|
摘要：低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“3060 雙碳”目標(biāo)和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心載體，也是倒逼存量電力市場(chǎng)創(chuàng)新求變、推動(dòng)我國(guó)新一輪電力改革的重要驅(qū)動(dòng)力。為提升低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)的效率與效益，本文從“低碳”、“智慧”的角度利用多能物聯(lián)技術(shù)構(gòu)建面向新型電力系統(tǒng)的增量配電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)。首先，概述了低碳智慧園區(qū)、增量配電網(wǎng)、多能物聯(lián)技術(shù)的基本概念。其次，從技術(shù)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用層面系統(tǒng)闡述了低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)，技術(shù)層面主要闡述新型能源系統(tǒng)向數(shù)字化電網(wǎng)、孿生電網(wǎng)的映射匹配；業(yè)務(wù)層面從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)概述了與低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)密切關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)域；應(yīng)用層面對(duì) 9 類(lèi)典型場(chǎng)景（遠(yuǎn)程集控、調(diào)度控制、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、能效管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、智能運(yùn)維、虛擬電廠、需求響應(yīng)、交易結(jié)算）進(jìn)行了逐項(xiàng)分析。最后，對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)今后如何分階段、有步驟、重點(diǎn)突出地實(shí)現(xiàn)平臺(tái)導(dǎo)向、數(shù)據(jù)賦能、雙碳發(fā)展進(jìn)行了展望。本文研究成果可以為低碳智慧園區(qū)、增量配電網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)以及信息物理融合新技術(shù)的政策、科研、產(chǎn)業(yè)人員提供決策參考。
關(guān)鍵詞：低碳智慧園區(qū)；增量配電網(wǎng)；多能物聯(lián)；新型電力系統(tǒng)；碳中和
0 引言
增量配網(wǎng)是我國(guó)電力體制改革的核
心與精髓，是新能源高比例滲透下網(wǎng)架
結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)性調(diào)整，也是倒逼存量電
力市場(chǎng)改革創(chuàng)新的外在驅(qū)動(dòng)力。近年來(lái)，
國(guó)家發(fā)改委、能源局及各省級(jí)單位相繼
推出了多輪有關(guān)增量配電網(wǎng)的政策與要
求，鼓勵(lì)社會(huì)資本參與增量配網(wǎng)投資建
設(shè)、放開(kāi)增量配網(wǎng)供電區(qū)域市場(chǎng)的業(yè)務(wù)
與服務(wù)范圍，既能夠起到以小博大的推
動(dòng)我國(guó)電力市場(chǎng)化改革，也能夠通過(guò)業(yè)
務(wù)更新、技術(shù)革新、管理創(chuàng)新而惠之于民。
增量配電網(wǎng)系統(tǒng)與公用輸配電網(wǎng)形
成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)吸引社會(huì)資本、提倡
充分競(jìng)爭(zhēng)、鼓勵(lì)業(yè)務(wù)創(chuàng)新等實(shí)施配售一
體化，有利于實(shí)現(xiàn)分布式可再生能源就
近消納、激發(fā)電網(wǎng)企業(yè)提升自身競(jìng)爭(zhēng)力、
提高配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率與效益。在國(guó)家倡
導(dǎo)低碳、綠色園區(qū)的背景下，利用信息
化技術(shù)與手段提升園區(qū)增量配電網(wǎng)的自
動(dòng)化與智慧化成為當(dāng)前研究的主流。為
加快低碳智慧園區(qū)增量配電業(yè)務(wù)落地，
以及結(jié)合國(guó)家當(dāng)前提出新型電力系統(tǒng)、
3060 雙碳目標(biāo)的政策導(dǎo)向，本文提出多
能物聯(lián)技術(shù)并基于該技術(shù)提出低碳、智
慧型增量配電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，并對(duì)典型場(chǎng)
景進(jìn)行分類(lèi)討論與分析。
1基本概念
1.1
