智能分布式能源管理系統的設計和實現

倪海勇

摘要：在全球資源損耗日益增長的當下，節能減排已經成為主流，分布式能源具有節能、環保的特征，因此在實際能源應用中有著非常大的優勢，因此在新項目中的應用率非常高，發展前景是非常大的。分布式能源不僅提升了能源的利用水平，也有效的降低了溫室效應，對于自然資源的保護起到了很大的作用。光伏、儲能、燃氣分布式是比較常見的能源分布系統，風力、燃料、光伏也是發電系統中比較常用的分布式能源系統，無論哪種分布式能源系統，都具備分布式能源系統的特點，即雙向的、互補的、循環的，分布式能源系統的結構不同，其應用范圍也不同。基于此，本文就智能分布式能源管理系統的設計和實現提供一些思路。

關鍵詞：智能;分布式;能源管理系統

引言：

我國在全球氣候大會上明確作出實現碳中和的承諾，為此，廣泛應用智能分布式能源管理系統已經成為能源應用的新方向，在技術上，智能分布式能源管理系統也有了不斷地進步和發展。分布式能源管理系統是物聯網與互聯網技術的結合體，在應用物聯網的基礎上使用互聯網技術，智能分布式能源管理系統監控能源的損耗，減少人工成本的損耗，尤其是在能源分布較廣的地方，無人值守的智能分布式能源管理系統更能節省人力物力，并且通過智能化的管理方式來提升各類能源的利用水平，降低各類能源污染對環境的影響，以能源管理促經濟發展，實現能源管理在節能方面的有效價值。

一、智能分布式能源管理系統的作用

智能分布式能源管理系在多個方面都有著重要的作用，首先是在生態保護方面，智能分布式能源管理系統將各類能源中排放的污染氣體進行了深度處理，有效的降低了有害氣體對生態環境的污染，一些能源管理系統甚至會再回收利用這些氣體，實現資源的重復利用;其次是在能源管理過程中，減少了人力物力的浪費，智能分布式能源管理系統所應用的智能控制技術，能夠將傳統的人為操作轉換為遠程控制，真正意義上實現現場無人值守的狀態，并且智能分布式能源管理系統通常從設計到運維呈現一體化特征，也降低了在能源方面的管理投入成本。同時智能分布式能源管理系統有著系統優化的特點，其在運行中往往會將不同的能源結構進行合理的應用組合，以光伏、儲能、燃氣分布式系統為例，在實際應用中智能化能源管理能夠在技術上實現分布式系統的應用穩定性，減少能源供應中的出錯率，有效降低不同結構中的冗余，這樣就從應用中實現了能源的高效利用率。分布式能源管理系統在現代基礎建設中具有非常大的發展空間，是新能源開發的重要途徑，我國新增發電容量結構中，分布式能源的占比已經將近20%，這樣的發展潛力是相當大的。分布式能源既可以面向用戶實現供電需求，同時可以在配電網絡中實現并網運行，因此在應用上也有很強的靈活性。

二、智能分布式能源管理系統的實現方式

（一）物聯網技術的應用

智能分布式能源管理系統首先要實現對能源損耗的準確監測，這是實現能源管理的基本方式，這個過程中要通過物聯網技術來實現發電機組與管理軟件之間的互通，繼而實現實時監測的目的。物聯網技術的應用分為三個環節，一是能耗端的信息發送，二是客戶端的信息接收，三是管理軟件的數據分析。這就將整個能源管理系統分為動力端監測和接收端分析兩個基本過程，通過對這個過程的分析再實現對能源數據的快速獲取。

（二）互聯網技術的應用

利用互聯網技術能夠實現對能源數據的分析，對不同能源功耗的數據進行分類、統計是智能分布式能源管理系統的主要應用目標，分析數據的能力是基于互聯網技術來實現的，因此能源管理本質上是對能耗信息的分析[1]。在監測能耗數據的情況下實現對能源政策的制定，繼而在能源管理中來合理的調整用電的方向，最大程度上實現能源應用的合理性。通常智能分布式能源管理系統在互聯網技術應用中主要是通過程序的設計來實現數據的分析能力的，這個過程中能源的監測值是數據的基礎的端，對基礎端數據進行分析，最后將數據歸類到不同的能耗統計目標中，這樣智能分布式能源管理系統就有了實現的基本條件。例如在能源管理中燃氣的市場價格監測、光伏周期的損耗監測，這些動態的數據都要基于互聯網技術來實現，才能滿足能源管理目標。

