郭俊英，程冬生

（北京海淀供電實(shí)業(yè)開發(fā)有限公司，北京 海淀 100086）

隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷變革，我國的能源結(jié)構(gòu)與電力體制供應(yīng)程序也發(fā)生了較大的變化，國家電網(wǎng)在這種背景下又進(jìn)一步提出了做強(qiáng)、做優(yōu)、做大的綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)要求，以推動(dòng)我國傳統(tǒng)電能供應(yīng)商向綜合式電力能源服務(wù)方進(jìn)行轉(zhuǎn)變的過程[1]。

目前，我國各區(qū)域的綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)正處在初步探索階段，面對(duì)著用戶個(gè)性化、多樣性的能源服務(wù)需求，愈加復(fù)雜的交易模式的變化流程以及能源供應(yīng)平臺(tái)的變化，如何建立科學(xué)、規(guī)范、安全的綜合電力能源服務(wù)平臺(tái)將起著至關(guān)重要的作用[2-3]。伴隨著信息科技的發(fā)展，以云平臺(tái)為支撐的各產(chǎn)業(yè)供-銷平臺(tái)相繼產(chǎn)生，推動(dòng)了各產(chǎn)業(yè)信息化的進(jìn)程。而基于信息流、價(jià)值流與能量流的智慧管理云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源服務(wù)業(yè)務(wù)的升級(jí)與提效，有效改善電力能源供給方的供給方式與能源使用方的需求模式，以應(yīng)對(duì)日益變化的用戶能源需求。

1 綜合能源服務(wù)智慧管理云平臺(tái)體系構(gòu)建

1.1 平臺(tái)業(yè)務(wù)目標(biāo)與階段業(yè)務(wù)劃分

本文所構(gòu)建的智慧管理云平臺(tái)其區(qū)域控制中心為綜合能源站，為其配備與之對(duì)應(yīng)的智能化數(shù)據(jù)管理中心以及能源調(diào)控中心。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要分為以下幾個(gè)板塊，即：面對(duì)互異的物理架構(gòu)具備相應(yīng)的靈活適應(yīng)能力，面對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有綜合感知能力，面對(duì)分散的能源產(chǎn)銷基地具有隨機(jī)應(yīng)用能力，面對(duì)能源的儲(chǔ)-供-銷整體架構(gòu)具有良好的協(xié)調(diào)控制能力，針對(duì)信息化新型場(chǎng)景式業(yè)務(wù)具有針對(duì)性部署能力，針對(duì)服務(wù)成本具有良好的識(shí)別與篩選能力，針對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的能源需求環(huán)境具有提前感知能力，對(duì)于信息化數(shù)據(jù)儲(chǔ)備與管理具有安全防護(hù)能力，如圖1所示。

圖1 綜合能源服務(wù)智慧管理云業(yè)務(wù)需求

此外，該平臺(tái)管理與服務(wù)下的能源服務(wù)前期業(yè)務(wù)以能源網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)、擴(kuò)容投資以及過程運(yùn)行與維護(hù)為主，中期業(yè)務(wù)主要以能源信息的衍生性服務(wù)為主而以能源市場(chǎng)的交易與需求感知為輔，在后期其內(nèi)容主要關(guān)注具有多樣化的以能源為主的金融產(chǎn)品開發(fā)及用戶服務(wù)內(nèi)容的探索。

1.2 綜合能源服務(wù)智慧管理云平臺(tái)體系架構(gòu)

基于智慧管理云平臺(tái)的綜合能源服務(wù)體系架構(gòu)其主要目標(biāo)是滿足整個(gè)區(qū)域的能源管理體系，以期使用包含互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能以及云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)通信在內(nèi)的能源供給側(cè)的綜合管理措施，對(duì)區(qū)域內(nèi)用戶所消耗的能源情況以及未來需求進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行分析、挖掘與規(guī)模化管理，最后依靠現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)智能化設(shè)施感知手段實(shí)現(xiàn)能源供給的精細(xì)化與網(wǎng)絡(luò)化管理，以全面提升區(qū)域內(nèi)的能源綜合管理水準(zhǔn)，降低供給側(cè)的能源服務(wù)與運(yùn)行成本，提高區(qū)域能源體系建設(shè)的規(guī)?；剩瑸楣┙o方與能源用戶之間架構(gòu)信息交互平臺(tái)，合理引導(dǎo)用戶提升自身的能源應(yīng)用水平，對(duì)于服務(wù)方而言，該平臺(tái)又可提升綜合性的能源服務(wù)效率。依托云平臺(tái)強(qiáng)大的信息計(jì)算與交互能力，可以對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)及智能化設(shè)備進(jìn)行技術(shù)賦能，提升大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的整體應(yīng)用效能，以實(shí)現(xiàn)能源服務(wù)價(jià)值的重構(gòu)與轉(zhuǎn)移。該平臺(tái)擁有傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)與智能化互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的雙重架構(gòu)，傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)可為能源服務(wù)平臺(tái)提供堅(jiān)實(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)，而智能化互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以依據(jù)強(qiáng)大的技術(shù)手段對(duì)能源服務(wù)的價(jià)值與流程進(jìn)行深度的挖掘與應(yīng)用，依據(jù)平臺(tái)架構(gòu)目標(biāo)，該體系又可進(jìn)一步劃分為物理設(shè)施架構(gòu)層、網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)層、能源服務(wù)應(yīng)用層以及用戶服務(wù)增值層，如圖2 所示。而此平臺(tái)的物理設(shè)施架構(gòu)層與網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)層之間的溝通橋梁為物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，并通過區(qū)鏈技術(shù)信息安全提供保障。此平臺(tái)的整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)完成了基礎(chǔ)能量流、到應(yīng)用信息流再到價(jià)值增值流的聯(lián)動(dòng)。

