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感知层适配冷热气电等多种能源智能终端,实现能源信息标准采集与智能控制。网络层应用标准化通信规约和多类型网络传输技术实现设备、平台、服务间的互联互通。平台层构建智慧能源数据中台,支撑智慧能源服务。在应用层,以PC端、移动应用端和大屏幕系统等设备为系统展现层,为政府、能源消费者、能源运营商、能源产品与服务商提供满足业务需求的应用系统。系统功能包含能源监控、能源分析、能源服务、能源管理、能源交易、能源生态六大功能。
标准规范体系结合国家行业规范,健全完善模型标准、接入标准、通信规范,确保平台建设的标准化,实现平台泛在接入、智能适配、灵活扩展、互联互通。安全防护方面,应用公司泛在电力物联网相关安全防护策略,保障平台安全稳定运行。系统集成方面,集成企业能效服务共享平台、车联网平台、电商平台等业务系统,对接政府机构、银行金融等外部系统,实现能源信息及服务的交互。
2.2 “混合云”的架构模式
近年来,随着大数据应用产业化规模在我国的快速增长,作为IT基础支撑平台的“混合云”技术也迎来了井喷式发展,越来越多的企业和政府部门认识到采用混合云的IT基础架构能更好地支撑业务的数字化转型,加快业务创新发展。公有云弹性灵活,按需付费;私有云安全可控可定制;混合云可将两者的优势灵活地结合起来,实现传统业务与互联网业务的协同发展,成为“云计算”领域的主要构建模式和发展方向。智慧能源综合服务平台“混合云”架构模式见图。
智慧能源综合服务平台“混合云”架构模式
平台采用“混合云”的架构模式,主要包括2个部分:①开放、高吞吐量的实时数据处理及资源调配区域(俗称为“公有云”),采用租赁社会上安全可靠的云服务资源,具体内容包括弹性云主机服务、云硬盘服务、虚拟私有云服务及安全保障等;②为保证核心数据安全而设置的加密数据存储及计算区域(俗称为“私有云”),私有云建设通过购买云平台所需软硬件设备,按照私有云要求进行虚拟化,并对云平台进行安全保障。所需内容包括服务器、堡垒机、存储设备、交换机、路由器、网络防火墙(含IPS)、Web应用防火墙(WAF)、数据库审计工具、APT攻击检测系统、综合日志审计平台、逻辑强隔离装置、负载均衡等。
“混合云”模式,是在保障信息安全的前提下,供云平台参与各方进行数据共享的重要基础和保障。
3 智慧能源综合服务平台应用探索
3.1 区域能源运营
3.1.1 电能质量监测
电力需求侧管理的快速发展,也促使电力需求侧需要实现独立的电能质量检测,满足自身需求与完善电力需求侧管理。通过平台在需求侧开展电能质量监测,通过对能源数据的监测、采集和处理,并生成各种电能及电能质量报表、分析曲线、图形等,便于电能质量分析、研究和预警。
3.1.2 能耗分析
通过平台对用户的用电、用水、用气等能源数据开展实时监测,利用大数据分析技术,开展区域能耗分析,对区域总体能耗、各行业能耗、各类型用户能耗、企业能耗开展监测分析、对比,及时帮助政府掌握区域能源供需动态,支撑政府部门开展区域节能降耗、优化能源结构等监管工作;帮助企业了解自身用能特点,提高用能效率。
3.1.3 虚拟电厂
基于区域内分布式能源、可控负荷、储能等主体的聚合和协调优化,配置相应的市场机制,建设虚拟电厂体系,通过调节特定的虚拟电厂出力,实现区域电力削峰填谷,减少城市用电对电网投资的依赖,实现区域能源优化调度、平衡负荷、多能互补,体现智慧能源调度的特点。
3.1.4 智能运维
通过平台为用户提供智能代运维服务,通过对客户能源网的测量,使平台汇集客户能源数据,以此为媒介为客户提供智能化的运维托管服务,对客户电网及能源系统进行优化协调控制。满足电力用户的2个根本需求:“省心”,用电保障安全可靠;“省钱”,用电经济高效。
3.2 区域应用案例
目前,智慧能源综合服务平台已经在天津、上海等规则引擎地开展建设和应用,服务政府、园区、企业等多种用户,能够支撑能源监管、能源托管、代运维服务、电能替代、需求相应、园区客户集群服务、能源咨询等多种应用场景。
该平台应用于天津城市能源互联网建设,汇集区域内各类用户群体的多元化能源数据,贯穿能源产业服务全过程,为能源互联网的参与主体提供综合能源智慧服务,突出了能源分析及其结果应用,并建立面向能源互联网的多方参与、利益共赢的运营模式,与政府、消费者、上下游企业等相关方实现共商、共建、共享、共赢,初步建立起智慧能源生态圈。
该平台应用于以张江科学城为试点的上海智慧城市建设,打造了一体化的智慧城市能源大脑,构建了一个多方共赢的价值体系,以政府为主导、市场为导向、客户为中心,实现政府监管手段多样、客户用能节约灵活、能源市场开放共赢、能源企业提质转型。
4 结语
本文在智慧能源、综合能源服务、能源互联网等理论的指导下,在研究国内外能源互联网和综合能源服务实践的基础上,开展了智慧能源综合服务平台的建设及应用,提出了平台的总体定位、服务对象,设计和开发了能源监控、能源分析、能源管理、能源服务、能源交易、能源生态六大功能模块;按照感知层、网络层、平台层、应用层的物联网架构设计了平台的总体架构,采用“混合云”的架构模式解决电网企业内网数据安全和外网数据共享问题;通过该平台的区域能源运营实践应用,证明该平台在智慧能源服务领域经济效益和社会效益都十分明显,为智慧能源综合服务平台的设计、开发和应用提供了一种可行方案。
未来平台还将在数据接入标准、能源大数据分析、能源交易、移动应用等方面继续完善,做好基础通用功能组件的提炼和优化,在此基础上针对不同用户需求开发个性化功能,提升平台的稳定性与灵活性,助力智慧城市建设。
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