基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合智慧能源管理平臺研發(fā)

王志丹

（國家電投集團東北電力有限公司大連大發(fā)能源分公司，遼寧大連 116000）

新能源的有效開發(fā)和利用對我國國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的影響。目前，我國經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴程度較高，能源利用效率較低，綜合智慧能源管理質(zhì)量不佳，極易出現(xiàn)能源浪費問題。我國的綜合智慧能源管理體系建設(shè)仍處于初級階段，開發(fā)管理過程中存在能源業(yè)務(wù)類型多、用戶需求多、管理數(shù)據(jù)復(fù)雜，安全系數(shù)低以及操作不易控制等問題。因此，需要建立合理規(guī)范的能源綜合服務(wù)管理機制，提升能源綜合配置和使用滿意度，避免能源浪費等問題[1]。

文章提出結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合智慧能源管理平臺研發(fā)方案，優(yōu)化其應(yīng)用模式。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于能源的精細計量管理，符合當(dāng)今社會能源計量信息管理和節(jié)能減排要求，是對海量復(fù)雜能源進行管理的有效解決方案。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行管理平臺的設(shè)計，可以準確對能源生產(chǎn)和使用情況進行監(jiān)督和分配管理，提高智慧能源利用率和生產(chǎn)水平，加快智慧能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，促進發(fā)展智能化電網(wǎng)、智能能源，改善用能模式，進一步推動以能源綜合服務(wù)為主導(dǎo)的綜合智慧能源管理進程。

1 綜合智慧能源管理平臺體系架構(gòu)

物理網(wǎng)具有靈活適應(yīng)性特征，能夠有效對海量數(shù)據(jù)進行快速處理，實現(xiàn)“全景式感知”的數(shù)據(jù)管理要求。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行綜合智慧能源平臺設(shè)計，具有“即插即用”的優(yōu)點，可以快速準確地獲取智慧能源采集處理信息，實施監(jiān)督數(shù)據(jù)處理安全。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行智慧能源管理平臺設(shè)計可以更好地促進綜合智慧能源管理效果?；诖?，進一步對綜合智慧能源管理平臺的核心構(gòu)架以及功能結(jié)構(gòu)進行詳細研究，提高平臺的應(yīng)用性能。

1.1 智慧能源管理平臺核心構(gòu)架設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合能源管理平臺，可以有效地實現(xiàn)區(qū)域能源信息運營管理的綜合控制體系，綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、通信大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息手段對智慧能源供應(yīng)進行在線監(jiān)測，保證海量能源數(shù)據(jù)的有效處理。

為了保障能源處理結(jié)果，需要構(gòu)建多數(shù)據(jù)庫模式，對多種能源類型進行分類存儲，實現(xiàn)能源管理體系結(jié)構(gòu)有利于加強用戶與網(wǎng)絡(luò)的交互，提高平臺使用效率?！霸淳W(wǎng)-負載-存儲”協(xié)同優(yōu)化模式，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的供需互動、多功能互補以及信息共享互助等使用要求，提高能源平臺的整體使用效率[2]。

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對負責(zé)數(shù)據(jù)進行有效處理，能夠完善智能源管理平臺的核心架構(gòu)，進一步結(jié)合云技術(shù)進行資源管理，實現(xiàn)對平臺基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的建設(shè)和管理。根據(jù)業(yè)務(wù)的增長和區(qū)域負荷的增長情況，在后期擴大平臺底層資源池規(guī)模，保證海量能源數(shù)據(jù)的處理效果?；诖?，對智慧能源管理平臺核心構(gòu)架進行優(yōu)化設(shè)計。

