东方电子王玉琴：综合能源实施技术路径及创新实践

助推综合能源产融协同发展，完善综合能源产业链合作、实现综合能源产业腾飞，推动综合能源产业创新发展。国网电子商务有限公司（国网雄安金融科技集团）、国网江苏省电力有限公司联合北极星电力网于2019年4月18日在无锡召开中国综合能源服务产业创新发展大会。东方电子股份有限公司技术总监兼设计咨询室主任王玉琴作题为《综合能源实施技术路径及创新实践》的演讲。协调优化前提要考虑基础能源形式，以往的模式谈不上多能互补的，首先由三连供、光储互补这样一些模式支撑。北极星电力网、电力头条APP对大会进行全程直播。如需北极星电力网直播会议，请联系微信号：13146670735。

直播地址：2019中国综合能源服务产业创新发展大会

“以下为会议实录：”

综合能源实施技术路径及创新实践

王玉琴 东方电子股份有限公司技术总监兼设计咨询室主任

各位领导，各位专家上午好，今天在大会上看到很多熟悉的面孔，我来自山东烟台东方电子，下面由我向大家汇报一下东方电子在综合能源领域所做的工作。首先简单介绍一下东方电子的情况，东方电子成立于1957年，全国设28个办事处，8个运维中心，实现东方本地化业务服务。在北京、广州、南京设有研发分布，整个东方电子的业务在电力行业有超过30多年历史，设有国家级的企业技术中心和博士后科研工作站。

东方在以往的工作过程中，成功完成了广州亚运、上海世博、奥运会、杭州G20等工程，这块近年东方电子依托电子产品，向综合能源服务商转型，我们主要的整体解决方案涵盖电力的发输配用，综合能源的源网荷储各个环节，东方电子在2008年的时候就已经确定了我们的主要业务主线，一个是智能电网，第二个是物联网，第三个是节能环保，所以在这个物联网推荐过程中，东方电子还是有一定沉淀。

这张图里面，我们每年10月份都有一个能源互联网相关的大会，这块的话也是我们东方一直致力于能源互联网这方面的工作。下面我简单介绍一下综合能源管理系统架构，上午的各位专家在政策层面，还有一些技术层面都做了详细的分享，我们这个系统是着力于解决目前国内综合能源存在的问题，比方说能源结构的调整，清洁能源的消纳，还有输配电效率提升等等。

从综合能源发展里程来看的话，它的能源管理系统最早可以追述到EMS系统，然后经历一个点对点集成和总线集成，现在已经发展成为一个云上集成，还有广域协调态势。

我们东方电子一直秉承一个开放的理念，与各位合作伙伴共同打造能源生态圈，在以往我们与华为、浪潮签署战略合作协议，致力于云应用，与阿里展开了云调度方面的工作，我们整个综合能源管理系统的部署，是从全局到区域，然后到企业，一直衍生到用户侧，整个致力于园区内部的能源整体优化。这个在感知层、应用层，还有高级应用方面都有相应的部署。

整个系统的部署基于弹性的架构支撑的，我们这个平台是采用一个物联网、云计算+边缘计算这样的弹性架构的模式去做的。里面融合了并行处理，容器技术，还有微服务技术，把这些技术融合到企业，整个系统是一个组建化、服务化，这样的一个环境，而且整个系统扩容期间是平滑过渡的。

刚才是平台，下一步要提数据中心的概念，在这之前东方电子一直致力于电力数据中心是我们的专题。这里面以往是融合了EMS、DMS、PMS，以及用户信息统一的建模，现在综合能源这块把热、气、水，把这些信息全部打通，然后形成了一个多元的、综合的能源数据中心，实现了真正数据同源。

下面我们再分享一下有关技术路径，这个主要也是我们以往跟用户一同探讨的。首先我们谈一下二次系统的建设，二次系统的建设我们要跟能源基础欢迎要紧密地结合。我们每拿到一个项目之后，我们第一步要做的就是园区内容的收资。我们要知道分布式能源的现状，我们要知道储能的布点和未来的规划，我们同样要知道BMP电站，还有相关的电网和管网的部署。

对园区内部负荷预测我们也有相应的方法进行提炼，平时我们会关注一下园区内部的自动化水平，在全部融合之后进行综合能源管理系统一体化的部署。我们也是抽取以往用户的需求，特别是在电网各个系统建设基本上是独立的，现在因为投资模式的改变，希望有一体化的部署。我们这个系统也是融合了综合能源监管，交易、需求相应、智能运维、智能巡检，包括剂量，形成一个以一体化部署作为总体原则，实现用户总体能源管理的目标。

