CN114255138A - 一种综合能源云平台功能构架系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综合能源云平台功能构架系统，集成能源监测、能源数据分析、能源消费、能源运维、能源服务以及能源管理六大功能为一体，实现一套易学易用、易维护管理，具有精确预测负荷和能源消费量、智慧化调度控制、故障智慧化诊断与恢复、动态收费管理、资产集中优化管理等功能的通用智慧化能源管控平台。最终达到实时数据采集、能源供应态势感知、智慧互联互通、智能预警处理、综合效益最优化、安全可靠连续的目标。

Description

一种综合能源云平台功能构架系统

技术领域

本发明涉及一种构架系统，具体涉及一种提高全域范围内的能源利用率，实现资源利用最大化的综合能源云平台功能构架系统。

背景技术

基于国家能源发展战略的正确指引，以及“互联网+”的智慧能源不断发展，分布式能源、能源互联网等技术逐步进入实践阶段。区域内发电系统多样，负荷类型多样，不同的建筑类型对能源需求不同，建设区域综合能源云平台可以实现区域能源绿色化、节能化，深入贯彻国家能源变革战略。

目前，区域内能源系统各自独立运行，各能源系统之间数据不能共享。能源数据是能源供给绿色化的基础，通过项目建设完善综合能源信息化管理体系，整合现有区域内各能源子系统，保证各能源系统信息的一致性、完整性、及时性，全面掌握区域能源整体情况，为区域内能源生产、消费科学决策提供依据。另外需要引入创新型管理方式，打破单一能源管理及交易的方式，让电力服务与其他能源服务更好的结合，为全社会提供优质高效的综合能源服务。

综合能源云平台的建设具有良好的经济效益和社会效益：

政府层面：支撑政府部门开展能源监管预测，掌握行业发展规模及增速情况，明确能源规划，推动能源体制改革，促进互补增效，引导积极发挥市场高效配置作用，实现需求侧高效管理，有效引导灵活性资源参与系统调节，促进可再生能源开发利用和经济高质量发展；辅助政府开展产业规划、能源布局等重大决策，实现区域能源资源合理化配置，提高社会能源利用效率，支撑经济持续增长，实现城市绿色发展。

能源客户层面：有利于促进用户有序用电，精准定位用户用能痛点，辅助用户有效节能降耗，减少用能惩罚，降低用户用能成本；促进用户与综合能源服务公司快速对接，缩减能源服务前期准备周期，节约综合能源服务公司前期成本并使用户提前收益；全方位、多途径、可持续的提升需求侧能源利用综合效益。

能源企业层面：通过云平台为能源企业提供区域能源监管、分析、交易、应用等全面的能源管理，并实现面向用户提供能源定制服务，实现价值增值和服务提质。有助于公司开拓综合能源服务市场，创新综合能源服务的“张江模式”，有助于降低线路及地区峰谷差，减少电网容量建设投资、增加谷时用电，有助于进一步促进电力企业综合能源业务的开拓和传统业务转型，实现新的业务增长点。

能源市场层面：通过云平台为综合能源服务商精准定位用户需求，制定差异化服务策略，有助于开拓综合能源服务市场，显著增强市场竞争力，扩大公司的能源服务市场份额。支持优秀综合能源创业成果、创新技术等项目信息共享与发布，提供专家与投融资辅助支撑，促进综合能源服务领域创新创业发展。支持企业信用评价，优化市场服务机制。促进公平的能源交易机制与渠道建设，挖掘综合能源服务商机，实现能源市场主体互动、合作、开放，营造一个共生、共建、共享、共赢的智慧城市能源生态圈。

该云平台打通多能源数据壁垒，推动能源互联网领域技术创新和商业模式创新，形成能源供应的多元体系，支撑张江科学城能源发展规划及多能调控，实现政府多样化监管。

激发能源市场活力，满足能源客户对供能服务的多样化、个性化、互动化需求，引领综合能源服务产业的快速发展，推动能源市场开放共赢。

建设智慧能源综合管控与服务一体化体系，促进需求侧能源利用水平提升，实现区域能源的循环经济和低碳经济，实现区域节能减排，促进智慧城市发展，推动安全、清洁、高效、可持续的现代能源体系建设。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种提高全域范围内的能源利用率，实现资源利用最大化的综合能源云平台功能构架系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种综合能源云平台功能构架系统，所述综合能源云平台功能构架系统包括：能源监测、能源数据分析、能源消费、能源运维、能源服务、能源管理六大功能。

