電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建

武志宏，韓建富

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司，太原 030001）

山西省電力公司在2016年已累計(jì)推廣實(shí)施電能替代項(xiàng)目330多個(gè)，替代電量近60億kWh，在用戶能源消費(fèi)端減少燃煤220多萬(wàn)t，SO2、NOx等污染物排放減少4萬(wàn)多t，CO2排放減少400萬(wàn)t，實(shí)踐證明電能替代帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)能源革命轉(zhuǎn)型升級(jí)起到一定的推動(dòng)作用。本文結(jié)合山西省電力公司所開(kāi)展的“電能替代”工作，對(duì)電能替代常態(tài)化管理機(jī)制進(jìn)行深入研究。

1 電能替代工作整體開(kāi)展方式

通過(guò)跟蹤市場(chǎng)動(dòng)態(tài)制定替代工作計(jì)劃，從市場(chǎng)、城市建設(shè)雙重角度，實(shí)現(xiàn)終端能源消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)。結(jié)合山西省太原市電能替代工作的開(kāi)展，具體實(shí)施方案如下:

（1）開(kāi)拓電能替代市場(chǎng)

“十三五”規(guī)劃指出，電能替代工作力爭(zhēng)完成230億kWh電量替代任務(wù)，確定了以綠色交通、清潔取暖、能源綜合利用等為重點(diǎn)，覆蓋10個(gè)大類(lèi)21個(gè)小類(lèi)的電能替代示范工程實(shí)施方案，全方位推進(jìn)電能替代工作。

2017年，山西省在太原城市改造中建設(shè)了4個(gè)國(guó)家級(jí)改革示范區(qū)、3個(gè)省級(jí)改革示范區(qū)以及大學(xué)城區(qū)，且在城南、城北進(jìn)行城區(qū)擴(kuò)展，意在建設(shè)諸如先進(jìn)制造、新能源、新材料、電子信息、健康醫(yī)療、文化創(chuàng)意等專(zhuān)項(xiàng)產(chǎn)業(yè)園，作為推廣電能替代的示范點(diǎn)。首先，調(diào)查該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際水平、能源擁有量以及可用能源的分布狀況，預(yù)計(jì)引入諸如光伏、風(fēng)能等城市分布能源。根據(jù)示范工業(yè)園區(qū)實(shí)際能源應(yīng)用量，劃分不同等級(jí)電能替代區(qū)，主要分為:重點(diǎn)區(qū)、潛力區(qū)、保守區(qū)3個(gè)區(qū)域。按照電能替代電量任務(wù)，制定電能替代計(jì)劃，分配于不同等級(jí)替代區(qū)。

（2）建立雙向溝通機(jī)制

電能替代工作與能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)和人民日常生活息息相關(guān)，需要得到用戶及用電企業(yè)的擁護(hù)與支持，因此需要開(kāi)展宣傳工作，提升消費(fèi)終端用戶對(duì)電能替代的認(rèn)識(shí)度。建立完整的企業(yè)用戶雙向溝通機(jī)制，或結(jié)合本地優(yōu)勢(shì)開(kāi)展電能替代相關(guān)主題活動(dòng)，向社會(huì)各界宣傳電能替代的理念和技術(shù)，打造電能替代體驗(yàn)綠色通道，快捷、方便地讓用戶體驗(yàn)到電能替代的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

山西省開(kāi)展了“電網(wǎng)連萬(wàn)家、共享電氣化”主題活動(dòng)，通過(guò)報(bào)刊、電視等多媒體，聯(lián)合各級(jí)部門(mén)宣傳新型清潔環(huán)保替代策略。此外針對(duì)電能替代不同等級(jí)區(qū)用戶，進(jìn)行走訪上門(mén)服務(wù)，并邀請(qǐng)其到電能替代示范區(qū)進(jìn)行參觀調(diào)研，利用示范工程現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)用戶講解并演練，使其明確將煤消費(fèi)轉(zhuǎn)型為電能消費(fèi)所帶來(lái)的應(yīng)用成果和經(jīng)濟(jì)效益。最終，與企業(yè)用戶簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議60項(xiàng)，增加潛力負(fù)荷142.17萬(wàn)kW。

（3）建立正向激勵(lì)制度

“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來(lái)、來(lái)的是清潔電”的理念要全面融入電能替代工作，以此制定電能替代工作總體規(guī)劃，拓展售電市場(chǎng)。在工作開(kāi)展過(guò)程中，拓展電能替代的參與主體、參與方式和服務(wù)模式，探索電能替代與可再生能源消納結(jié)合的機(jī)制，建立完整的電能替代正向激勵(lì)制度。主動(dòng)聯(lián)系省、市發(fā)改委及經(jīng)信委等部門(mén)，出臺(tái)能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)政策，將電能替代工作作為整治環(huán)境及節(jié)能減排的重要方針政策，推進(jìn)電能替代工作的順利開(kāi)展。

