综合能源管理系统软件设计研发

1、    综合能源管理系统软件设计研发    贾枭 摘要：能源是社会经济发展命脉，现在随着经济体量的不断增加，能源的消耗也呈逐年上升趋势。但不可再生能源的储存量日渐枯竭，可再生能源的占比不高且利用率低。具备可再生、分布式、互联性、开放性、智能化特征的能源互联网将成为未来电网发展的趋势。因此，一方面节能降耗是社会、企业的当务之急;另一方面企业通过节能减排，降低成本，可有效提高企业在市场的竞争力并降低能源的运维压力。建立能源管理系统，提高能源使用效率具有极其重要的意义。关键词：节能;能源管理;能源互联网;引言：综合能源管理系统作为企业能源管理的现代化、智能化管

2、理系统，对节能降耗，提升产品市场竞争力有着重要的作用，本文从综合能源管理系统构建的结构及功能等方面介绍本系统的研发思路。一、研究目标1.1总体目标1.1.1系统实现对能耗系统的集中监控，满足对现场的无人值守，满足对系统运行状况的实时监控，满足对系统的用能评估;1.1.2系统既提供综合应用平台（scada、da、dpas、gis等功能），也提供对ftu、dtu、ttu、负控终端等各种终端设备的通用综合数据采集平台，将采集到的数据、负荷状态等采用通信通道，完成数据采集和远方控制等功能。通讯协议兼容：iec104、iec101、modbus等。1.1.3能源数据在综合能源服务平台汇总、对标产品单位能

3、耗指标，以及能源梯级利用状况和排放参数等，分析后对企业能源综合利用方式提供改进意见。1.2预期成果1.2.1合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益，降低二氧化碳排放。1.2.2通过能源计划，能源监控，能源统计，能源消费分析，重点能耗设备管理，能源计量设备管理等多种手段，使企业管理者对企业的能源成本比重，发展趋势有准确的掌握，使节能工作责任明确，促进企业健康稳定发展。1.3产品性能指标1.3.1整体结构设备层：通过变电自动化设备、配电自动化设备、分布式能源即插即用设备、能源站控自动化设备、智能表计设备等，实现冷热气电的综合能源数据采集与监控;通信层：利用无线公网、载波通信、光纤网

4、络、互联网等综合手段，实现能源信息的数据采集、远程的控制操作、客户之间的双向互动;系统层：统一建设部署综合能源运营服务平台，整个平台采用b/s架构，以数据直接采集、客户自动化系统转发、电力系统相关数据集成等手段，实现包括多源信息采集与集成、分布式电源接入控制、需求侧能源动态分析、供应侧能源分析、能源动态平衡最优方案等具体功能。1.3.2功能体系平台支撑体系设计采用sg-uap的整体技术架构体系;采用osgi标准规范的核心框架，在数据的存储和处理方面融入了大数据处理与云计算技术;在能源信息综合采集监控的基础之上，进行处理和分析，配置四表集抄、能源分析、报表管理、能效控制、辅助决策等相关应用。1.

5、3.3硬件架构系统采用分层分布式的物理架构，主要分为两个区域：主运行区和安全控制区。主运行区面向纯客户资产设备及系统的信息接入与分析管理，安全控制区面向增量自有资产的设备控制，以及公司信息交互接入。二、主要研发内容2.1故障综合研判基于网络拓扑分析与故障监测信息，综合判断故障原因、设备节点，给出故障处理策略指导应急处置与事后抢修;2.2多能协调经济控制对集中能源站的冷（热）机组和其他能源储存辅助设备进行统一的监测并根据负荷监控情况，以安全稳定与能耗最低为约束，实时调整机组出力，保证系统高效稳定运行;2.3能效审计服务面向能源站、新能源、储能及微电网、用能企业等，结合阶梯电价、峰谷电价、设备负载

6、水平等，以经济性为约束给出合理能源供给/存储/消费策略;2.4综合可视化实现区域能效实时呈现、历史查询、挖掘分析、能耗预测;综合利用多媒体、多维互动技术，实现能源供应，全景监控，同时面向社会公众兼顾互动、体验与示范;2.5自定义节能服务企业能够直观地了解其用能信息，通过分析其商业模式和历史用能数据，向其提供目标明确的、可编制的节能计划。根据用户选择的设施使用与节能方案调整情况，定期推送或执行策略，并实时追踪预案执行的节能情况;三、项目创新点及拟解决的技术问题3.1技术创新点3.1.1综合能源管理系统不限于数据采集、汇总、显示等初级功能，技术上将在大量数据采集的基础上，依托人工智能执行预测分析、

7、机器学习，结合专业人员输入不同变量参数，形成能耗诊断报告。3.1.2综合能源管理系统可根据客户需求，订制能耗指标预警系统，通过执行预测分析，提前提醒运维人员作出反应，保证企业能源高效利用。3.1.3综合能源管理系统不仅在能源输入端有重要作用，同时也在废弃物排放端增加监测系统，根据环保要求及能源利用情况制定合理的环保投入和工艺管理措施。3.2主要解决的技术问题3.2.1基于数据中心的专业应用。智慧能源综合管理系统的建设以信息多维度分析和跨专业业务整合为切入点，设计开发一系列满足业务需求的基于全景数据中心和esb的使用化业务应用，主要包括数据整合存储及服务，技术数据分析的综合监控、定制化分析、有效

8、性分析、关联性分析及数据管理和数据安全。3.2.2可视化综合展示。可视化综合展示主要涵盖系统监视、综合展示、业务整合三大部分内容。系统监视主要侧重于对一次、二次运行状况的智能分析及故障处理;综合展示主要侧重于全景状态、综合分析结果、决策结果的的展示。3.2.3基于大数据技术的能源数据挖掘。能源大数据在生产和使用过程中产生，数据来源设计源、网、荷、储多个环节，本系统将大数据处理技术与数据仓库技术相结合，将pi数据库中的数据通过storm加载到hbase中，使用spark或者mapreduce对其中的数据进行计算，并将计算结果存储在hbase中。在oracle中建立数据立方，将hbase中存储的计

9、算结果转到oracle的数据立方中，然后使用oracle中的数据立方提供报表查询，以替代传统数据仓库技术中的etl过程。四、技术原理4.1专家系统专家系统是指利用计算机技术和人工智能技术，根据系统内部已有的很多专业水平的知识和经验，进行思考和推断，模拟人类专家解决复杂问题的计算机程序系统。4.2智能控制智能控制是指系统能在无人的情况下自主驱动，根据数据分析结果，发出操作指令或执行操作调整。4.3人工神经网络人工神经网络是由大量神经元互相联接而成，是一种运算模型;可以模拟大脑思維，自动诊断，实现问题解决，由于在能源消费过程中数据量大，过程复杂，人工神经网络能基于数据，理性判断问题，从而做出更准确的反馈。预期效益：在经济效益方面，企业通过综合能源管理系统，能够实时准确的把握生产过程中的能源消耗，根据数据分析，合理配置能源以及合理安排生产流程，通过节约能源，优化系统达到降低生产成本的目的，最终为产品在市场上提供更大的竞争力。在社会效益方面，综合能源管理系统具有良好的开放性，采用先进、成熟的技术平台，总结和吸收了成功案例经验，除了能够达到节能降耗，提高能源利用率外，还能改善环境问题