低碳智慧園區(qū)
1.1
低碳智慧園區(qū)是我國(guó)“3060 雙碳”
目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)以及增量配網(wǎng)落地見(jiàn)效的
重要載體，這里的園區(qū)主要是指較大規(guī)
模的工業(yè)園區(qū)、居民社區(qū)以及商業(yè)用配
電臺(tái)區(qū)，以及由此兩種及以上組成的規(guī)
模更大的增量配網(wǎng)供電區(qū)域。其中，低
碳是指園區(qū)生產(chǎn)、生活依賴(lài)高比例的清
潔能源供給能源，園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)、商業(yè)發(fā)
展與低碳循環(huán)協(xié)同互補(bǔ)，并基于低能耗
能源體系實(shí)現(xiàn)低污染甚至零污染排放；
智慧是指利用大、云、物、移、智、鏈
等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息域向物理域的深度滲
透，據(jù)此實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源產(chǎn)供消業(yè)務(wù)的智
能化、產(chǎn)業(yè)化、集約化。簡(jiǎn)言之，低碳
智慧園區(qū)就是聯(lián)合低碳、智慧領(lǐng)域的最
新成果，實(shí)現(xiàn)園區(qū)用能的智能化、智慧
化水平，保證園區(qū)能源消耗朝向低碳化、
零碳化方向發(fā)展。
1.2
增量配電網(wǎng)
增量配電網(wǎng)是相對(duì)于原有存量電網(wǎng)
而言，在國(guó)家政策鼓勵(lì)下融入社會(huì)資本、
力量新建的區(qū)域級(jí)新型配電網(wǎng)。相比于
傳統(tǒng)電網(wǎng)，增量配電網(wǎng)在報(bào)建報(bào)批申請(qǐng)、
業(yè)主業(yè)務(wù)甄選、試點(diǎn)區(qū)域劃分、運(yùn)營(yíng)價(jià)
格核定、投資收益分析、保底供電責(zé)任
等多個(gè)方面都有較大的復(fù)雜性與不確定
性。通過(guò)多年政策的科學(xué)引導(dǎo)，部分具
有電源、用戶(hù)優(yōu)勢(shì)的增量配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了
持續(xù)盈利、存續(xù)運(yùn)營(yíng)，也有更多的增量
配電網(wǎng)因投資研判失誤、精細(xì)管理落實(shí)
等而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)效果不佳、逐步退出或被
淘汰。在繼續(xù)擴(kuò)大增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)方面，
需要政策、技術(shù)、投資、運(yùn)營(yíng)管理、業(yè)
務(wù)創(chuàng)新等多方面因素共同驅(qū)動(dòng)，具有系
統(tǒng)復(fù)雜性，需要更長(zhǎng)時(shí)間、更多探索實(shí)踐。
當(dāng)然，國(guó)家提出的“
3060 雙碳”目標(biāo)、
新型電力系統(tǒng)、綜合能源服務(wù)以及近年
來(lái)發(fā)展迅猛的新能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)
汽車(chē)將會(huì)進(jìn)一步助推增量配電網(wǎng)的建設(shè)
與發(fā)展。
1.3 多能物聯(lián)技術(shù)
多能物聯(lián)是指面向能源生產(chǎn)、消費(fèi)
用戶(hù)的多樣化需求，利用“大 - 云 - 物 -
移 - 智 - 鏈”等先進(jìn)技術(shù)與能量轉(zhuǎn)換、
存儲(chǔ)、調(diào)控等設(shè)備設(shè)施提供多元化服務(wù)，
實(shí)現(xiàn)能量流、信息流多層面的深度融合，
確保能源系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行的綜合能
源智能管控體系。多能物聯(lián)具備大規(guī)模
清潔能源高比例滲透場(chǎng)景下的設(shè)備狀態(tài)
全面感知、能量流動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、能源效
率綜合提升、能源安全有效保障等能力，
支持能源產(chǎn)業(yè)向著多能、綠能、節(jié)能、
智能方向的持續(xù)健康發(fā)展。多能物聯(lián)致
力于打造“清潔主導(dǎo)、電為中心、互聯(lián)
互通”的現(xiàn)代新型能源高效利用平臺(tái)與
技術(shù)支撐服務(wù)體系。利用多能物聯(lián)技術(shù)，
可以更好地開(kāi)展源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化以及多
能互補(bǔ)發(fā)展相關(guān)業(yè)務(wù)，助推增量配電網(wǎng)、
新能源微電網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)、需求響應(yīng)、
虛擬電廠、交易結(jié)算以及碳達(dá)峰碳中和
業(yè)務(wù)的落定應(yīng)用。