智慧能源管理平臺核心構(gòu)架如圖1所示。

圖1 智慧能源管理平臺核心構(gòu)架

由圖1可知，智慧能源管理平臺具有能源網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)雙重結(jié)構(gòu)，主要由平臺背景、終端采集設(shè)備等組成。能源管理平臺的總體技術(shù)框架由四個部分組成，即物理框架層、網(wǎng)絡(luò)信息層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和價值效益層。平臺應(yīng)用層被多個微應(yīng)用覆蓋，以此滿足多用戶使用要求，避免多用戶使用過程出現(xiàn)資源占用、界面卡斷等問題，服務(wù)層可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸、顯示等要求，在數(shù)據(jù)層進行處理和存儲調(diào)度等管理步驟，最后由資源層執(zhí)行數(shù)據(jù)的最終管理命令。

該平臺以能源服務(wù)價值為依托，依靠現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對能源服務(wù)價值進行二次挖掘和有效管理。在平臺框架設(shè)計的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是核心技術(shù)，可以有效完成能量、數(shù)據(jù)和價值的連接和轉(zhuǎn)換處理。

1.2 智慧能源管理平臺搭建方案

綜合能源智能管理平臺的搭建遵循“區(qū)域協(xié)調(diào)互補、分布式自律、雙向終端互動”原則。通過分層分片、負荷側(cè)相互作用、儲能及其他分布式進行信息采集、信息傳輸、負荷作用、雙向終端相互作用等信息處理，通過對智慧能源信息的負荷交互和終端雙向互動，實現(xiàn)區(qū)域智慧能源信息互聯(lián)互通，優(yōu)化分布式能源信息處理、負荷交互、信息能源信息等管理目標[3]。在構(gòu)建智慧能源管理平臺的過程中，充分考慮技術(shù)和業(yè)務(wù)的快速發(fā)展對平臺管理信息的迭代需求，實現(xiàn)對能源信息的安全監(jiān)測和有效篩選修正，更好地保證平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性。

為了保障綜合智慧能源管理平臺性能，需要進一步加強其計算能力，完善體系結(jié)構(gòu)，按比例配置前期軟硬件信息處理資源，根據(jù)業(yè)務(wù)的增長和區(qū)域負荷的增長情況，適當(dāng)擴大平臺底層資源池的規(guī)模，對海量數(shù)據(jù)進行有效處理。

平臺配置方面，結(jié)合睿江、睿信、睿石三大DMP體系，有效實現(xiàn)平臺在工業(yè)領(lǐng)域、智能領(lǐng)域和公用事業(yè)等領(lǐng)域的有效應(yīng)用。通過優(yōu)化通用終端，實現(xiàn)對海量信息進行有效管理和處理，基于DMP平臺和UPS電源提高平臺應(yīng)用質(zhì)量，調(diào)配主站智能管理平臺數(shù)據(jù)中心。通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在平臺云計算中心進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和傳輸，利用服務(wù)器、處理器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)對能源數(shù)據(jù)的有效管理。在智能管理大廳配置智能管理平臺、協(xié)調(diào)控制平臺和綜合顯示平臺，實現(xiàn)對能源管理情況的實時顯示和調(diào)整。

為了保障智慧能源管理平臺在實際應(yīng)用過程中可以更快速地實現(xiàn)能源管理，需要進一步簡化業(yè)務(wù)流程，遵循集成平臺結(jié)構(gòu)特征，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)有效存續(xù)，及時共享目標?；诟咝Я鞒獭㈧`活操作的設(shè)計理念，構(gòu)建兩組獨立的云平臺，分別服務(wù)于具有不同安全需求的核心和非核心業(yè)務(wù)，實現(xiàn)對能源信息的分組處理。基于平臺的業(yè)務(wù)內(nèi)容，進一步將智慧能源信息的控制區(qū)域、非控制區(qū)域和大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)部署至私有云平臺上。將智慧能源的生產(chǎn)管理和公共業(yè)務(wù)部署在公共云平臺上，根據(jù)需要配置具體的實施管理方案，提高平臺的可用性和有效性。