（三）能源管理政策

通過應用智能分布式能源管理系統實現對能源的有效管理，這個過程中不僅在物聯網和互聯網上有實現數據的匹配和分析，同時還要在政策上提供相應的參考，不同系統的耗損是有差異的，以管網系統的損耗為例，其所用水資源是通泵壓實現到目標端的能源轉化，因此泵速的運轉就是能源管理中的設計參考值，泵壓大水流的速度就大，用水量就大，泵壓小，水流的速度小，用水量就小。在應用智能分布式能源管理系統中，如何確定水流速度的大小是根據企業的能源管理政策來決定的，只有設定好這個參考值，在能源管理系統中才會顯示出能耗是否超標，才能設計相應的預警提示[2]。只有明確泵的轉速，才能將分布式系統中的各個子系統進行動力模式的組合，繼而達到泵轉速的自動調節。基于此，能源管理政策是利用智能分布式能源管理系統進行能源管理的重要前提，其為能源管理系統的設計提供了基本的參考值。

三、智能分布式能源管理系統的設計要素

（一）采集軟件的設計

數據采集軟件是智能分布式能源管理系統的設計要素之一，在數據采集軟件中要基本將供能側的能源設備的功率、管網的大小、需求側的能源預警參考值進行設計。在采集軟件中要通過網絡連接各個DDC，通過DDC計量的能源數據反饋在采集軟件中，采集軟件根據DDC傳輸的數據與能源預警參考值進行對比，實現對分布式能源的有效管理。DDC是實現能源數據遠傳的基本元器件，因此實際應用中DDC的質量直接關系到數據采集的有效性。

（2）能源管理系統的應用

在信息的傳輸中，不同的傳輸協議所產生的傳輸效果是不同的，RS485通訊協議所采用差分傳輸方式是減少信號干擾的重要方式，TCP/IP傳輸協議使用了網關或者網橋，增加了傳輸的效率，目前在智能電氣系統中應用比較廣泛的是RS485通訊協議，但一些新的能源管理系統普遍使用了TCP/IP傳輸協議進行超遠端的數據傳輸[3]。傳輸過程中產生的數據包一般通過要進行儲存，在智能分布式能源管理中需要存儲的傳輸數據主要有管網數據、設備參數、監測數據等。在實際應用中能耗數據是要專門的區域進行存儲的，因此服務器端的存儲空間要進行合理的設計。當前，很多的能源管理系統采用了視圖模式進行供能側設備的實時監測，其視圖中的信息是通過對數據包的分析來實現的，通常在視圖中能夠表現的內容主要有設備的參數信息、運行狀態、預警狀態等，并且這些數據可以在一定周期內形成相應的分析報表，實現對智能分布式能源的合理管理。

四、結束語

智能分布式能源管理系統的建設，要通過物聯網技術來實現互聯互通，要通過互聯網技術實現數據的傳播和共享，因此智能分布式能源管理系統需要有效的設計理念和實現方式，才能更好的為生態環境、節能減排做更大的貢獻。在智能分布式能源管理系統的應用設計與實現中，要根據客戶對能源管理的需求進行設計，尤其是分布式能源的組合情況進行相應的設計。

參考文獻：

[1]牛利濤，郭小勤，呂健，等. 燃氣分布式能源電站廠用電快切系統的設計與實現[J]. 電氣時代，2020（4）：14-17.

[2]曹宇，李慧，李凡. 基于微燃機分布式能源系統的物聯網管理平臺開發[J]. 自動化儀表，2020，v.41;No.469（09）：101-104.

[3]王智、尹楠、楊佳霖. 樓宇型分布式能源系統設備容量和運行策略優化研究[J]. 熱科學與技術，2020，v.19（05）：60-67.

上海航天能源股份有限公司 201112