2 系統(tǒng)架構(gòu)
相比于傳統(tǒng)存量配電網(wǎng)，增量配電
網(wǎng)具有更高的技術(shù)復(fù)雜性、業(yè)務(wù)多樣性
以及應(yīng)用開(kāi)放性。其系統(tǒng)架構(gòu)也會(huì)隨著
國(guó)家政策導(dǎo)向、技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新、應(yīng)用
需求變化而逐步優(yōu)化完善，最終形成支
撐我國(guó)新型電力系統(tǒng)以及“3060 雙碳目
標(biāo)”的新生力量。圍繞低碳智慧園區(qū)增
量配電網(wǎng)系統(tǒng)，接下來(lái)將從技術(shù)架構(gòu)、
業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行分析。
2.1 技術(shù)架構(gòu)
基于低碳、智慧的發(fā)展理念，低碳
智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)自
底向上分為三層：底層為新型能源系統(tǒng)、
中層為基于物理配電網(wǎng)映射的孿生電網(wǎng)、
上層為基于數(shù)字化電網(wǎng)映射的孿生碳網(wǎng)。
從技術(shù)的角度的分析，三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)能
源物理世界向平臺(tái)化映射、能源消耗與
雙碳化映射，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)、
2.1.1 新型能源系統(tǒng)
構(gòu)建以“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同 冷熱電氣互
補(bǔ)”的新型能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低碳智慧園
區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)各終端的物聯(lián)互通、
信息共享。具體而言，在碳智慧園區(qū)增
量配電網(wǎng)系統(tǒng)已有的公用變電站、配電
網(wǎng)、變壓器、配電線路以外，增設(shè)配套
的信息采集、傳輸、處理、展示等信息
系統(tǒng)，增強(qiáng)對(duì)終端設(shè)備的感知能力；用
戶(hù)就近或在有條件的區(qū)域新增光伏發(fā)電、
風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁等設(shè)備，滿足分布
式可再生能源的就近消納、利用儲(chǔ)能削
峰填谷、方便區(qū)內(nèi)用戶(hù)電動(dòng)汽車(chē)充電的
需求；持續(xù)擴(kuò)大終端電能替代、氫能替
代，即更多采用電能、氫能滿足低碳智
慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)工商業(yè)與居民
用戶(hù)的用冷用熱需求；增設(shè)電解制氫、
采用節(jié)能降耗設(shè)備、更新節(jié)能降耗技術(shù)、
創(chuàng)新節(jié)能降耗管理模式、推行市場(chǎng)化節(jié)
能降耗服務(wù)等。
2.1.2 孿生電網(wǎng)
新型電力系統(tǒng)解決低碳智慧園區(qū)增
量配電網(wǎng)系統(tǒng)本身終端元素增多、關(guān)聯(lián)
關(guān)系更加復(fù)雜化后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以
及信息網(wǎng)向能源網(wǎng)進(jìn)一步延伸、擴(kuò)展的
問(wèn)題。孿生電網(wǎng)是利用數(shù)字孿生技術(shù)，
采用數(shù)據(jù)模型構(gòu)建和物理世界一模一樣
的虛擬模型、虛擬世界，虛擬世界的狀
態(tài)隨著物理世界的變化而改變?；趯\
生電網(wǎng)，一方面能夠?qū)Φ吞贾腔蹐@區(qū)增
量配電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行狀況等
進(jìn)行信息采集、評(píng)估診斷，另一方面利
用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)二三維聯(lián)動(dòng)，能夠
讓運(yùn)維人員及時(shí)全面地掌握低碳智慧園
區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)況?？傊?，
孿生電網(wǎng)利用“大 - 云 - 物 - 移 - 智 - 鏈”
等新型技術(shù)構(gòu)建“數(shù)據(jù)自動(dòng)采集 - 業(yè)務(wù)
分類(lèi)處理 - 策略按需制定 - 資源協(xié)同優(yōu)
化”，實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界之間的“動(dòng)
態(tài)鏈接”和“雙向傳輸”。
2.1.3 孿生碳網(wǎng)
孿生碳網(wǎng)主要通過(guò)能源消耗的雙碳
化映射，構(gòu)建和能源網(wǎng)對(duì)應(yīng)、等價(jià)的碳
