（国网电力科学研究院（武汉）能效测评有限公司 430074）
摘要：2019年，国家电网公司提出建设“三型两网、世界一流”的企业战略目标，要求全力“打造泛在电力物联网”。综合能源服务，作为推进能源“四个革命，一个合作”的重要抓手，是实现能源互联网的重要途径之一，对建设“泛在电力物联网”具有重要的战略意义。本文基于泛在电力物联网建设，针对大型工业企业电力用户的综合能源管理系统，结合采集的“电、水、气、热”等多种形式能源数据，通过数据规范、数据分析、数据挖掘，从能源高效管理角度，建立能耗标准数据库，开展对标管理，通过专家决策，实现能效提升。通过对能源的精细化、标准化管理，实现能源高效利用，促进节能减排，实现泛在电力物联网在综合能源服务中的业务流量导入和价值挖掘。
关键词：泛在电力物联网；综合能源管理；能效提升
一、基于泛在电力物联网的综合能源管理背景和意义
党的十九大报告提出“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”。综合能源服务是以支持建设现代能源经济体系、推动能源经济高质量发展为愿景，以满足全社会日趋多样化的能源服务需求为导向，提供多能源品种、多环节、多客户类型、多种内容、多种形式的能源服务，这些指导方针为科学谋划综合能源服务业务发展指明了方向。
国家电网公司2019年两会工作报告中明确提出建设“泛在电力物联网”，3月8日，公司泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议在京召开，对建设泛在电力物联网做出全面部署安排。寇伟董事长要求围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。
基于泛在电力物联网的综合能源管理，是响应国家电网公司战略要求，实现万物互联，实现能源数据全面感知，能源数据高效处理、分析应用，实现能源价值提升和高效利用的重要目标，不仅有利于落实国家能源和大数据发展战略，推动全社会节能减排、能源使用数字化管理；更有利于巩固公司售电市场、拓展业务范围、提升客户服务水平，进而推进电能替代、综合能源服务业务发展，形成新的效益增长点。
二、综合能源管理系统的建设内容
综合能源管理系统作为泛在电力物联网建设的重要抓手，其基本概念是指在一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内电、冷、热、气以及新能源等多种能源资源，实现多异质能源子系统的协调规划、运行优化、管理协同、交互响应和互补互济，在满足系统内多样化用能需求的同时，有效提升能源系统效率、促进能源可持续发展的新型一体化能源管理系统。综合能源管理系统运用于大型工业企业等电力用户，能促进企业更好管理和使用能源，实现能源透明化、数据化、精细化管理。一般来说，综合能源管理系统主要包括以下内容：
（一）能源数据采集
采集层主要是通过在用能企业内部布置“电、水、气、热”等能源消耗数据智能采集装置，对用户的能源使用过程、工业工艺流程进行监测管理，并在采集端实现数据本地化分析处理。
目前市场上有许多用户侧能源管理系统，基本实现了企业级的能源数据可视化管理、用能指标分析、用能辅助决策等功能。当前，针对终端能源数据采集，依托公司的“四表合一”工作的推进，以及与社会企业的广泛深入合作，全面获取用户侧的能源数据成为了大概率事件，进而形成终端用户的能源数据仓库，也可以一定程度上减少系统的硬件投入。企业级的电能质量监测点的布置，主要根据不同电能质量问题的要求和特点，结合特殊用户的供用电协议，来进行设置，综合考虑以下几个因素：1、覆盖企业主网及全部供电电压等级，在企业电力网内部（地域和线路首末）呈均匀分布；2、满足各电能质量指标的调整和控制要求；3、满足用户关于电能质量的专项要求。在实际数据采集过程中，针对不同的数据源，采用统一的电能质量数据交换格式，使管理系统建立在统一的数据平台上，使不同的数据源（包括监测装置、分析程序等）具有兼容性。要求可实现定时传输或召唤传输功能，可远方设置监测参数及其限值，可灵活增加电能质量相关指标、电能质量监测点，可手工录入数据。
（二）能源数据处理
能源数据处理主要实现数据预处理、数据格式转换、数据发送、数据存储（数据库）、数据共享及数据安全等功能。除此之外，这一层的数据也可以根据需要，对外提供数据服务。
数据处理层主要接收来自采集层的数据。由于采集层的数据来自不同的系统，格式不统一，因此，在本结构层次中，需要对接收的数据进行格式转换、数据融合处理，并按照上层应用的需要，进行相应的预处理。在这个过程中，还涉及到数据存储及信息安全。
（三）能源管理系统
用户侧能源管理系统能够有效解决用能平衡分析和用能监控管理，为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件，实现企业能源数据可视化管理、指标分析，提高企业的经济效益。该系统能够将监测模块中采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划的相关数据，进行在线用能计划制定和离线辅助能源决策等工作，主要包括能源过程监控、能源计划管理、能源实绩管理、能源分析管理、能源质量管理、能源成本管理、能源设备管理、信息处理与归档。
