“智慧能源云”——解碼城市能源綜合管控

文｜朗德華信（北京）自控技術有限公司 姜永東

“智慧能源云”
——解碼城市能源綜合管控

文｜朗德華信（北京）自控技術有限公司 姜永東

現階段，中國面臨節能減排的重大壓力，不僅僅在能源供給方面面臨發展和增長的雙重壓力，而且因能源消費引起的環境污染，已使環境不堪重負。其中，城市作為人群的主要聚集地，低碳城市建設和城市節能成為中國節能減排的主要戰場。2012年5月3日，在布魯塞爾舉辦的中歐高層能源會議閉幕式上，國務院副總理李克強致辭提到，在低碳城市、綠色建筑、工業和交通節能等領域攜手創新是中歐合作的要點之一。5月11日，世界銀行發布的《中國可持續性低碳城市發展》報告指出，中國實現“十二五”減排目標必須實現“城市低碳”。

但低碳城市如何與現在的智慧城市相關聯？如何滿足城市低碳、生態、環保、智慧的多重需求？如何實現城市“資源的智能監控”？

1 建筑節能催生“智慧能源云”

單單給城市的每一棟樓宇、市政工程等安裝成千上萬件節能產品和監測傳感器是遠遠不夠的，更重要的在于必須完成對這千萬個能耗節點實施“一體化監測管控”，這種管控要求同步監測水、電、燃氣、供熱等能耗節點，若實現真正節能還需要監測相關的環境參數和設備運行參數，并要求實現對所有節點的信息采集、統計、分析、優化、資源調配。難題是：這些節點分屬于不同的領域，分管于不同的單位，產品來自不同的廠家，沒有預設統一的標準，要實現這種跨領域、跨部門、跨行業、跨產品、跨標準、海量的信息收集與整合，幾乎是無法完成的任務。如何整合？誰來整合？各地城市在推進這個任務時無處落腳、舉步維艱。

針對城市能源綜合管理問題，朗德華推出了“智慧能源云”平臺，其定義為：利用云計算和物聯網技術，為建筑、工業、交通等各個領域的單棟建筑、建筑群落以及跨區域建筑群落（包括IDC機房），提供城市區域和建筑群落的能源管控和優化整體解決方案。

“智慧能源云”可支持十萬棟級別城市智能建筑群能源管控，實現建筑群內水/電/氣/熱/油等全部能源數據，溫度、濕度、光照、氣候環境參數及設備運行參數的采集、存儲、分析、應用和能耗仿真，為實現城市建筑節能提供強有力的服務支撐。如圖1所示。

2 “智慧能源云平臺”優化節點管控

具體來講，就是將大量分散在城市各區域的成千上萬個用能及能耗節點，用云計算技術實現匯集、分析和處理，再進行排序、優化、控制和合理調配，形成建筑群落和區域分布式能源的整體控制、優化、服務與再分配的體系平臺，并將城市區域和建筑群落的所有能耗、控制等信息采集、分析、統計和處理，反饋至IP物聯網自適應控制系統，實現整體化的能源管理和智能化控制功能，為能源總量控制提供真實的數據支持。

要完成整個城市的“資源智能監控”，就要求同步監測水、電、燃氣、供熱等能耗節點，實時監測相關的環境參數和設備運行參數，并要求實現對所有這些節點的信息采集、統計、分析、優化、資源調配。

“智慧能源云”可以實現在不同品牌設備上進行信息采集，以及將千萬個節點精確定位以實現針對性的管控功能。這得益于云計算技術和物聯網技術的大發展，朗德華利用物聯網技術成功研發一套帶有全球唯一身份識別，且與主流產品互通、互換、互聯的新型能源智慧化控制系統。可實現能源數據、環境參數和設備運行參數跨區域、跨系統、跨專業的融合交互，各控制設備除具有應有的能源數據自動化、優化、發送和傳輸功能外，還同時具有數據分層存儲、處理和分析的功能，在遵循“物物相聯，智慧協同”的功能下，達到自我優化和調配，實現智慧能源控制和優化。如圖2所示。

3 “智慧能源云平臺”技術系統

“智慧能源云平臺”主要包含四大部分，依次為：現場感知層、IP 控制網絡層、系統應用層和云計算管理控制及優化配置平臺。其平臺架構如圖3所示。

“智慧能源云平臺”（如圖4所示）具有多項核心技術，基本要點說明如下：

（1）IP物聯網能耗采集系統：IP物聯網傳感器對需求側能耗數據進行實時動態采集與監測，可采集到每一個用能設備。對于普通監測數據能提供最高5分鐘的采集頻率，對于用戶操作和各種報警異常能提供精確到毫秒級的實時記錄。

（2）IP物聯網能源控制系統：通過對采集數據進行分析與校驗，IP物聯網能源控制系統可對需求側工藝及過程參數進行控制，及時發現設備故障并進行遠程控制。

（3）IP物聯網能源優化系統：IP物聯網能源優化系統，可實現單棟建筑內系統的單一能源的需求與匹配管理，包括設備的工作順序、運行時間及具體操作方式等。

（4）云計算能源管理優化控制平臺：通過云計算能源管理優化控制平臺，可實現跨區域的建筑群落各類能源的綜合優化、匹配及再分配。

（5）云計算第三方API萬能接口軟件系統：云計算第三方API萬能接口軟件系統兼容性強，可實現與第三方設備及系統的互通、互換、互聯。其硬件為標準化產品，可兼容主流廠家產品；軟件可兼容行業主流協議。

（6）云計算安全防范、身份識別及防火墻技術：云計算安全防范、身份識別及防火墻技術，可提供國家涉密安全級別的信息防護安全體系。

（7）海量云存儲平臺：海量云存儲平臺可提供所有參數及數據的永久存儲、統計、分析及應用。

（8）網絡傳輸應用技術：在符合IPv4、IPv6的技術條件下，實現互聯網絡、物聯網絡及下一代互聯網絡的傳輸與應用。

（9）網絡架構技術：以現代分布式、虛擬化等云計算技術為架構，實現SaaS軟件即服務、PaaS平臺即服務模式。

當今，節能減排工作的需求和期望在不斷變化，市場的競爭、科技的進步等，都在促使改造項目持續改進，持續改進是城市節能減排改造工作的永恒目標，因此，實現從直覺性向系統性的戰略轉型、從粗放式管理向集成管理的轉型、從城市能源管理從單棟建筑管理向區域管理轉型的三大轉型，成為整體上推動節能減排工作，確保節能減排目標實現的必然性。

朗德華“智慧能源云”主要的應用方向是“智慧城市”中的關鍵環節“智慧能源”管控領域，為建筑、工業、交通等各個領域建筑節能提供以云計算技術為基礎的物聯網能源管理控制解決方案，解決城市能源需求側整體化管理、優化、控制和再分配問題。