網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)兩張網(wǎng)的數(shù)據(jù)同源、業(yè)務(wù)共線、
一體化聯(lián)動(dòng)。
總之，低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系
統(tǒng)將圍繞風(fēng)光新能源就近足額消納、儲(chǔ)
能參與下的以供定需、滿足用戶(hù)多種類(lèi)
多品質(zhì)需求、多能源形式與碳融合為一
體的數(shù)字化平臺(tái)化新型能源系統(tǒng)。新型
能源系統(tǒng)在物理域步調(diào)一致、經(jīng)濟(jì)有序
地實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同與冷熱電氣互補(bǔ)；
在信息域?qū)崿F(xiàn)對(duì)多能物聯(lián)互通物理世界
的狀態(tài)全面感知、信息流暢共享；在信
息物理融合層面基于技術(shù)支撐和業(yè)務(wù)導(dǎo)
向，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同源、業(yè)務(wù)共線、平臺(tái)承
載和一體化聯(lián)動(dòng)。
2.2 業(yè)務(wù)架構(gòu)
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)雖然
用在園區(qū)，但同時(shí)受來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外電源
側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)多種因素的共同影響，
需依托于數(shù)字化平臺(tái)管理技術(shù)協(xié)調(diào)好各
方關(guān)系，為增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展搭建
有序的業(yè)務(wù)環(huán)境。具體而言，一方面需
要采用信息化技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有能
源網(wǎng)絡(luò)的信息化管理，即實(shí)現(xiàn)對(duì)各終端
信息的全面采集、精準(zhǔn)處理與業(yè)務(wù)協(xié)同；
另一方面構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)完備、冷熱電氣
全面的系統(tǒng)框架以及典型應(yīng)用場(chǎng)景。
態(tài)勢(shì)全面感知的業(yè)務(wù)架構(gòu)能夠根據(jù)
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)
展需求，開(kāi)展面向電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用
戶(hù)側(cè)的多種業(yè)務(wù)，并在物理域、信息域、
信息物理融合方面力求創(chuàng)新：物理域以
“儲(chǔ)能 +”為核心，探索多能物物互聯(lián)新
業(yè)態(tài)、新模式；信息域基于多能物聯(lián)管
控平臺(tái)、協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行多能協(xié)同管控；
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、信息通信與
控制技術(shù)、邊緣計(jì)算、云邊協(xié)同等實(shí)現(xiàn)
信息與物理的深融合、強(qiáng)交互。
2.2.1 電源側(cè)業(yè)務(wù)域
電源側(cè)業(yè)務(wù)域可實(shí)現(xiàn)對(duì)低碳智慧園
區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)周邊互聯(lián)的火力發(fā)電、
水電、集中式風(fēng)電、集中式光伏發(fā)電信
息的全面感知，并結(jié)合區(qū)內(nèi)的用電需求
特點(diǎn)開(kāi)展水儲(chǔ)、火儲(chǔ)、光儲(chǔ)、風(fēng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)
協(xié)同。
1）火儲(chǔ)業(yè)務(wù)協(xié)同
2）水儲(chǔ)業(yè)務(wù)協(xié)同
3）風(fēng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)協(xié)同
4）光儲(chǔ)業(yè)務(wù)協(xié)同
2.2.2 電網(wǎng)側(cè)業(yè)務(wù)域
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)
參與轄區(qū)內(nèi)外直接相連的供配電網(wǎng)、變
電站、能源站、集中式數(shù)據(jù)中心、大型
充換電站等，全面獲取相關(guān)信息，據(jù)此
開(kāi)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站業(yè)務(wù)、大型充換電