在本发明的具体实施例子中，能源监测功能是指以传感器或已有工业通讯协议收集用户所有设备及管网的测量数据，监视设备运行状态；采用数据采集器采集用户的用能数据，监测用户用能行为；

能源数据分析功能是指对平台采集和监测的数据进行进一步计算和分析；

能源消费功能是指用户消耗能源过程中产生的交易及费用；

能源运维功能是指对用能设备的生命周期各个阶段的运营与维护，在成本、稳定性、效率上达成一致可接受的状态；

能源服务功能是指通过不同的能源使用方式，为消费者创造价值。

在本发明的具体实施例子中，能源监测功能包括发电监控、设备监控和分项计量；其中，发电监控分为光伏发电监测、风能发电监测、储能出力监测；设备监控分为照明监测、配电监测、动力监测；分项计量分为用电量计量、用气量计量、用冷热量计量、用水量计量。

在本发明的具体实施例子中，能源数据分析功能包括负荷预测分析、电能质量分析、能源构成分析、能耗统计分析、能源自给率分析、能效分析、损耗分析、组成分析、可再生能源渗透率分析、节能效益分析、用电健康、碳排计算。

在本发明的具体实施例子中，能源消费功能包括电力交易、计费管理、碳交易、报表生成。

在本发明的具体实施例子中，能源运维功能包括设备运行控制、负荷智能分配、事故预想预防、调度控制功能、运行限值告警、保护告警、停运标识计划、实时抄表。

在本发明的具体实施例子中，能源服务功能包括需求响应策略、节能服务咨询功能。

在本发明的具体实施例子中，需求响应策略功能是指通过中断负荷管理和尖峰负荷转移，提高电力系统安全经济运行；中断负荷管理是指在电网高峰时段或紧急状况下，通过综合能源云平台关闭或切断用户负荷中可以中断的负荷部分，减少用电量，缓解供电压力；尖峰负荷转移是指根据不同用户的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷；节能服务咨询功能是指帮助用户解决节能运营改造的技术和执行问题的服务。

在本发明的具体实施例子中，能源管理功能是指对智慧能源平台所在范围内的能源生产、分配、转换和消耗的全过程进行科学的计划、组织、检查、控制和监督工作。

在本发明的具体实施例子中，能源管理功能包括楼宇分层分区能源管理、电力削峰填谷管理、能源平台运维管理、能源平台权限管理。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的综合能源云平台功能构架系统具有以下优点：

(1)、实现电、冷、热、气各个能源系统的联合运行。本发明在原有能源系统独立运行的基础上，通过能源信息采集及监控的方式，对区域内各个供能系统集中管理和调度。提高全域范围内的能源利用率，实现资源利用最大化。

(2)、能源数据全面利用及深入分析。本发明在数据采集技术上，增加大数据挖掘及分析技术，对供能侧、管网侧、储能侧以及用户侧各个能源数据进行计算、模拟，为能源运维、服务及管理提供理论依据。

(3)、能源服务及管理升级。本发明通过配置逻辑当设备运行状态改变时触发联动条件，包含通知方式(PC端、APP、微信公众号、短信等)，并配置联动控制其他设备，实施需求响应策略，提升区域能源系统安全经济运行。

(4)、能源业务拓展。本发明结合平台能源数据分析、形成客户画像，基于智慧能源云平台的大数据集成、应用多种算法，对区域内客户精准匹配业务需求，生成能源技术解决方案及节能服务咨询。

本发明克服现有能源系统独立运行、数据资源无法共享以及调度控制不及时等问题，提供一种综合能源云平台功能构架设计，将“能源流、业务流、数据流”集为一体，构建一套具有基本能预测负荷和能源消费、智慧化调度控制、初级缺陷分析、普通收费管理等功能的通用智慧化能源管控系统，实现多种能源协调互补、能源供给安全可靠、清洁能源深化应用、市场主体智慧互联。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明可以通过以下技术方案来实现：图1为本发明的整体结构示意图。如图1所示：本发明提供的综合能源云平台功能构架系统，该系统包括：能源监测、能源数据分析、能源消费、能源运维、能源服务、能源管理六大功能。

能源监测功能是指以传感器或已有工业通讯协议收集用户所有设备及管网的测量数据，监视设备运行状态；采用数据采集器采集用户的用能数据，监测用户用能行为；能源数据分析功能是指对平台采集和监测的数据进行进一步计算和分析；能源消费功能是指用户消耗能源过程中产生的交易及费用；能源运维功能是指对用能设备的生命周期各个阶段的运营与维护，在成本、稳定性、效率上达成一致可接受的状态；能源服务功能是指通过不同的能源使用方式，为消费者创造价值。

