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　　随着国家智慧能源互联网+战略的实施推进，对于供能侧、用能侧的能源综合管理效率要求会越来越高，用户使用能源成本要求会越来越低，如何使得各级能源实现降本增效，需要从源－网－荷－储、水－电－热－气等多个维度进行优化升级。本解决方案依托物联网、大数据等先进技术，对用能侧负荷、发电侧光伏、储能分布式能源进行综合优化，即提升能源综合利用效率，又提高用户精细化管理水平，降低用户运营成本。结合IT、自动化和线下团队，根据企业的生产工艺和流程，做好需求分析、整体平台搭建和能源服务。形成一套可复制、可推广的智能工厂能效管理解决方案。以物联网结合实时监控、大数据分析技术，优化生产环境的资源分配，提高市场竞争力。
　　搭建完整的分布式能源系统设计与优化服务
　　目前分布式能源建设存在四个主要痛点：一是对于投资方分布式项目数量多、地点分散、单个体量小、安全隐患多，各个地方的政策、电网要求不同，政策变化频繁；二是对于业主，运维压力大，出租了屋顶还得担心受怕，自行投资分布式能源又不专业，容易偏离自身需求盲目投资；三是项目初期投资测算与运营阶段实测有差距，项目各个阶段由于影响因素较多，体现在最终结果就是前后不一致；四是工厂园区原有的能源管理侧重用能，随着分布式能源比重的上升，缺乏联动方式及策略，能源利用率偏低。
　　为了解决这四个痛点，分布式能源科技研发了智慧综合能源平台，本平台的三个子系统（规划子系统、控制子系统、运维子系统）分别在项目初期阶段、运营阶段提供重要作用，在项目初期提供以经济性最优、减排最优或两个结合的优化方案，综合考虑多能源互补复杂的非线性因素、能量供需不确定等特征，搭建一套完整的分布式能源系统设计与优化的服务，实现综合能源的横向互补、纵向优化等功能，提高能源效率、降低能源成本，对于分布式能源项目在咨询与可研、规划与设计、投资与融资、评估与交易等多个方面的业务都将起到重大的战略支撑作用；在运营阶段提供控制系统与运维平台，依托物联网、大数据等先进技术，对用能侧负荷进行综合优化，结合分布式能源站，即提升能源综合利用效率，又提高用户精细化管理水平，降低用户运营成本。
　　智慧综合能源平台的主要创新点
　　1.精准规划创新：智慧综合能源平台的三个子系统，基础是能源大数据平台，三个子系统通过打通数据边界，形成一套数据平台，使得各个子系统代表的项目时期能互相起到正向作用。能源管理&运维子系统将运行评估提供给规划设计子系统，用于规划系统验证及优化，为精准规划积累宝贵的真实案例。规划子系统将规划的运行策略提供至控制系统，为控制系统提供策略参考，控制系统将运行结果反馈给规划系统，使得规划系统升级、更新其算法模块。控制系统将系统、设备层面的信息按照信息重要程度以不同时间频次反馈至能源管理&运维系统，使得运维管理、数据分析及时的并有足够的数据样本，能源管理&运维系统将数据分析结果指导控制系统运行，以弥补控制系统只能做到短时最优的通病。
　　（图1 三个子系统关系图）
　　2.规划算法创新：现有的规划软件缺乏有效的建模手段，或者通过简单建模过程从而极大简化系统复杂性，忽略了系统设计同时存在离散性变量和连续性变量，也不能考虑大时间尺度规模的问题求解，而实际的能源系统中存在不同技术类型，变量性质不同，规划的时间尺度也不同，这样就使得设计方案精确度较差。该项目规划算法采用混合整数线性规划算法（MILP，Mixed Integer Linear Programming）提高了系统优化建模灵活性与求解的可行性，保证了系统设计的客观性和优化结果的准确性。