站業(yè)務(wù)、能源站業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心節(jié)能降
耗業(yè)務(wù)。
1）電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站業(yè)務(wù)協(xié)同
2）大型充換電站業(yè)務(wù)協(xié)同
3）能源站業(yè)務(wù)協(xié)同
4）數(shù)據(jù)中心節(jié)能業(yè)務(wù)協(xié)同
2.2.3 用戶(hù)側(cè)業(yè)務(wù)域
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)基于
業(yè)務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)全面獲取轄區(qū)內(nèi)接入終端
（如分散風(fēng)電、分散光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)、
交直流充電樁、可控負(fù)載）的信息，開(kāi)
展能源集控、智能運(yùn)維、虛擬電廠、需
求響應(yīng)、新能源微電網(wǎng)、能源管理、多
能互補(bǔ)等相關(guān)業(yè)務(wù)，滿足低碳智慧園區(qū)
增量配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)用戶(hù)的多樣化、差異
化需求。
1）能源集控業(yè)務(wù)協(xié)同
2）智能運(yùn)維業(yè)務(wù)協(xié)同
3）虛擬電廠業(yè)務(wù)協(xié)同
4）新能源微電網(wǎng)業(yè)務(wù)協(xié)同
5）能源管理業(yè)務(wù)協(xié)同
6）多能互補(bǔ)業(yè)務(wù)協(xié)同
2.3 應(yīng)用架構(gòu)
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)基于
數(shù)字化、平臺(tái)化構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)轄區(qū)內(nèi)冷
熱電氣氫終端信息采集、傳輸、處理及
業(yè)務(wù)應(yīng)用的綜合管控平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，
對(duì)上接入電網(wǎng)調(diào)度、需求響應(yīng)平臺(tái)、智
慧能源管理平臺(tái)，對(duì)下與試驗(yàn)區(qū)變配電、
用戶(hù)需求響應(yīng)、新能源場(chǎng)站、儲(chǔ)能電站、
充電站等數(shù)據(jù)進(jìn)行連通，基于上下協(xié)同
可以實(shí)現(xiàn)系列化智慧應(yīng)用服務(wù)，比如自
動(dòng)需求響應(yīng)、智慧停車(chē)、自動(dòng)交易結(jié)算等。
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)管控
平臺(tái)綜合運(yùn)用云計(jì)算、邊緣計(jì)算、云邊
協(xié)同等技術(shù)的新型架構(gòu)，由智能通信終
端、邊緣控制終端、中臺(tái)層、應(yīng)用層組成，
實(shí)現(xiàn)邊緣感知、多層認(rèn)知、分區(qū)應(yīng)用、
按需精控
2.3.1 邊緣層
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)管控
平臺(tái)邊緣層的核心設(shè)備是多能物聯(lián)邊緣
控制終端，該終端具有邊緣智能和云邊
協(xié)同功能，在多能物聯(lián)管控平臺(tái)的統(tǒng)一
管控下按轄區(qū)進(jìn)行配置，根據(jù)自身運(yùn)況
及轄區(qū)管控單元的需要，可基于邊緣計(jì)
算環(huán)境下載、更新、卸載各類(lèi)應(yīng)用 APP，
據(jù)此完成本轄區(qū)各類(lèi)發(fā)電、儲(chǔ)能、負(fù)荷
設(shè)備的協(xié)調(diào)控制功能。多能物聯(lián)協(xié)調(diào)控
制終端采用模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行功能分區(qū)，
各類(lèi)功能實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于對(duì)應(yīng)的模組或邊緣
計(jì)算環(huán)境開(kāi)發(fā)適用于不同場(chǎng)景的 APP（如
信息采集 APP、物聯(lián)通信 APP、需求響應(yīng)
APP、智能計(jì)量 APP 等），據(jù)此滿足特定
用戶(hù)場(chǎng)景的需求，便于功能升級(jí)與維護(hù)。
同時(shí)，多能物聯(lián)邊緣控制終端側(cè)重
感知數(shù)據(jù)匯聚、存儲(chǔ)、處理和智能應(yīng)用，
扮演“中場(chǎng)”協(xié)理員的角色：向下匯聚
多能物聯(lián)通信終端采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“聚
邊到域”；向上按需提供可用于云端分
析的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)入云”?；诙?