综合能源管理系统，是泛在电力物联网在用户侧的典型应用形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于系统平台收集、整理的海量用能数据，如何实现数据价值挖掘，从“业务数据化”到“数据业务化”，实现利益转化，还需要进行管理上的探索和应用模式的创新。
三、基于综合能源管理系统的能效提升
（一）“从tce到kWh”实现能源消耗数据标准化管理创新
国家电网公司提出建设具有“枢纽型、平台型、共享型”的能源互联网企业，所谓枢纽型，是从产业属性而言，电网在能源商品交换过程中，起到了“枢纽”作用，电力能源作为多种能源形式转换的枢纽，在综合能源中占领着重要角色。而在工业企业能源生产与消费中，多种能源形式同时存在，对产品能耗、产品单耗的数据统计需要建立统一的标准，在统一的能耗（单耗）基础上，才能进行产品生产的对标管理，因此，实现能效提升的第一步，是要开展针对能耗数据的标准化管理。当前，能源消耗一般使用tce（吨标准煤）作为标准，体现了能源以“煤”为主的历史阶段的特征。在建设“三型两网”的新时代，强调清洁生产，是以“电”为枢纽进行能源转换的生产时期，如果在能源管理系统中，以kWh（千瓦时）作为能源消耗统计标准，就能真正体现电的“杻纽”地位，实现不同能源形式统一折算为kWh的能源消耗当量，进行企业生产能耗、单耗数据的统计，形成能耗数据标准化管理，建立企业产品生产、能源消耗、产品单耗的能耗数据台帐，实现能源数据管理标准化。
（二）建立分行业能源消费标准库
每个行业都有能源消费标准，生产企业有基于产量的综合能源消费标准，服务行业也有基于服务量或吞吐量的能耗标准。不同行业能源消耗，也有国际先进标准、国际领先标准、国内先进标准、国内领先标准等标准。因此，建立不同行业、不同产量、不同标准层级的能源消费标准数据库，并将标准数据引入综合能源系统或综合能源管理云平台，通过标准的建立，使个体用户挖掘能效提升潜力，提升用户的用能改造积极性。
（三）基于对标管理实现专家决策
通过建立电力用户能源利用评价模型，建立针对不同行业不同用户的能源使用标准，形成能源使用标准库，通过实现用户行业对标，开展专家决策，实现能源高效利用。
综合能源管理系统通过引入专家决策功能，根据耗能设备日、月、季、年负荷的变化规律，结合用能指标，系统诊断能源消耗、挖掘节能潜力给出节能规划优化方案。可以实现能效评估、能效提升等高级功能。
专家决策系统通过建立多种能耗评估标准，如设备运行状态评分标准等，根据企业的实际能耗情况与能耗评估标准之间的模拟比对结论，再以用户能效数据为基础，基于同行业能效对标和第三方评估指标等标准数据，通过能效评估模型分析用户的能效潜力，确定其能效等级，评估其进行能效优化可能带来的效益，产生的评估结果为能效优化提供参考，帮助用户决策能效优化和节能改造的力度。最后，通过能效优化模型为客户设计各种可行的能效优化方案，如削峰填谷、无功补偿、能源综合利用等，并给出各种方案的收益、成本、影响和风险，实现能效提升方案的智能推荐。
基于电力物联网建设综合能源管理系统，能实现各种能源使用的“泛在物联”，实现能源消费的数据化，通过在系统中引入以电“kWh”的标准化管理和枢纽化转换，实现能源计量、统计的标准转换，通过建立行业能源数据库，实现对标管理，进而挖掘能效提升潜力，引入专家决策功能模块提供能效提升解决方案，实施综合能源服务方案落地应用，真正实现“泛在电力物联网”从“业务数字化”到“数字业务化”的应用。
四、结语
传统能源服务为迎接新的挑战，向综合能源服务转型已成为大势所趋。构建以电为中心、能源智慧应用的新型能源消费市场，为客户提供多元化的综合能源服务势在必行。综合能源管理系统作为泛在电力物联网建设的重要内容，具有示范带动作用和现实应用价值。本文为结合基于电力物联网的综合能源管理系统，重点提出了以下几点管理创新：
1、在综合能源管理系统中，构建以“kWh”为标准的能源计量体系，实现从“tce”到“kWh”的转换，从综合能源管理系统开始，逐步实现“电能”作为能源枢纽的角色转变；
2、提出建立分行业、分等级的能耗标准数据库，便于开展行业对标；
3、提出在综合能源管理系统中引入专家决策，实现用户能效提升。
不久的将来，综合能源管理系统将广泛覆盖电力用户，本文提出的思路和建议，不仅能为用户提供更多增值服务，实现降本增效，也能为公司营销体系建设、商务模式创新带来更多便捷，更能有效支撑国家电网“三型两网”的“枢纽型”战略定位，助力实现一流能源互联网企业目标！
参考文献：
[1]谭洪恩.担当作为，以实际行动推进泛在电力物联网建设.国家电网报.2019年第003版.
[2]汪洋.电力物联网的理念和发展趋势.电信科学.2010年第12A期.
[3]欧海清.电力物联网概述及发展现状.工程应用.2012年5月.
论文作者:万长瑛,许静,李文庆
论文发表刊物:《河南电力》2018年22期
论文发表时间:2019/6/21
标签：能源论文; 数据论文; 管理系统论文; 能效论文; 电力论文; 标准论文; 用户论文; 《河南电力》2018年22期论文;