1.3 智慧能源管理平臺的功能優(yōu)化

綜合智慧能源管理平臺業(yè)務(wù)處理結(jié)果需要基于實時數(shù)據(jù)的差異和重要性進行劃分，將其劃分為控制區(qū)業(yè)務(wù)、非控制區(qū)業(yè)務(wù)、區(qū)域業(yè)務(wù)和營銷相關(guān)交易業(yè)務(wù)。

為了保障劃分和處理效果，應(yīng)進一步對智慧能源管理平臺的功能進行優(yōu)化，如將供熱管網(wǎng)、空調(diào)系統(tǒng)、分布式能源等業(yè)務(wù)的運營納入以電網(wǎng)為核心的整個能源網(wǎng)絡(luò)，全面納入綜合能源業(yè)務(wù)管理。區(qū)域業(yè)務(wù)的劃分包括配電網(wǎng)實時業(yè)務(wù)、綜合能源服務(wù)、綜合能源業(yè)務(wù)、智能管理業(yè)務(wù)等；非規(guī)范性分區(qū)業(yè)務(wù)的劃分包括配電網(wǎng)非實時業(yè)務(wù)、綜合智慧能源分析診斷業(yè)務(wù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，實現(xiàn)不同重要度信息的分配調(diào)度和管理。

智慧能源管理平臺將管理功能劃分為主控功能區(qū)和非控制功能區(qū)，主控功能區(qū)業(yè)務(wù)直接為綜合智慧能源平臺日常運行控制下的內(nèi)部綜合能源服務(wù)企業(yè)提供服務(wù)，統(tǒng)一部署至私有云平臺。非控制功能區(qū)將區(qū)域操作部署至公共云平臺，進行審核篩選和存儲處理。根據(jù)智慧能源服務(wù)企業(yè)角色的變化和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，進行非控制功能區(qū)業(yè)務(wù)的管理。

基于上述步驟進行優(yōu)化，實現(xiàn)不同區(qū)域?qū)Σ煌腔勰茉催M行有效管理的研究目標，將智慧能源管理信息合理部署至平臺的獨立的主站點進行認證，逐步過渡至私有云平臺，進行安全監(jiān)測和存儲處理，設(shè)置智慧能源信息后，通過平臺顯示界面進行實時查詢，保證智慧能源信息管理的安全。

2 綜合智慧能源管理應(yīng)用模式創(chuàng)新

為了更好地保證綜合智慧能源管理平臺使用效果，進一步對綜合智慧能源管理應(yīng)用模式進行優(yōu)化，綜合智慧能源管理平臺的管理模式可以分為集成總管、分管、總管和分管結(jié)合三種組合模式。

（1）集成管理應(yīng)用模式。

由綜合智慧能源管理平臺進行信息匯總管理，將各終端設(shè)備收集的數(shù)據(jù)直接送至能源管理中心，能源管理中心可以直接遠程控制、遠程調(diào)節(jié)各終端設(shè)備。

（2）協(xié)作管理應(yīng)用模式。

綜合智慧能源管理平臺針對不同能源類型進行信息劃分，由主管部門進行調(diào)度，建立專用通信網(wǎng)絡(luò)進行協(xié)作管理。能源管理平臺接收主管部門各數(shù)據(jù)中心的信息，對采集的數(shù)據(jù)進行分析計算，實現(xiàn)不同能源的管理功能。

（3）復(fù)合管理應(yīng)用模式。

能量管理平臺可以采用一個總管和一個輔管進行組合運作，針對能源管理的主要信息和常規(guī)信息進行分路徑處理，提高能源管理質(zhì)量和效率。這種模式可以無條件實現(xiàn)智慧能源管理應(yīng)用，有效提高能源管理質(zhì)量。

3 結(jié)語

文章在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出綜合智慧能源管理平臺的開發(fā)和應(yīng)用模式，建立適合能源服務(wù)的智能管理平臺，優(yōu)化平臺功能，簡化操作難度，實現(xiàn)對能源的有效管理，避免資源浪費等問題。