能物聯(lián)邊緣控制終端，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)
按需逐級(jí)向中臺(tái)層、應(yīng)用層匯聚。
2.3.2 中臺(tái)層
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)管控
平臺(tái)的中臺(tái)層包括數(shù)據(jù)中臺(tái)、業(yè)務(wù)中臺(tái)、
技術(shù)中臺(tái)，三類(lèi)中臺(tái)匯聚通信終端采集
數(shù)據(jù)、邊緣控制終端結(jié)果數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)
據(jù)，側(cè)重多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的融合分析，實(shí)
現(xiàn)多維數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)及深度挖掘，為
各業(yè)務(wù)場(chǎng)景的具體應(yīng)用提供支撐服務(wù)。
1）技術(shù)中臺(tái)致力于通過(guò)知識(shí)圖譜技
術(shù)、自然語(yǔ)言處理、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、
區(qū)塊鏈等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)管理、
數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)與治理、數(shù)據(jù)運(yùn)維等功能，解
決低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用的效率
問(wèn)題、能力問(wèn)題、協(xié)作問(wèn)題。
2）數(shù)據(jù)中臺(tái)綜合利用大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)
模型、數(shù)據(jù)分析挖掘儲(chǔ)能站等終端數(shù)據(jù)
資產(chǎn)的價(jià)值信息，據(jù)此形成有價(jià)值的分
析結(jié)果，以可視化等形式對(duì)低碳智慧增
量配電網(wǎng)平臺(tái)內(nèi)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
3）業(yè)務(wù)中臺(tái)可以提供遠(yuǎn)程集控、智
能調(diào)度、遠(yuǎn)程測(cè)控、智能運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、
設(shè)備資產(chǎn)管理、計(jì)量收費(fèi)、交易結(jié)算等
服務(wù)，支持 PC 端、移動(dòng)端低碳智慧增量
配電網(wǎng)平臺(tái)用戶(hù)開(kāi)展各類(lèi)業(yè)務(wù)。
2.3.3 應(yīng)用層
1）遠(yuǎn)程集控
遠(yuǎn)程集控主要實(shí)現(xiàn)對(duì)低碳智慧園區(qū)
增量配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)智慧園區(qū)、智慧樓宇
等各站點(diǎn)的監(jiān)視、控制、管理和維護(hù)管
理工作，實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一管理、集中控制、
無(wú)人值班、少人值守”的管理目標(biāo)。其
功能包括圖形數(shù)據(jù)顯示、視頻管理、報(bào)
警處理、歷史數(shù)據(jù)歸檔和檢索、趨勢(shì)顯示、
報(bào)表生成和打印、操作控制等。根據(jù)各
類(lèi)型儲(chǔ)能站實(shí)際運(yùn)行需要，還可以選擇
提供五防閉鎖和操作票控制功能、自動(dòng)
無(wú)功電壓控制、事故追憶等應(yīng)用軟件。
2）調(diào)度控制
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)作為電網(wǎng)
的二級(jí)調(diào)度，是連接上級(jí)調(diào)度與園區(qū)各
類(lèi)用能設(shè)備的紐帶，形成了省網(wǎng) - 低碳
智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái) - 園區(qū)用電設(shè)備的
三級(jí)調(diào)度控制架構(gòu)。低碳智慧增量配電
網(wǎng)平臺(tái)對(duì)園區(qū)終端用電數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分
析，對(duì)各站設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行分析，為園區(qū)
設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)提供針對(duì)性的方案。同
時(shí)，低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)接收接收
上級(jí)電網(wǎng)、需求響應(yīng)中心的需求側(cè)響應(yīng)
充放電指令，并將指令根據(jù)各接入設(shè)備
的實(shí)際情況分解下發(fā)與控制。
3）運(yùn)營(yíng)優(yōu)化
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)能夠?qū)ν?
