能耗分析

包括电量分析、有功功率分析、分时电量分析和变压器负荷分析功能。

人去世之后，先是穿衣服，装入棺材。这个仪式通常去世当天完成。装棺材之前，要请人对着死者念诵《指路经》，念完才装棺，横放在堂屋，等待接客（闹丧）的日子。

3）能源统计分析

包括用电量统计、原始数据查询、用水量统计以及负荷预测功能。

道路工程档案详尽记录着整个道路工程建设的进展情况，有许多资料也是随着工程的进度而保存下来的。因此，道路工程档案建设有很大的随机性。

4）线路展示

展示楼宇接线图情况，支持手动调整设备状态；水泵房水箱的液位和管道压力系统展示液位和压力数据超过相关阈值的记录，并与报警和工单系统关联。

5）报警和工单派发

支持设定报警阈值，出现异常后，展示报警记录，并将信息通过短信发送至相应的维修人员；工单通过关联报警信息，对报警状态确认、派单、处理修复等环节进行确认，形成闭环管理。

6）设备管理

对现有接入设备的台账、数据测点等信息进行统一管理。

电能管理系统部分页面见图7，线路展示页面见图8。

4.3 效益分析

通过能源环境平台的应用，实现不同类型能源之间数据的互联互通，建立上海公司、直属单位、基层企业及用能单位之间能源管理沟通的纽带。华云网平台的投运可为上海公司及下属公司带来以下收益：统一的管理模式，使用该平台提供统一的业务管理平台，在能源交易基础上实现统一管理，有效降低运营成本，预估企业在能源供需沟通方面提升效率30%，节约人工成本10%～15%。项目建设内容推广应用后，能够为各类公司参与市场竞争提供决策依据，提高营销手段，辅助扩大市场份额。

智慧楼宇能耗监测平台的投运可显著降低大楼能耗，通过楼宇智能照明系统建设，预计每月可节省用电500 kWh，节省电费约375元，预计每年平均可节省费用0.45万元。通过空调节能系统建设，预计每月可节省用电1 500 kWh，节省电费约1 125元，预计每年平均可节省费用1.35万元。通过能耗分析与电能管理系统，实现表计的自动抄送统计，预估节约人工成本15%~20%。通过数字化配电房建设，可显著减少配电房的人工巡检时长，预计每月可减少2个人日运营成本，并且数字化配电房可以对设备进行智能监测，在降低隐患风险的同时，延长了设备实际使用寿命，节约建设成本，预计每年可节省费用1万~1.5万元。

5 结论

本文对开展综合能源环境管理平台的建设与示范应用，提出了平台的总体定位，研究统一门户和管理平台等主要内容的开发和应用；设计了平台的总体架构，包括数据层、网络层、平台层、业务应用层和展现层，采用“混合云”的架构模式解决了发电企业内外网数据交互问题；分析了综合能源环境管理平台构建涉及的诸多关键技术；通过该平台的典型实践应用，证明综合能源环境管理平台综合效益显著，可为用户降低用能成本、提高能源利用率，增加企业的能源灵活性，优化能源结构，实现效益的增长，具有很好的实际应用价值。

随着市场政策趋于平稳，平台还将在数据标准、能源交易等方面继续完善，提高标准化程度和用户需求的个性化，从而节约大量时间成本和经济成本，促进能源服务行业数据及业务向平台化发展。

［1］周伏秋，邓良辰，冯升波.综合能源服务发展前景与趋势［J］.中国能源，2019，41(1):4-7+14.

［2］高睿祺.营销大数据在综合能源智慧服务中的应用［J］.大众用电，2019(2):3.

［3］余彪，方佳良，许家玉，等.典型综合能源服务项目优选研究［J］.能源与环境，2019(6):4.

［4］令文君，雷兵，邓良辰，等.电网企业向综合能源服务公司转型路径探究［J］.中国能源，2019，41(1):4.

［5］任娜，王雅倩，徐宗磊，等.多能流分布式综合能源系统容量匹配优化与调度研究［J］.电网技术，2018，42(11):8.

［6］刘晓静，王汝英，魏伟.区域智慧能源综合服务平台建设与应用［J］.供用电，2019，36(6):34-38.

［7］王建光，陈曈，王晶，等.我国综合能源服务现存问题及展望［J］.中国电力企业管理，2021(19):2.

［8］吴垠，薛贵元，陈卓彦，等.省级电网公司打造综合能源服务平台的探讨［J］.电力需求侧管理，2020，22(5):4.

［9］王汝英，陈文康，闫松，等.综合能源互联网云平台的开发与应用［J］.供用电，2019，36(3):7.

［10］汪振，何斌，杨彪，等.综合能源服务生态平台构建方法及架构［J］.电力需求侧管理，2019，21(4):6.

［11］鲁刚，王雪，陈昕，等.城市能源变革下智慧能源系统建设研究［J］.电力需求侧管理，2018，20(2):4.

［12］封红丽.国内综合能源服务发展现状调研及发展建议［J］.电器工业，2019(2):11.