能源监测功能包括发电监控、设备监控和分项计量；其中，发电监控分为光伏发电监测、风能发电监测、储能出力监测；设备监控分为照明监测、配电监测、动力监测；分项计量分为用电量计量、用气量计量、用冷热量计量、用水量计量。

能源数据分析功能包括负荷预测分析、电能质量分析、能源构成分析、能耗统计分析、能源自给率分析、能效分析、损耗分析、组成分析、可再生能源渗透率分析、节能效益分析、用电健康、碳排计算。

能源消费功能包括电力交易、计费管理、碳交易、报表生成。

能源运维功能包括设备运行控制、负荷智能分配、事故预想预防、调度控制功能、运行限值告警、保护告警、停运标识计划、实时抄表。

能源服务功能包括需求响应策略、节能服务咨询功能。

需求响应策略功能是指通过中断负荷管理和尖峰负荷转移，提高电力系统安全经济运行；中断负荷管理是指在电网高峰时段或紧急状况下，通过综合能源云平台关闭或切断用户负荷中可以中断的负荷部分，减少用电量，缓解供电压力；尖峰负荷转移是指根据不同用户的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷；节能服务咨询功能是指帮助用户解决节能运营改造的技术和执行问题的服务。

能源管理功能是指对智慧能源平台所在范围内的能源生产、分配、转换和消耗的全过程进行科学的计划、组织、检查、控制和监督工作。

能源管理功能包括楼宇分层分区能源管理、电力削峰填谷管理、能源平台运维管理、能源平台权限管理。

下面是具体的实施例子：综合能源云平台设计以数据接入、采集器、公共信息模型、建筑信息模型、交易管理、安全管理和客户管理为基础技术支撑，通过100Mbps及以上宽带网络采取B/S模式采集用户和设备数据进行通讯。

进一步地，本发明可通过用户自定义需求展示不同类型图形、数据、展示内容，首页内容可自由调整位置布局，其中必须包含平台基本信息介绍、建筑、设备、网关、数据点、平台能耗总览、费用总览、环比信息、同比信息、累积用能、累积成本、累积能耗、单位面积能耗、碳排放量、建筑耗能排名等信息内容，包含不同能源方式切换查询、日\月\年数据颗粒度切换查询。

进一步地，本发明中基于三维视图角度而不是平面角度查看项目总的布局状态、建筑外观及分布、能源系统信息运行概览，并可实现点击建筑后可进入到楼层，查看楼层、房间能耗信息，可在三维图形中看到设备具体的布置位置，实现点击具体设备进行监测、控制交互。

进一步地，本发明中可通过地图合理准确的阐述监测平台范围内各个建筑的地理分布位置，并给出文字图形加以标注，可选择查看建筑基础信息、总能耗、分项能耗信息。

进一步地，本发明中主要涉及能源监测、能源数据分析、能源消费、能源运维、能源服务以及能源管理六大功能。

进一步地，本发明中能源监测功能包含所有设备数据的展示，通过相应点击可将各类设备的数据和其他信息以图表方式展示在界面中，还可对一些带控制功能的设备进行远程控制。所有水、电、空调冷热量在相应时间内的统计数据或实时数据以报表的形式展示在界面，当用户点击左上角的日统计或月统计时，界面会分别加载出设备在当天每小时或当月每天的数据情况，在日统计和月统计中，用户可通过左上角时间框的选择查看历史数据情况，再结合用量、读数的切换和全局检索查出相应数据，同时还可自通过定义时间查询设备在所选时间段的用量情况。

进一步地，本发明中能源数据分析功能提供多种分析算法，其中包含横向比对、同比、环比、组成、排名、预测、负荷、历史、相关、频谱、最大最小值、需量等分析方式，可实现对区域能耗、具体能耗类型、分项类型、功能类型、设备类型的能耗进行分析。分析时段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以及任意指定时段内的数据分析,分析结果可以提供至少两种以上的文档格式的报表打印和保存，也可以提供曲线、棒图、饼图等至少三种图形方式的打印和保存。算法应遵循正确的数理理论，采用合理的数学模型进行分析。

