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让能源更智慧

随着信息技术的日新月异,以云计算、大数据和物联网等为代表的技术创新和应用层出不穷,推动了传统产业的变革。为了解决电力系统目前正在面临的挑战,能源互联网应运而生。

2015年,杭州中恒电气股份有限公司(以下简称“中恒电气”)依托自身深厚的电力行业背景,以及跨领域的技术优势,成立杭州中恒云能源互联网技术有限公司(以下简称“中恒云能源”)。通过中恒云能源对电力信息化技术和电力电子技术的有效整合,实现了中恒电气从软件和设备供应商向智慧能源综合解决方案服务商的升级转型。

“知能”智慧能源云平台

中恒云能源以SaaS平台及本地系统建设的形式,为客户量身订制能源服务解决方案,采用先进的物联网技术,并基于MQTT等标准物联网协议,构建了“知能”智慧能源云平台,并推出了能源管理、配电运维、光伏运维、储能运维、安全用电和环保监测等一系列应用产品,能够支撑百万级节点用户管理。云平台的系统架构如图1所示。

图1 基础云平台技术架构

云平台采用PaaS模式,构建了能够提供基本计算服务、存储服务和网络服务的平台层,具有稳定可靠的物联技术(如图2所示),将基础服务与功能应用分开进行针对性的管理,大大提升了平台整体性能。

图2 稳定可靠的物联技术

云平台实际运用的服务器为虚拟云主机,主要分为数据存储集群、业务服务集群、OpenAPI集群、应用集群、消息总线集群和服务治理集群。数据存储集群包括普通数据库和分布式文件系统,用于存储采集的能源数据和应用数据;业务服务集群是实现各类业务应用逻辑的相关程序(通常作为服务对上层应用提供服务)组成的集群系统;Open API集群是对外提供统一访问、鉴权的接口服务器集群;应用集群是各种应用的集群部署,包括门户、运维Portal、监控中心和运维中心等;消息总线集群是消息服务器集群,用于能源数据采集时的数据中转、削峰填谷和多路转发等;服务治理集群是对业务逻辑服务提供注册、监控和注销等操作的服务管理的服务器集群;数据采集集群可以接收采集设备上报的采集数据,并将数据写入到消息总线上供其他服务使用。

应用层功能包括在线监测、运行告警和诊断分析提供等基于数据处理开展的功能应用,并且可以根据业务的发展变化快速调整。在线监测是对传感设备各项测量指标进行监测的一种应用,比如电流、电压和无功功率等,通过监测可以明确了解当前设备的运行状态及趋势;运行告警是在监测的基础上更进一步对其设置监测的阶段阈值,达到某种阈值时表示产生了异常,便可以产生告警通知相关人员或组织;诊断分析是在有了状态监测的数据后,通过分析、对比,得出设备的目前健康状态,产生检测报告。

延伸应用层服务,使用数据的标准流程,最大化展现数据的可挖掘价值,从获取数据、分析数据和建立模型到预测服务,在满足用户的普适性需求的同时,针对个别用户进行定制化的分析与预测服务,云能源平台挖掘用户侧产生的结构化和非结构化数据的资源,进行数据集成,并建立其使用模式,分析数以万计的变量之间的相互关系。通过平台,公共事业单位(如物业公司)可以进行目前的分项计量和统计工作,提前预测未来电量消耗和能源去向;大型工业电力用户可以优化其生产计划和作业,以避开用电高峰;电力供应商可使用云平台来决定可再生资源的并网,最大限度地减少对电网的影响。

积极开展综合能源服务

通常参与电力交易的电力用户,都具备用电量大的特点,电费成本也占企业经营成本较高比值。大多数企业的能源管理问题较为凸显,能源管理方式较为粗犷,在用能的安全性及经济性方面具有潜在隐患。

电力交易可以在一定程度上降低这些企业的用能成本,但在能源管理方面的困扰并未能得到解决。通过深入了解用户的行业性管理需求和单个用户的个性化管理需求,进一步开展综合能源服务,可以在保障生产安全的同时让企业更加的省心、省力且省钱。

1)从用能行为和设备效率上分析客户用能薄弱环节,帮助客户提供能源诊断、用能监测、节能改造和工程改造等服务,实现经济效益的双赢。

2)采取“线上+线下”服务的模式,助力用户实现综合能源管理系统6大目标:节约用能、安全用能、可靠用能、经济用能、透明用能和专业用能。

线上:采用自主研发的智能终端设备将用户用能数据采集上至平台,通过大数据分析等先进技术,将用户用能数据进行可视化展示。

线下:拥有专业的数据分析团队,帮助用户进行用能数据的深度处理,发布专业的用能健康报告,及时发现用能安全隐患、经济用能空间及其他用户服务需求。

案例分享

如今,中恒云能源已成功和国家电网、华能集团及华润集团等开展合作,共同为电力用户提供综合能源服务,目前已接入终端用户1 000余家。

1. 电费优化项目案例

某公司拥有一台S11-M-630 kV·A变压器,在过去的一年中,最大负载率为50.72%,最大需量仅为320 kW。其主要原因是,用户设计变压器容量较大,远远超出实际使用容量,用户每年需要交纳基本电费211 680元。中恒云能源对该公司进行充分的调研后提出建议,将原有的变压器折旧抵资更换为400 kV·A的变压器,既可以满足用户工作负荷安全饱满的运行,同时还节省了基本电费。经计算,此方案每年可帮助用户节约基本电费77 280元。

2. 电能质量优化项目案例

某公司功率因数远低于电网公司0.9的考核标准,导致无功补偿不合格,发生无功力调电费罚款。经过中恒云能源的现场勘查发现,导致功率因数过低主要有两个原因:一是,负载谐波超标造成原有无功补偿设备损坏;二是,变压器轻载。根据实际情况,中恒云能源实施了针对性的无功补偿改造方案,最终功率因数达到0.93以上,谐波电流注入电网的值低于国家标准。为此,帮助企业每年减少罚款支出45万元。

3. 能源管理项目案例

电网监测平台可为企业管理人员、电气工程师提供高效的工作平台,提升配电运行管理效率,消除人工运维盲区,实现配电室专业化、智能化和可视化运维,大量节约了人员及维护成本。

某公司参与大用户直供电的市场交易,通过交易取得了用能成本上的降低。在调研阶段发现内部存在许多用电管理方面的问题。根据其实际情况,中恒云能源设计了一套试点方案,帮助企业实现了工厂的自动化管理和负荷、电量、电压和电流等信息的实时采集,实现了配电室设备运行状态的监控和异常报警信息的采集。同时,应用“互联网+”的业务形态,帮助企业贯彻了先进的“智能运维”的理念和管理体系,用“技术+经验”的手段使“被动抢修”彻底转变为“主动运维”。该方案为企业经营管理各环节的分析、决策提供了支撑,为实现智能双向互动服务提供了信息基础。