2014年初，山西省電力公司采用以上方案，累計(jì)實(shí)施電能替代項(xiàng)目600多個(gè)，增加售電量75.85億kWh，相當(dāng)于減少使用直燃煤350萬(wàn)t，減排二氧化碳600多萬(wàn)t。

（4）加強(qiáng)示范工程建設(shè)

電能替代的全面推行、采用“以點(diǎn)到面，重點(diǎn)示范，循序漸進(jìn)”的策略，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，目前針對(duì)以下方面加強(qiáng)示范工程建設(shè)，推動(dòng)電能替代工作:①集中供熱，以電采暖代替熱網(wǎng)供暖；②工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以電鍋爐代替煤鍋爐；③城市交通，以電動(dòng)汽車(chē)代替燃油汽車(chē)；④私營(yíng)中小企業(yè)的高耗能單位逐步執(zhí)行“煤改電”替代計(jì)劃；⑤拓展新興及創(chuàng)新型領(lǐng)域，提高電量使用率，使替代結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。各個(gè)行政單位相配合，積極踐行電能替代，逐步將電能替代滲透到各個(gè)行業(yè)。

依此，山西電能替代工作主要從城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)型、傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)以及城市交通領(lǐng)域中開(kāi)展。針對(duì)太原及大同開(kāi)展城鄉(xiāng)“煤改電”工作，減小化石能源消耗，提高電能的清潔化利用程度。在城鄉(xiāng)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，通過(guò)建設(shè)以第三服務(wù)業(yè)為主的傳統(tǒng)旅游業(yè)，以平遙古城為代表，發(fā)展現(xiàn)代化旅游型電能替代示范工程，提高電氣化水平，讓民眾感受電能替代所帶來(lái)的便利，進(jìn)一步達(dá)到宣傳的目的。對(duì)于城市交通，2016年太原城區(qū)為建設(shè)出租車(chē)電動(dòng)化城市，前后共投入出租車(chē)8 292輛；臨汾、長(zhǎng)治等市實(shí)行城市公共交通電動(dòng)化，更換公交車(chē)2 000多輛，城市交通電氣化發(fā)展為山西省年售電量增加2億kWh。

2 電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了提高電力公司信息化管理水平，推進(jìn)企業(yè)精益規(guī)范管理，必須建立一套合理且完善的電能替代項(xiàng)目信息化管理系統(tǒng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下，以先進(jìn)的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)電能替代項(xiàng)目全過(guò)程、多角度、多元化管理，提高供電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、管理及服務(wù)水平。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需滿足功能實(shí)用性、操作簡(jiǎn)易性、網(wǎng)絡(luò)廣域性、網(wǎng)頁(yè)動(dòng)態(tài)性等，要求同時(shí)可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目客戶端、項(xiàng)目管理端、系統(tǒng)運(yùn)維端三方的實(shí)時(shí)登陸、查看、調(diào)整的功能。項(xiàng)目客戶端主要用于項(xiàng)目客戶登陸申請(qǐng)，查看項(xiàng)目進(jìn)展和運(yùn)營(yíng)信息。項(xiàng)目管理端主要用于項(xiàng)目建設(shè)評(píng)估、項(xiàng)目申請(qǐng)信息接收、項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)程、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)分析、項(xiàng)目報(bào)表生成等。系統(tǒng)運(yùn)維端主要用于系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行維護(hù)調(diào)整。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)工作銜接流暢化、數(shù)據(jù)更新自動(dòng)化、項(xiàng)目流程清晰化、項(xiàng)目進(jìn)展透明化等特點(diǎn)。電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)的整體框架分為3層:功能應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、基礎(chǔ)架構(gòu)。項(xiàng)目功能應(yīng)用架構(gòu)主要有5部分:指令接收、預(yù)約申請(qǐng)、進(jìn)程跟蹤、報(bào)表管理、運(yùn)營(yíng)管理、潛力分析。預(yù)約申請(qǐng)為項(xiàng)目客戶端錄入項(xiàng)目基本信息，用于管理端的查看審批。進(jìn)程跟蹤為項(xiàng)目審批、建設(shè)狀態(tài)的實(shí)時(shí)更新，主要由管理端負(fù)責(zé)更新，客戶端可以實(shí)時(shí)跟蹤查看。運(yùn)營(yíng)管理主要是對(duì)已竣工項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行采集分析，需要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)維端編譯的程序處理數(shù)據(jù)。報(bào)表管理為各個(gè)電能替代項(xiàng)目建設(shè)報(bào)表以及實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)信息報(bào)表的生成，以便于管理端、客戶端相關(guān)人員記錄查看。潛力分析針對(duì)城市規(guī)劃數(shù)據(jù)以及企業(yè)用能信息統(tǒng)計(jì)，分析電能替代潛力用戶數(shù)據(jù)，供項(xiàng)目管理端查看。數(shù)據(jù)架構(gòu)為功能應(yīng)用架構(gòu)采集并處理數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)有:企業(yè)能效數(shù)據(jù)、接收上級(jí)指標(biāo)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目基本信息、項(xiàng)目更新數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)維護(hù)端程序處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)基礎(chǔ)層主要為整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)。該管理系統(tǒng)需要服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及能效檢測(cè)管理。