信信道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括通道當(dāng)前狀態(tài)，
建立時(shí)間、中斷時(shí)間、誤碼率統(tǒng)計(jì)、中
斷次數(shù)和中斷累計(jì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)等信息。通
過(guò)統(tǒng)計(jì)、分析園區(qū)各類(lèi)終端設(shè)備上送的
數(shù)據(jù)和智慧能源平臺(tái)的相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合
投資、運(yùn)行消耗和儲(chǔ)能收益，評(píng)估園區(qū)
的運(yùn)營(yíng)狀況和投資回報(bào)率，優(yōu)化園區(qū)的
運(yùn)行效益。
4）能效管理
能效管理模塊結(jié)合園區(qū)級(jí)智能運(yùn)維
經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)園區(qū)用戶(hù)習(xí)慣和設(shè)備特性設(shè)
置節(jié)能優(yōu)化策略，維護(hù)園區(qū)用能整體運(yùn)
行安全、節(jié)能高效。同時(shí)，還可以利用
信息化手段全面感知園區(qū)能耗信息，分
析節(jié)能空間并對(duì)標(biāo)行業(yè)能效先進(jìn)指標(biāo)，
分重點(diǎn)有步驟地實(shí)施改進(jìn)。比如通過(guò)對(duì)
調(diào)度計(jì)劃曲線的解析，有序開(kāi)啟空調(diào)或
調(diào)低空調(diào)溫度，以達(dá)到節(jié)電目的。
5）設(shè)備資產(chǎn)管理
設(shè)備資產(chǎn)管理模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)購(gòu)
入后全生命周期運(yùn)營(yíng)管理，并以此延伸
到園區(qū)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)管理，涉及
的端到端場(chǎng)景包括生產(chǎn)單元（車(chē)間、產(chǎn)
線、設(shè)備）實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析、故障維修、
計(jì)劃性維護(hù)、預(yù)測(cè)性 / 預(yù)防性維維修、
物料管理、供應(yīng)鏈管理、工藝優(yōu)化、訂
單管理、質(zhì)量管理、產(chǎn)能共享等。
6）智能運(yùn)維
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)智能
運(yùn)維看板顯示設(shè)備總數(shù)、巡檢異常、工
單統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容，據(jù)此下發(fā)巡檢計(jì)劃。值
班人員根據(jù)巡檢計(jì)劃派發(fā)的巡檢任務(wù)，
通過(guò)移動(dòng) APP 完成巡檢工作，并按巡檢
要求記錄巡檢情況，對(duì)于巡檢過(guò)程中發(fā)
現(xiàn)的缺陷可通過(guò) APP 錄制缺陷相關(guān)視頻、
音頻、圖片等相關(guān)內(nèi)容上傳同步至低碳
智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)。系統(tǒng)自動(dòng)流轉(zhuǎn)缺
陷至檢修部門(mén)，并提醒相關(guān)人員處理缺
陷問(wèn)題。
7）虛擬電廠
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)下的電力
輔助市場(chǎng)參與主體主要包括交易中心 &
綜合能源服務(wù)公司、虛擬電廠、分布式
能源 + 儲(chǔ)能 + 電動(dòng)汽車(chē)、可控負(fù)荷 + 儲(chǔ)
能 + 電動(dòng)汽車(chē)。開(kāi)展的主要業(yè)務(wù)包括能
量聚合、輔助服務(wù)、需求觸發(fā)、需求響應(yīng)、
市場(chǎng)化交易、能效管理等。
8）需求響應(yīng)
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建多方
協(xié)調(diào)互動(dòng)、互利共贏的商業(yè)模式，提出
了一種考慮時(shí)空分布特性的園區(qū)終端應(yīng)
用電能優(yōu)化調(diào)配方法，通過(guò)建立區(qū)級(jí) –
區(qū)域 – 站級(jí) 3 層調(diào)控模型，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)電
網(wǎng)、投資商、供應(yīng)商、用戶(hù)等產(chǎn)業(yè)鏈各
方效益最優(yōu)化。
9）交易結(jié)算
低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)借鑒互聯(lián)