圖2 綜合能源服務(wù)智慧管理云平臺(tái)架構(gòu)圖

2 智慧服務(wù)云平臺(tái)支持下的綜合能源服務(wù)實(shí)施措施

綜合能源服務(wù)智慧管理云平臺(tái)的主要運(yùn)行原則為區(qū)域能源之間協(xié)同互補(bǔ)[4]，終端之間雙向交流互動(dòng)，信息網(wǎng)與能源網(wǎng)絡(luò)之間分布自成規(guī)律，主要采取分層分區(qū)以及協(xié)調(diào)式控制的方式，靈活接入能源供能區(qū)域的能源系統(tǒng)，聯(lián)合分布式電源設(shè)施、負(fù)荷側(cè)交互以及儲(chǔ)能設(shè)施等典型性能源儲(chǔ)備裝置，進(jìn)而與蓄冷裝置以及地源熱泵等多樣化的冷熱交互裝置進(jìn)行利用與協(xié)調(diào)，以期實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)的綜合式建模以及拓?fù)涫椒治觯詫?duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的源、網(wǎng)、荷及儲(chǔ)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化[5]，全景可視化的展示該平臺(tái)的控制效果、調(diào)控目標(biāo)及調(diào)控策略，規(guī)?；嵘齾^(qū)域內(nèi)能源儲(chǔ)備與供給網(wǎng)絡(luò)的信息安全性水平與服務(wù)運(yùn)行效率，消納清潔能源的應(yīng)用水平。該平臺(tái)在進(jìn)行建設(shè)時(shí)，對(duì)相關(guān)技術(shù)及業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展所帶來的動(dòng)態(tài)性迭代需求進(jìn)行了考慮，在整體的架構(gòu)設(shè)計(jì)中具備更好地彈性，對(duì)于負(fù)荷系統(tǒng)的演進(jìn)性發(fā)展訴求更佳。為了達(dá)到上述要求，本文所設(shè)計(jì)的智能化服務(wù)云平臺(tái)主要包括系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行后臺(tái)以及終端的信息采集裝置。數(shù)據(jù)運(yùn)行后臺(tái)的建立獨(dú)立于整體平臺(tái)，其主要依附綜合能源站，并為其配備相應(yīng)的智能化數(shù)據(jù)管理與控制重心，該系統(tǒng)在建設(shè)前期主要通過獨(dú)立站點(diǎn)聯(lián)合分區(qū)式云平臺(tái)的方式進(jìn)行設(shè)立，在后期逐步過渡到基于整合式云平臺(tái)的能源服務(wù)體系。而終端的信息采集裝置主要根據(jù)能源供給方與需求方的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行配置。該平臺(tái)進(jìn)一步依靠平臺(tái)搭建方案可以劃分為智能化管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、云計(jì)算算法中心以及智慧管理中心，三者獨(dú)立部署又互相聯(lián)系。

2.1 云平臺(tái)支持下的智慧管理云平臺(tái)

基于云平臺(tái)支持下的智慧管理云平臺(tái)其核心為業(yè)務(wù)綜合性管理模塊，主要與傳統(tǒng)的調(diào)控機(jī)構(gòu)類似，其主要職責(zé)是進(jìn)一步保證應(yīng)用區(qū)域內(nèi)的能源網(wǎng)絡(luò)安全以及能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全性與運(yùn)行可靠性，以確保同主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的連接穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)式的調(diào)控機(jī)構(gòu)不同，該平臺(tái)的生產(chǎn)及管理部門以技術(shù)、業(yè)務(wù)的特性為主要依托[6]。平臺(tái)遵循項(xiàng)目一體化、數(shù)據(jù)區(qū)間共享以及業(yè)務(wù)活動(dòng)靈活等設(shè)計(jì)思路，底層架構(gòu)主要由2 套相互獨(dú)立的云平臺(tái)構(gòu)成，依據(jù)需求與安全等級(jí)分別服務(wù)于目的不同的核心業(yè)務(wù)與非核心業(yè)務(wù)[7]。綜合能源指揮云平臺(tái)作為該能源區(qū)塊鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，可以單獨(dú)建立核心節(jié)點(diǎn)設(shè)備并能夠與能源供應(yīng)區(qū)域內(nèi)的其他子節(jié)點(diǎn)相互構(gòu)成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的交易服務(wù)體系。

2.2 基于獨(dú)立主站結(jié)構(gòu)的智慧管理系統(tǒng)