　　3.控制算法创新：现有的针对分布式能源控制系统进行能量优化管理的方法，往往专注于微燃机、内燃机等可控的动力源，通过优化动力设备的出力实现系统的能量优化。微网能量控制系统为了提高系统运行的经济性，通常考虑采集天气气象数据，进行超短期可再生能源出力预测，一方面提高了周期内滚动优化的调度精确性，同时是也增加了程序的复杂性，加大了算法开发的难度以及工作量。另一方面，现有的微网能量控制系统也没有考虑可再生电源对电网的冲击影响，这样就使得能量控制系统不能满足实际要求，系统的经济效益难以体现。该项目的控制系统将数据库中的历史数据进行分类，对不同天气条件下的可再生能源出力进行预测，保证了能量控制系统的优化结果的准确性和可靠性；在时间尺度上通过日前，小时级别逐级精细化，滚动优化，进一步保证了能量控制系统的优化结果的准确性和可靠性；基于滚动优化结果，以上网阈值为控制目标，对蓄电池充放电功率、风光断路器进行实时调节控制，减小了可再生能源间歇性、波动性对经济调度优化的影响，保障了分布式能源系统与大电网的安全性和可靠性。
　　4.光伏清洗决策创新：对光伏组件进行清洗是提高光伏组件发电效率最有效的方式之一。目前大部分光伏电站通过固定时间清洗或者电站站长根据其经验来制定清洗计划，这种清洗方式不能为电站带来最大收益；针对此不足，不少专家学者展开了灰尘对光伏发电的影响及组件清洗方案的研究，但大多针对连续晴天的情况或需要购买额外的传感器，对于存在阴雨天的情况往往会忽视掉。而且，实际电站的光伏清洗，通常不考虑天气因素的影响，且根据经验对光伏电站进行清洗，电站效益达不到最大化。而通过实验获得积灰导致的发电量损失量，在应用到其他电站时需要重新进行实验，增加了人力成本。建立积灰模型或降雨模型等需要增加额外的传感器或购买详细的天气数据，增加清洗成本。该项目的光伏电量损失预测方法，将预测损失量作为未来清洗判断基础，能够结合气象台的天气信息和光伏电站已有的历史数据，定期预测光伏组件的清洗日期，使清洗效益最大化。
　　5.储能健康度评估创新：设对于电池储能系统，由于其充放电性能及电池组工作环境各不相同，这使得评估电池组的健康状况变得很难。现有的对电池储能系统的健康度进行评估主要包括以下两种方式：1）基于电池SOH值（健康状态值）的健康度评估方法，该评估方法的实现是依据在标准条件下，动力电池从充满状态以一定倍率放电至截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值，但基于SOH值的方式仅适用于单个电池组件的健康状态或单体初始状态一致的电池组；2）基于告警数据的健康度评估方法，该评估方法中告警作为设备状态的直观表现，采用告警数据作为数据集，挖掘电池储能系统运行状态的相关特征，建立健康度评价模型，可以很好地避免了基于设备状态参数时存在的问题；但是，出现告警情况即表明电池储能系统已经处于明显异常状态，而对于微小异常设备效果不明显；且基于告警信息的方法只适用于能够获取含遥信量的设备，对于没有采集遥信量的设备并不适用。该项目的储能健康度评估方法通过：预设储能变流器的第一健康度参数的第一满分值和电池组控制管理单元的第二健康度参数的第二满分值；获取储能变流器第一健康度参数的第一参数值，和获取电池组控制管理单元的第二健康度参数的第二参数值；获取第一健康度参数的第一分值，获取第二健康度参数的第二分值；获取第一目标分值，获取第二目标分值进而对电池储能系统的健康度进行评估。本发明提高了现有的电池储能系统的健康度评估的准确性，能够更加清晰、准确地得到电池储能系统的运行状态；也有利于在电池储能系统的健康度下降时，开展预测性维护，提前规避故障发生带来的损失。
　　（图2 系统层次结构图）
　　【应用案例】海立电器储能及综合能源管理平台项目
　　本项目在上海海立电器有限公司（以下简称为＂海立＂）东西厂区部署综合能源智慧管理平台，依托物联网、大数据等先进技术，帮助海立电器完成厂区能源负荷综合优化，结合海立厂区光伏、储能系统提升能源综合利用效率，提高园区精细化管理水平，降低园区运营成本。
　　项目分两期进行，目前均已执行完毕。I期项目在东厂区安装储能系统1.8MWh，同时部署能源运营管理平台，实现厂区能源数据可视化、负荷预测、能耗分析与优化等功能；II期在西厂区安装部署3.6MWh储能系统，并结合上海市电改政策实施情况，基于综合能源管理平台和海立电器自身的负荷特性，实现需量峰值削减、自动需求侧响应计划、电力系统二次调峰调频等应用，帮助海立获得额外的收益。
　　（图3 项目系统原理架构图）