进一步地，本发明中能源消费功能具备帐号管理用于收费方对付费方的账户信息、单价进行管理，通过不同的登录帐号权限收费方可查询自己管理范围内付费方的读表数据及选择时间区间内的费用统计详细记录，付费方可查询自己使用范围内的读表数据及选择时间区间内的费用统计详细记录，包含付费方总览控制台界面，显示基本信息、账户余额、当日\周\月的能耗及费用使用情况，以文字+图表形式展示，并提供最近的充值、缴费记录供查询。

进一步地，本发明中能源运维功能结合现场实际情况以组态形式组成图形化的界面配合数字量的方式展示各集成子系统，包括监测的能源计量设备的实时数据，同时对设备的运行状态和故障状态实时展现，便于用户监测、记录、控制等功能。

进一步地，本发明中能源服务功能通过区域内分布式能源、可控负荷、储能等主体的聚合和协调优化，依据相应的市场机制，建设虚拟电厂体系，开展电网运行削峰填谷，实现需求响应调度。

进一步地，本发明中能源管理功能将对用户供能服务事件进行及时告知与响应。先将在对停电影响原因和范围分析的基础上，将计划停电、送电和故障停电、送电信息向能源客户精准反应。同时，设置平台的运维及用户权限。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)实现电、冷、热、气各个能源系统的联合运行。本发明在原有能源系统独立运行的基础上，通过能源信息采集及监控的方式，对区域内各个供能系统集中管理和调度。提高全域范围内的能源利用率，实现资源利用最大化。

2)能源数据全面利用及深入分析。本发明在数据采集技术上，增加大数据挖掘及分析技术，对供能侧、管网侧、储能侧以及用户侧各个能源数据进行计算、模拟，为能源运维、服务及管理提供理论依据。

3)能源服务及管理升级。本发明通过配置逻辑当设备运行状态改变时触发联动条件，包含通知方式(PC端、APP、微信公众号、短信等)，并配置联动控制其他设备，实施需求响应策略，提升区域能源系统安全经济运行。

4)能源业务拓展。本发明结合平台能源数据分析、形成客户画像，基于智慧能源云平台的大数据集成、应用多种算法，对区域内客户精准匹配业务需求，生成能源技术解决方案及节能服务咨询。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：所述综合能源云平台功能构架系统包括：能源监测、能源数据分析、能源消费、能源运维、能源服务、能源管理六大功能。

2.根据权利要求1所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：

能源监测功能是指以传感器或已有工业通讯协议收集用户所有设备及管网的测量数据，监视设备运行状态；采用数据采集器采集用户的用能数据，监测用户用能行为；

能源数据分析功能是指对平台采集和监测的数据进行进一步计算和分析；

能源消费功能是指用户消耗能源过程中产生的交易及费用；

能源运维功能是指对用能设备的生命周期各个阶段的运营与维护，在成本、稳定性、效率上达成一致可接受的状态；

能源服务功能是指通过不同的能源使用方式，为消费者创造价值。

3.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源监测功能包括发电监控、设备监控和分项计量；其中，发电监控分为光伏发电监测、风能发电监测、储能出力监测；设备监控分为照明监测、配电监测、动力监测；分项计量分为用电量计量、用气量计量、用冷热量计量、用水量计量。

4.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源数据分析功能包括负荷预测分析、电能质量分析、能源构成分析、能耗统计分析、能源自给率分析、能效分析、损耗分析、组成分析、可再生能源渗透率分析、节能效益分析、用电健康、碳排计算。

5.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源消费功能包括电力交易、计费管理、碳交易、报表生成。

6.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源运维功能包括设备运行控制、负荷智能分配、事故预想预防、调度控制功能、运行限值告警、保护告警、停运标识计划、实时抄表。

7.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源服务功能包括需求响应策略、节能服务咨询功能。

8.根据权利要求7所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：需求响应策略功能是指通过中断负荷管理和尖峰负荷转移，提高电力系统安全经济运行；中断负荷管理是指在电网高峰时段或紧急状况下，通过综合能源云平台关闭或切断用户负荷中可以中断的负荷部分，减少用电量，缓解供电压力；尖峰负荷转移是指根据不同用户的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷；节能服务咨询功能是指帮助用户解决节能运营改造的技术和执行问题的服务。

9.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源管理功能是指对智慧能源平台所在范围内的能源生产、分配、转换和消耗的全过程进行科学的计划、组织、检查、控制和监督工作。

10.根据权利要求1或2所述的综合能源云平台功能构架系统，其特征在于：能源管理功能包括楼宇分层分区能源管理、电力削峰填谷管理、能源平台运维管理、能源平台权限管理。

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