零碳园区能碳管理平台的设计与研究.pdf

0引言
随着物联网、大数据、人工智能等技术的应用,能源管理逐渐从传统的单一能源计量向智能化、集成化转变。越来越多的园区开始探索和实践源网荷储一体化的能源管理模式,整合能源生产、传输、消费和存储环节,优化能源结构,提升能源利用效率。在各级政府的政策引导、标准化建设和产学研合作的加持下,零碳园区能碳管理平台(以下简称DZSM平台)应运而生。
1能源管理国内现状
当前国内正迈向智能化、一体化、绿色化转型的关键阶段,面临着一系列挑战和机遇。数据孤岛现象普遍:多能源系统的数据集成难题阻碍了全局能源管理的实施,限制了决策的全面性和时效性。政策与市场机制待完善:现行能源政策、电价机制等尚不足以充分激励园区开展能源管理创新。技术融合推动创新:信息化与智能化技术的深度融合,正逐步解锁能源管理的潜能,实现从被动响应到主动优化的转变,为零碳园区的建设奠定技术基础。个性化与增值服务:面对用户多样化需求,平台需不断探索创新服务模式,以增强竞争力和用户黏性。
国内正处于转型升级的关键期,通过技术创新与模式探索,DZSM平台会助力园区实现零碳,并助推可持续发展。
2平台架构及功能设计
在研究产品发展路径时,除了技术上的集成,还需要对能源利用模式进行革新。所以在设计平台架构和功能时,从以下5个方面进行了思考。
1)层次化设计思路。采用三级建设架构(建筑/园区、区域、城市层级),满足不同层级的能源管理需求。例如,建筑/园区层级注重能效细节优化,区域层级强调资源的区域化协同与互补,城市层级则着眼于整体规划与能源互联网的构建。
2)多能互补与就近平衡。在设计中融入多能互补理念,通过融合光伏、储能、冷热源等多元能源系统,实现能源供应的多样化和互补性。通过就近平衡原则,减少能源传输损耗的同时,快速响应并应对突发情况。
3)源网荷储一体化。由于能源供应的不确定性和需求的波动性,源网荷储一体化设计会至关重要。通过智能预测与调度,动态平衡能源生产、传输、消费与存储,在保障能源系统的高效稳定运行的同时,也为园区引人更多可再生能源应用场景。
4)服务对象的多样性考量。鉴于用户类型的多样性,在平台设计时考虑其灵活性,实现个性化定制服务,确保满足每个用户群体的特定需求,如图1所示。
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图1平台设计思路
5)创造的价值。能显著提升能源管理效率,通过精准的数据分析与决策支持,优化能源配置,降低运营成本;促进节能减排,助力实现零碳园区目标;增强能源安全与韧性,提高应对能源市场波动的能力;为探索能源服务商业模式创新(如能源交易、需求响应等)提供平台支持,最终推动园区向智慧、绿色、低碳转型,实现可持续发展。
2.1平台架构
DZSM平台采用BS设计架构,操作人员通过大屏、工作站、移动终端等访问平台各应用模块,完成日常工作。平台接入营采、光伏、储能、锅炉、蒸汽等系统数据,对数据进行描述式、预测式和决策式分析。
平台架构由基础层、数据层、服务层、应用层和表现层等5个层级组成。
基础层。作为底层数据支持,负责数据采集、协
议转换及数据隔离,实现系统间的数据通信。数据层。对采集数据进行处理、分析、存储,运用大数据技术揭示数据规律与趋势,为上层服务和应用提供支持。服务层。以技术能力支撑园区综合能源智慧管理,进行数据挖掘、多维度统计分析,定时更新结果至数据库。应用层。以平台能力为基础,将各模型与功能的实用价值按需直观地呈现于用户面前。表现层。以多元化的界面形态,如大屏、工作站、移动终端等,立体呈现平台各项应用。3平台功能平台实时监测园区内的能源消耗情况,分析能源利用的效率,从而优化能源的使用和管理,实现对园区内各类能源的实时监测、统计分析、智能调度和优化控制等功能。3.1能源驾驶舱通过大屏集中展示能源系统的实时运行状态、关键指标、数据分析结果等信息,为管理人员提供一个全局视角,实时掌握能源系统的整体状况,快速做出决策响应。1)全景视图。驾驶舱以仪表盘、进度条、图表(折线图、柱状图、饼图、热力图)等形式,动态展示能源关键性指标,包括各类型能源占比、能源售用量等,呈现整体能源的运行态势。
2)能源流向图。采用数据流图和GIS地图形式,动态展示电、水、冷、热、汽等能源的产生、传输、消耗过程,以及储能设施、新能源发电设备的接入与互动情况,直观揭示能源流动路径与供需关系。
3)实时监控。实时显示各类能源供量、耗量等数据,实时更新用户用能情况、能源各系统运行情况等,确保管理者实时掌控能源管理。
4)决策支持。结合大数据、人工智能等技术,提供能源预测、故障诊断等功能,帮助管理者提前预见能源供需变化,精准定位设备故障原因,制定科学的能源调度和设备运维策略。

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