電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)采用雙閉環(huán)管理機(jī)制，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。邏輯設(shè)計(jì)主要是關(guān)于用戶層與管理層的互動(dòng)響應(yīng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)更新，使客戶端和管理端可隨時(shí)隨地跟蹤項(xiàng)目進(jìn)程，了解項(xiàng)目工作計(jì)劃以及建設(shè)運(yùn)營(yíng)情況。為保證項(xiàng)目的實(shí)時(shí)性和安全性，項(xiàng)目詳細(xì)數(shù)據(jù)的傳輸處理采用系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)。為方便工作人員實(shí)時(shí)查看跟蹤，項(xiàng)目的進(jìn)程申請(qǐng)與查詢系統(tǒng)采用公用網(wǎng)絡(luò)。

圖1 電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)示意圖

對(duì)于用戶層的設(shè)置主要分為用戶用能采集系統(tǒng)、能效管理系統(tǒng)、電能替代項(xiàng)目預(yù)約申請(qǐng)系統(tǒng)以及跟蹤查看系統(tǒng)等。用能采集系統(tǒng)和能效管理系統(tǒng)主要用于檢驗(yàn)用戶端能源使用狀況，包括一次能源使用量采集，用電設(shè)備統(tǒng)計(jì)及用電量采集等。管理層的設(shè)計(jì)需要考慮上級(jí)指標(biāo)接收系統(tǒng)、用戶層數(shù)據(jù)反饋處理系統(tǒng)、電能替代項(xiàng)目方案制定系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)等，且為保證不同時(shí)域及地域的數(shù)據(jù)處理傳輸，在管理層與用戶層之間需要連接統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。

整個(gè)電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)的軟件業(yè)務(wù)功能設(shè)計(jì)如圖2所示。本系統(tǒng)主要分為項(xiàng)目客戶端、項(xiàng)目管理端及系統(tǒng)維護(hù)端3個(gè)獨(dú)立部分。每部分可根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求進(jìn)行查看編輯。

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要保證運(yùn)行安全性，因此對(duì)于每次登陸的用戶需要進(jìn)行身份認(rèn)證。用戶登陸系統(tǒng)與權(quán)限認(rèn)證流程如圖3所示。

圖3 用戶登錄與權(quán)限認(rèn)證設(shè)計(jì)

電能替代項(xiàng)目區(qū)域劃分方案設(shè)計(jì)，如圖4所示。電能替代項(xiàng)目的開(kāi)展需要在城市規(guī)劃的進(jìn)程中，劃定項(xiàng)目改造重點(diǎn)區(qū)、潛力區(qū)以及保守區(qū)，制定對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目實(shí)施方案。對(duì)于潛力區(qū)和保守區(qū)的改造，需要隨著該區(qū)域企業(yè)電氣化水平的提高，不斷對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，提升其改造的可能性。且潛力區(qū)比保守區(qū)的改造可能性更大，改造間歇期更短。改造間歇期即潛力區(qū)電氣化水平向重點(diǎn)區(qū)電氣化水平的過(guò)渡期。

圖4 電能替代項(xiàng)目區(qū)域劃分方案設(shè)計(jì)

為便于項(xiàng)目管理端和用戶端查看系統(tǒng)運(yùn)行的詳細(xì)情況，設(shè)計(jì)報(bào)表管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)方案如圖5所示。報(bào)表管理系統(tǒng)可生成企業(yè)能效信息報(bào)表、城市規(guī)劃信息報(bào)表、電能替代項(xiàng)目信息報(bào)表及相關(guān)政策信息報(bào)表。

圖2 系統(tǒng)軟件業(yè)務(wù)功能設(shè)計(jì)

圖5 報(bào)表管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 結(jié)束語(yǔ)

本文首先結(jié)合山西省電能替代工作開(kāi)展情況，介紹了電能替代工作整體化開(kāi)展方式，并設(shè)計(jì)出一種電能替代項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)。分別設(shè)計(jì)項(xiàng)目用戶端、項(xiàng)目管理端以及系統(tǒng)運(yùn)維端，可用于某一地區(qū)電能替代項(xiàng)目的改造建設(shè)。系統(tǒng)主要解決的問(wèn)題如下:①不受時(shí)間和地域的限制，可實(shí)時(shí)查看并了解電能替代項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)程。②設(shè)置管理層、網(wǎng)絡(luò)層、用戶層的多層管理機(jī)制，保證項(xiàng)目有序開(kāi)展，且系統(tǒng)提供了項(xiàng)目客戶端、項(xiàng)目管理端、系統(tǒng)運(yùn)維端3種功能系統(tǒng)，便于系統(tǒng)的規(guī)范有序化運(yùn)行。③采用系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)和公用電網(wǎng)2種網(wǎng)絡(luò)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全采集與傳輸，以及用戶查詢項(xiàng)目的便捷性。采用雙閉環(huán)管理機(jī)制能夠解決數(shù)據(jù)共享沖突的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了多方同時(shí)性作業(yè)。D