　　基于安装的储能系统、厂区安装的光伏系统、能源互联网规划运营管理平台、就地能量管理系统等，打造综合能源智慧管理平台，如下图所示，实现园区用电的柔性调节，降低用能成本。
　　（图4 项目管理平台主接线图）
　　主要应用功能如下：
　　1.远程监控
　　远程监控功能可实时监控储能系统、负荷波动等用户关心的指标，以监控图表形式展示，且支持设置自定义告警阈值，为用户提供精细化数据监控、智能化数据分析、实时化故障告警，让用户快速精准的掌控系统整体运行状况。
　　2.数据分析
　　利用大数据分析优化能力，形成新能源功率预测、性能评估、资产优化、设备运行优化等功能，是实现新能源资产智能预测性管理，提高经济效益的有效手段。
　　数据分析模块通过建立系统各个设备的健康度评估模型，通过多维度评估指标对设备的运行状态进行全面、客观地评估，了解系统的健康状态，洞悉系统故障，提前规避风险，实现设备的预测性维护。
　　3.工单管理
　　工单是由一个和多个作业组成的简单维修或制造计划，上级部门下达任务，下级部门领受任务的依据。电子工单解决了原有工单管理的单一、易出错、易丢失等缺点。管理更为方便，系统流程更为简洁，促进运维管理的标准化、流程化和规范化。
　　4.资产分析
　　资产管理是用计算机系统辅助企业管理有形资产（如生产设备、厂房设施、交通工具和仪器仪表等），使之物尽其用，并且能安全运行保证生态环境不受侵害，同时最大限度地维护效益、降低维修成本。
　　综合能源解决方案提升客户整体效益
　　随着工业园区分布式能源越来越多，结合分布式能源与工业用能的综合能源管理平台，可以为客户带来巨大的应用价值和商业价值，其作用主要体现在以下几点：
　　1.应急备用：在电网突发故障时作为应急电源，为客户节省备用电源费用，且断电后响应速度快。
　　2.无功补偿：分布式能源是优良的无功补偿系统，通过调节功率因数，为客户降低电费，产生实际收益。
　　3.改善电能质量：实现暂态有功出力紧急响应和暂态电压紧急支撑，解决频率波动和电压暂降，实现稳定高效用电，避免不必要的用电损失。
　　4.峰谷电差收益：利用削峰填谷方式实现电价套利，并为用户制定电价打折方案，实现一定的电价收益。
　　5.需量管理：分布式系统可有效调节厂区用电的最大需量，根据厂区用电情况和生产计划，优化需量申报，减少需量电费。
　　6.负荷预测：基于综合能源管理系统形成的厂区能源大数据平台，可以帮助用户预测厂区的负荷情况，提前响应部署，实时优化。
　　7.能耗评估：基于综合能源管理系统大数据分析，监测厂区各个主要用能节点的能耗水平，并可以提出相应的节能建议。
　　经测算论证，海立电器储能及综合能源管理平台项目的经济效益较好，抗风险能力较强，并能够显著改善厂区的供电可靠性，保障园区的生产安全，且在未来上海市电改政策进一步推进的过程中，基于方案中形成的储能及综合能源智慧管理系统，可以为厂区进一步挖掘更大价值。
　　【企业简介】
　　上海电气分布式能源科技有限公司成立于2016年4月，是专业提供综合能源整体解决方案的科技型企业，致力于为客户提供全面的能源管理、运维等平台服务，可靠的储能、光储类集成产品服务，高品质的分布式能源系统交钥匙服务。公司多年来深挖分布式能源产品的应用场景、探索新的商业模式，由分布式能源规划设计系统、能源管理系统、运维系统作为项目导入口，联合集团内外合作方，承接多个综合能源项目，成为一站式全生命周期服务商。公司硕博比例超过72%，现有员工50人，团队累计申请各类知识产权70余项，其中14项发明、7项实用新型、20项软件著作权获得授权，同时参与多项国家、行业标准修订。
　　【专家点评语】
　　上海电气分布式能源科技有限公司打造的新能源发电系统的工业园区综合能源解决方案，依托物联网、大数据等先进技术，对用能侧负荷、发电侧光伏、储能分布式能源进行综合优化，即提升能源综合利用效率，又提高用户精细化管理水平，降低用户运营成本。同时系统运行情况的数据化和智能化展示，对于分布式能源项目在咨询与可研、规划与设计、投资与融资、评估与交易等多个方面的业务都将起到重大的战略支撑作用。
　　——用友网络上海分公司生态与伙伴事业部总经理 温艳岗