我们园区综合能源管理系统部署过程中，首先关注的一点就是我们状态感知层，在这里大家可以看到管网、主网、清洁能源，包括配网、设备本体和低压都有一些设备部署。在数据收集和数据处理的基础上，我们全部送到综合能源管理系统当中去。

这个系统当中对上形成一个调度的上报，对下对园区内部进行一个协调优化，这个是我们以往给其他园区做一个大屏展示。在这里可以看到每一个环节都有细致的专题展示，这个再细致到状态检测，我们可以结合地理地图形成的。以往更多是拓扑的关系，结合地理地图可以把设备监测，包括网络的一些情况都进行整体的监视，而且对于故障情况进行主动上报。

这个模式相对来说也是比较灵活的，我们可以采用语音的，也可以采用短信的，或者是跟视频联动。另外，我们还可以就结合远程专家指导系统，给用户提供相关的检修和决策辅助方案。

这个在纵向要考虑什么？一个是园区主体对等的，信息是互联的，在这样的互动模式基础上，我们要考虑用户以往的用能曲线，形成客户画像，然后在供需两侧进行一个博弈。用这个激励政策来激励用户，改变他的用能行为或者是改变这个市场的参与模式，最后形成一个经济型的最优，而且要实现交易长远的发展。

下一步是状态感知，这个关注的几点一个是连供系统的状态估计，第二个我们要关注未来连供系统整体的预估和预判。对于内部异常的用能行为和功率扰动都有辨识，我们要判断一下关键的PPC节点它的容量是多少。

我们在每个联络线都有一个容量的限制，我们要提供算法，评估每一个用户用电不确定性是否是给整个园区造成了用电风险。如果是有风险我们要调整内部各个参与主体的用能曲线，如果是没有风险按照日前的曲线正常去执行。

协调优化前提要考虑基础能源形式，以往的模式谈不上多能互补的，首先由三连供、光储互补这样一些模式支撑。在这个基础上，我们确定优化目标，比方说经济性、可靠性，再筛选影响目标的一些变量，像燃机负荷控制相关的电量转换设备，还有一些相关的能源变量。这样我们的核心思想是要通过预测或者实测到的数据，再考虑价格因素，计算出优化运行和状态，以及运行的功率。这样就在上层来控制各个子系统运行的模式和运行状态，这样在整个运行阶段可以保证是趋于一个经济最优或者是可靠性最高的运行状态。

这个也是我们做的优化调动模型，在最后可以有效的把可再生能源的消纳比例提升。风险评估也是我们这个系统的特色，以往在配电网的时候会主要考虑一个是网价的风险，还有一个运行方式的风险。这两个合成一个风险评估的模型，在综合能源不能忽视的是参与主体是增加的，而且故障来源也是复杂了，相关的转供方式更加多样化，不确定性因素增加的态势，所以我们综合能源风险评估模型是基于不确定性的理论和随机的模型来评估整个园区内部的供能风险。最终是一个量化指标的模式，是直观的显示给用户。

第三个层面是在区域自治层面，也就是说我们以往说的在企业层面。在这个层面要做在企业层面可调控能力的计算，还有控制策略，包括企业内部的故障定位，故障隔离和故障恢复，同时要向上级汇报可调控的容量，然后保证响应的目标能够达成。

我们在做以往园区项目的时候，基本上是对园区内部每一个企业逐层有一个调研，然后根据这个企业的用能特性，给出电能替代或者是节能。这个项目是我们在广州与广州供电局一块合作的项目，主要是炼胶机，它的负荷是负责高的，用电负荷占总负荷的40%左右。而且经常存在一个多台炼胶机同时运行，这样高峰负荷叠加的情况。

不管是对设备也好，对电网也好，都能造成一个强烈冲击。我们每一个炼胶机这块还有在后台部署了有序生产的控制系统。这样在不影响正常生产情况下，整个炼胶机用电总负荷峰值降低了19%左右。

需求相应这块我们要考虑多方面的因素，综合供需两方出一个需求响应策略，这个策略下发到企业，企业要上报自己的可迁移、可调控的需求容量。在这个方面上报到上层，然后经过几轮互动以后达成需求响应策略以后下发，然后执行。这个执行过程中是相对来说有一些复杂性的，比方说在外网供电有压力的情况下，我们可能会考虑热电耦合，以及需求相应相结合的模式去做互动。