依據(jù)上述對(duì)該系統(tǒng)的闡述，將目前階段所有的工作業(yè)務(wù)均部署、存放在云端處具有一定的技術(shù)性風(fēng)險(xiǎn)特征，基于安全角度，須要將設(shè)立在網(wǎng)絡(luò)化云平臺(tái)中的動(dòng)態(tài)核心引領(lǐng)業(yè)務(wù)部署在較為獨(dú)立的主站系統(tǒng)中，在云平臺(tái)的設(shè)立過程結(jié)束后，可將其逐步的遷移到相應(yīng)的云端，將進(jìn)行轉(zhuǎn)移后的主站視為該智慧管理云平臺(tái)的本地備用系統(tǒng)，防止云端系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障。進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移后的主站主要服務(wù)于能源供能區(qū)的控制區(qū)業(yè)務(wù)，該區(qū)的主要業(yè)務(wù)為具有控制性的核心業(yè)務(wù)，而非實(shí)時(shí)性的、輔助性的業(yè)務(wù)則完全移至云端處，基于此，可將此主站系統(tǒng)依據(jù)實(shí)現(xiàn)方式及業(yè)務(wù)需求分別設(shè)為控制區(qū)、非控制區(qū)以及流程管理區(qū)共3部分。在系統(tǒng)硬件方面則主要使用在國際中通用的、具有標(biāo)準(zhǔn)性的并且適合自身的設(shè)備，對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備的控制應(yīng)該使用雙路獨(dú)立電源并搭配冗余配置，以在滿足平臺(tái)性能的同時(shí)，滿足平臺(tái)可靈活性拓展的要求，提升該智慧管理平臺(tái)的可用性。

2.3 智慧服務(wù)云平臺(tái)支持下的綜合能源服務(wù)實(shí)施措施業(yè)務(wù)部署方案

該智慧管理云平臺(tái)的業(yè)務(wù)根據(jù)所處理數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的差異以及數(shù)據(jù)的重要程度可以分別分為控制區(qū)業(yè)務(wù)以及非控制區(qū)業(yè)務(wù)和管理流程業(yè)務(wù)。該綜合能源網(wǎng)絡(luò)的主要核心部分為電網(wǎng)設(shè)置，因此須要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)的業(yè)務(wù)設(shè)置，并將剩余的熱網(wǎng)以及相關(guān)的分布式能源的存儲(chǔ)與管理一體化納入到本綜合性能源服務(wù)系統(tǒng)中。具體而言，控制區(qū)的主要業(yè)務(wù)又可具體細(xì)分為電網(wǎng)實(shí)時(shí)應(yīng)用業(yè)務(wù)、綜合性能源智慧管理服務(wù)；而非控制區(qū)的業(yè)務(wù)主要?jiǎng)澐譃槟茉词褂迷\斷業(yè)務(wù)、能源數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)以及信息網(wǎng)絡(luò)分配業(yè)務(wù)；流程管理業(yè)務(wù)可分為辦公化管理業(yè)務(wù)與公眾性服務(wù)業(yè)務(wù)等。此外該平臺(tái)在業(yè)務(wù)方案部署中應(yīng)同樣重視交易類業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括能源的計(jì)量、核算與跨區(qū)交易管理等內(nèi)容[8]。由此可知，控制區(qū)與非控制區(qū)的主要業(yè)務(wù)均直接與能源網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的運(yùn)行產(chǎn)生著較為密切的聯(lián)系，并且綜合服務(wù)于能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部。管理業(yè)務(wù)由于不涉及隱私性與安全性，因此為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，可將其部署在公有云中，并且須要深入考慮公司服務(wù)角色的轉(zhuǎn)變以及業(yè)務(wù)需求的不斷拓展，保持經(jīng)營業(yè)務(wù)的開放性與靈活性、多樣性。依據(jù)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)思路，在初期構(gòu)建時(shí)，將控制區(qū)的業(yè)務(wù)主要部署在獨(dú)立的主站中，后期隨著使用內(nèi)容的變化將其逐漸過渡到私有的云平臺(tái)中，并將其與處在公有云平臺(tái)中的非控制區(qū)業(yè)務(wù)協(xié)同管理，在確保數(shù)據(jù)安全性的同時(shí)，提升平臺(tái)的服務(wù)效率[9-10]。最后，將區(qū)塊鏈技術(shù)等安全性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)安全的保障模塊中，可以提升系統(tǒng)的整體安全性，為平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

3 結(jié)束語

本文主要架構(gòu)了基于智慧管理云平臺(tái)的綜合能源服務(wù)體系，該體系可實(shí)現(xiàn)能源流、信息流、價(jià)值流的整合，通過綜合各區(qū)塊的流程化服務(wù)，可將該平臺(tái)的底層至頂層的運(yùn)行環(huán)節(jié)相互聯(lián)通，提升能源服務(wù)體系的效率，滿足能源用戶的多樣性需求，協(xié)助實(shí)現(xiàn)能源服務(wù)的交易與溝通，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源儲(chǔ)、供、銷數(shù)據(jù)的挖掘與分析，推動(dòng)綜合能源服務(wù)體系的智能化進(jìn)程。