網(wǎng)交易平臺(tái)模式，通過(guò)區(qū)塊鏈分布式存
儲(chǔ)、加密技術(shù)、共識(shí)算法，將儲(chǔ)能、設(shè)備、
產(chǎn)品、運(yùn)維等交易服務(wù)過(guò)程記錄在區(qū)塊
鏈上，實(shí)現(xiàn)公平、公正、公開(kāi)的儲(chǔ)能交易，
面向儲(chǔ)能站的電網(wǎng)企業(yè)（注冊(cè)服務(wù)商）、
投資商、供應(yīng)商（注冊(cè)服務(wù)商）、用戶(hù)（消
費(fèi)者）等各類(lèi)平臺(tái)用戶(hù)。
總之，為滿足設(shè)計(jì)復(fù)雜性、應(yīng)用前
衛(wèi)性的需求，低碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)
與人工智能、移動(dòng)邊緣計(jì)算等技術(shù)手段
的融合，并借助 5G 網(wǎng)絡(luò)的海量連接性能，
使其成為具有良好協(xié)同能力和調(diào)控能力
的有機(jī)整體，以滿足低碳智慧園區(qū)增量
配電網(wǎng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的具體需求，提升專(zhuān)業(yè)
服務(wù)能力和園區(qū)的品牌形象，進(jìn)一步優(yōu)
化園區(qū)的公共服務(wù)能力與智慧低碳服務(wù)
體驗(yàn)。
3 結(jié)束語(yǔ)
低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)是實(shí)
現(xiàn)“3060 雙碳”目標(biāo)和構(gòu)建新型電力系
統(tǒng)的重要載體，也是推動(dòng)我國(guó)新一輪電
力改革的重要驅(qū)動(dòng)力。本文在介紹低碳
智慧園區(qū)、增量配電網(wǎng)、多能物聯(lián)技術(shù)
等概念的基礎(chǔ)上，從技術(shù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)架
構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)三個(gè)方面對(duì)如何構(gòu)建低碳
智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)闡
述和分析，相關(guān)結(jié)果可供低碳智慧園區(qū)、
增量配電網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)以及信息物
理融合新技術(shù)的政策、科研、產(chǎn)業(yè)人員
借鑒參考。
此外，低碳智慧園區(qū)增量配電網(wǎng)系
統(tǒng)架構(gòu)隨著政策調(diào)整、應(yīng)用創(chuàng)新以及時(shí)
間推移而逐步完善，并非一蹴而就。未
來(lái)可以分階段、有步驟、重點(diǎn)突出地實(shí)
現(xiàn)平臺(tái)導(dǎo)向、數(shù)據(jù)賦能、雙碳發(fā)展，發(fā)
展思路建議如下：
1）階段一：構(gòu)建態(tài)勢(shì)全面感知的業(yè)
務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)，厘清可實(shí)施落地的增量配
電網(wǎng)業(yè)務(wù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求實(shí)現(xiàn)整個(gè)業(yè)
務(wù)轄區(qū)全品類(lèi)業(yè)務(wù)信息的精準(zhǔn)采集、精
彩呈現(xiàn)。
2）階段二：打造信息物理耦合的低
碳智慧增量配電網(wǎng)平臺(tái)，利用信息物理
耦合技術(shù)成果孿生電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息域向
物理域的深度滲透，支持開(kāi)展面向冷熱
電氣氫業(yè)務(wù)的多類(lèi)型、多層次、多樣化
服務(wù)，滿足業(yè)務(wù)轄區(qū)業(yè)主、利益相關(guān)者
的差異化需求。
3）階段三：進(jìn)階以新型電力系統(tǒng)為
主體的雙碳管理平臺(tái)，基于碳達(dá)峰碳中
和任務(wù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)能源業(yè)務(wù)與碳業(yè)務(wù)的
銜接、匹配，打造區(qū)域乃至全國(guó)具有示
范意義的新能電力系統(tǒng)“碳達(dá)峰 碳中和”
管理平臺(tái)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)增量配網(wǎng)業(yè)務(wù)的零
碳化、大眾化、智能化協(xié)同發(fā)展。
致謝本研究的完成感謝國(guó)家自然科學(xué)基
金（71571187）、中國(guó)博士后面上資助
項(xiàng)目（2019M662792）的支持。
|