比如说我考虑热点耦合在CCHP机组电、热相关性，在减缓外网供电压力的情况下，我可以适当调整内部供热的负荷，从而调整三连供机组的电处理，这样整体达到园区层面、电网层面，还有企业层面三层的友好互动。

这个也是我们在其他用户做的一个现场图，这块需求相应的比例，还有需求相应的容量都做了一个全面的展示。

这个是我们今年引入了一个相变蓄热技术，这块主要是考虑低谷、电能和清洁能源互补的情况，主要是相变蓄热的蓄热密度比较高，而且体积比较小，效率也是相对来说比较高的。但运维这块我们主要实现智能化的运维，为用户提供可定制化的服务。

怎么可定制化呢？我们在后台可以权限管理、责任区管理，以及流程管理和出入库管理全部做成一个子模块。用户可以通过自己的生产供需或者是自己的管理过程作为一个鼠标拖拉式的组合，这样用户可以不用再我们参与情况下可以形成自己的管理套路。

智能巡检这块首先要制定巡检的计划，我们前提是有一个计划任务池，而且在每个月计划的时候数据发布都是以年的计划作为一个基础。而且在巡检过程中，我们都支持手持终端或者其他智能终端的输入，你像现场拍的照片，还有视频或者其他的非结构化文件都可以上传。

这个也是处理缺陷机制形成了一个曲线图，下面看一下实践，第一个项目跟广州供电局一块合作的改变重点专项的项目，这个跟综合能源要解决的问题完全吻合的。这一块我们重点说的是基础能源形式和我们要建设的能源管理系统要紧密结合，像我们在申报的过程中，我们知道三连供机组有两台，光伏有9.4兆瓦，最后整个项目要实现外网的供电比例从50%降到20%。

这时候因为三连供的运行模式又决定长年运行一台机组，后来就反馈到基础能源这块，那附带年供入电量比例小于20%这个指标，把可再生能源装机容量扩展到26兆瓦。另外，负荷的指标是要大于20%，在这里面我们做的第一个工作就是对园区内部20多家企业逐一进行调查，在这里面把可迁移的负荷，可中断的负荷，以及生产工序都做了调研，包括园区整个响应的容量，而且也是配合相关部门实行一个激励政策的普及。

这个项目如果是在座各位国网可能会看到泛在电力物联网雏形的理念，这个是南网的项目，一张网，一个园，体现的是非常明显的。我们在做综合能源的时候，这张网不限于智能电网，这个园也是把除了电的之外，把冷气水融合进来。刚才各位专家也说了，有一个壁垒的问题存在，但是最终这个目标是一致的。

这个是在海尔做的项目，这里面是国家唯一一个实现集团层级和工厂层级，制造业能源精细化管理的平台，目前已经将国家16个园区，55个互联网工厂，全部接到青岛智能化云平台上。去年，统计了一下为海尔节约了1.3亿的资金，达到了能源成本降低的目标。

科技生态园综合能源管理系统，我们这块也可以看一下，关注的光伏，还有网价结构，以及500户可控资源。在这个过程当中采用了日前的调度，日内调度，还有一个实施调度，这个层层递进的关系，最后是一步一步引导用户行为的改变，最终达成供需平衡和降低的目标，这也是前面并网接入管理，分布式能源调度，还有多元配网的运行管理和需求响应，这是我们主要做的应用。

万华是我们烟台本地化的一个企业，它的主要生产的是MDI这块，我们是深入生产工序做一个关键节点的计量，形成一个优能机械，为后续的企业的用能提供一个技术支撑。在这里同样就是蒙牛这块也是，我们实现可细致化工序这样一个能源对标，还有重点能耗的设备管理。

在设备管理这块，比方说提升设备的运行效率，我们可能说在园区层面效率提升的目标，可以细化到在企业层面我们需要指标贡献，企业层面的话又把它细化到每一个设备的效率提升空间，这样整体最终可以实现整个效率目标的达成。

我们给蒙牛打造一个从总部到大区，到工厂，这样一个综合管理体系，把这个能源管理各个环节，全部融合，然后提供一个智能制造的强大信息支撑，这个我的介绍分享就这些，综合能源这个领域可做的事情特别多，这是我的联系方式，大家可以后续一起探讨一下，一块把综合能源这个业务落到实地，谢谢各位。

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