园区微电网和智慧能源管理系统

1、背景需求

        此项目是某光伏上市企业为了将自有工业园区内各种设备及装置统一监控，统一调度，统一管理，利用大数据优化用能，打造节能减排、高效利用清洁能源的新型智慧园区而开发的一套微电网及能源管理系统。   ‍

 2、案例简介  

        本案例主要包含两方面的内容：     

        一、是分布式微电网。通过园区的分布式光伏系统，加上储能装置、能量转换装置、负荷、监控以及保护装置等，组成一个集发、配、储、用为一体的微电网系统，最大限度的利用分布式能源，实现电力的自给自足，并且在有余力的情况下向外部电网上送电能。对自身而言，每年可节省大量电费开支，对社会而言，可减少对电网的依赖，降低电网压力。     

二、是智慧能源管理系统。通过对园区的水、电、气等能源的使用情况进行综合监控，针对大数据分析的结果，并配合AI技术，做出各种改进策略，控制重点用能设备，指导园区用能向更加优化的模式发展，在节能减排的同时进一步减少开支。‍

        3、技术方案       

        在分布式微电网方面，本案例实现了对光伏电站的生产状况进行实时监视，监控指标包括：总装机、实时功率、当日发电量、当月发电量、当年发电量、发电小时数、出力比监视、功率光照曲线、实时气象及天气预报。通过建立发电量预测模型、损失电量模型、电池板衰减模型、设备效率模型、成本费用模型、综合评估模型、功率预测模型、阴影遮挡模型等丰富的分析模型，实现太阳能资源分析、发电设备性能分析、发电设备故障分析、人员效率运行分析、运营效益分析、成本核算统计、发电功率预测等功能。利用分层架构和动态部署技术，以及界面三分离、工作流引擎、内容管理引擎等技术，大幅提高系统的适应性，以灵活应对复杂多变的业务。 

        在智慧能源方面，本案例实现了电、水、气在供、配、用各个环节的全方位监视与报警管理，通过采集系统（光伏、电力、空压机、水、气等）的运行数据及能耗数据，对现行系统用能情况进行持续的诊断、优化与自动控制，达到节能减排的目的。        

        本案例采用B/S架构，并配有微信小程序，可以非常方便的在移动端管理，降低部署难度。智慧能源管理平台通过内嵌不同的通讯协议程序，可实现与任何智能传感器进行通讯，实时采集设备的数据。将分散分布范围广、数量众多的传感器数据进行统一协议编码，搭配数据加密、压缩、异常重传等技术，实现安全、高效、可靠地实时传输，从而体现管理系统的强大优势:

•         数据采集频率最高可到毫秒级，数据默认发送数据频率为5秒，并且程序中设置为“可配置”，保证任意频率可方便配置，数据包大小可配置。

•         采用无损压缩算法发送的数据流进行压缩，采用压缩算法为：zip,保证在现有带宽的前提下电站全数据的上送。

•         能够实现电站端与中心系统的自动重连。

•         在网络或者系统出现问题时，能够实现将数据存储在电站服务器，网络或系统恢复后，将未发送成功的数据上送至服务器，保证数据的连续性。

•         数据平台支持MODBUS、IEC104、61850、CDT、OPCUA 等主流数据通信规约，还可以根据实际情况进行自定义开发通讯规约。‍

4、亮点及经验总结       

        在软件设计开发过程中，遵从已有的数据标准和规范，同时对软件本身的各类接口设计做到科学、规范。一方面与已有的系统很好地衔接，另一方面为将来的功能扩展和系统维护奠定良好基础，使系统具备足够的开放性和灵活性。该项目可做为一款通用化的工程项目，在对于类似园区的推广过程中可进行复制，节省重复开发时间，大大降低成本，为企业合理化控制“碳”排放意义重大。‍