智慧能源物联网大数据云平台建设方案[110页Word].docx

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1、智慧能源物联网大数据云平台1.概述1.1 需求分析能源，是指能够获取利用的能量资源。如果按照使用类型分类可分为常规能源和新能源，常规能源包括：水、电、汽油、蒸汽、煤炭、石油、天然气等资源新能源包括：太阳能、地热能、核能、风能、海洋能、生物质能和聚变核能等现状：能源约束突出，能源效率低能源消耗大，环境压力加大能源管理体系不完善，无明确能源标准从单位产值能耗估计节能潜力：J我国每百万美元GDP耗能为908t标油J每百万美元耗能，世界平均水平270t标油，日本96.2t标油,OECD国家平均为198t标油从提高能源利用率看节能潜力：J全能源利用率不足40%,比发达国家低10%左右J工业能源利用率仅为

2、美国、日本一半左右1.2 采取策略为适应文明演进、社会进步的新趋势、新要求，从根本上解决文明前行的动力困扰，实现能源的安全、稳定、清洁和永续利用。智慧能源通过不断技术创新和制度变革，在能源开发利用、生产消费的全过程和各环节持续打磨，建立和完善符合可持续发展要求的能源技术和能源制度体系，从而呈现出的一种全新能源形式。简而言之，智慧能源要实现拥有自组织、自检查、自平衡、自优化、等功能，满足系统、安全、清洁和经济要求的能源形式。“智慧能源”实现城市节能减排和保障城市持续发展、创新、经济增长的基础环节；充分利用物联网、云计算等新一代信息化技术将各种能源关联起来，进行智能化开发、开采、输送及使用的能源平

3、台，利用先进技术打造能源体系统一标准，围绕能源产生、能源传输、能源存储、能源消费、能源转换全面建设智慧能源生态，持续优化改造革新体系内容，从根本上解决全问题。1.3 方案目标智慧能源生态总体建设目标一一实现“七化”，从减少浪费、提高利用率、保护环境、闭环生态、商业价值、社会服务等角度综合实现，达到管理节能的目的。 能耗数据化对能源资源消耗数据进行采集、使其以数据的形式展示出来。 数据可视化在采集数据基础上，通过综合计算、对比分析等方式，从管理角度使数据更具有可视化。 节能指标化：通过制定合理的节能指标化体系，实现定额管理。 管理动态化在数据可视化的基础上更进一步进行加强管理，实现“可预测”的管

4、理效果。 决策科学化提供节能监管决策数据的支持，便于领导科学决策。 服务人性化平台不仅提供管理的功能，更作为服务平台提供人性化的能源管理服务。 架构中台化通过物联网、分布式、微服务技术、大数据、云平台、智能推荐等一系列先进技术打造业务中台、技术中台、数据中台的“三台一体化”模式，对智慧能源上层建设形成有效支撑。2. 智慧能源解决方案3. 1架构说明4. 1.1整体架构结合物联网技术，在各实体能源站装置传感器、数据采集模块，将采集数据汇入软件平台，构建平台级别架构体系，形成业务中台、技术中台、数据中台，打造三台一体整体布局。业务中台沉淀业务通用能力，以服务化形式提供公共业务组件，为企业快速变化业

5、务场景提供专业、稳定、高效、安全的共享服务，提升前端应用开发效率，快速响应创新需求，实现业务创新，数据共享和业务能力协同。技术中台中台技术是由平台化架构发展演化而来，延续了平台架构的高聚合、低耦合、数据高可用、资源易集成等特性再结合微服务方式，将企业核心业务下沉至基础设施中，基于前后端分离模式，为企业打造一个连接一切，赋能于人，形成共享生态体。数据中台提供数据获取与存储、数据计算与处理、数据共享与写作、数据应用与价值探索以及数据服务与服务运营等全链路一站式数据服务能力，紧密贴合业务，探索业务场景中价值，助力企业数字化、智能化转型。2.1.2技术架构应用层网络层异构网、.网络交炭与白网懦无互联网

6、w.bm*治理配置监控&保护G故均资-iMlMjrrnbceJ配置蕾戏灰度发希Hystrtoi容IS仅妒ConsulBl务治理Turbine第B*控GHftJenkins特续拿成Sleuth伍路跟粽SpdngdoudTaUc任务调度Eur9lm限治理SprlngcloudDataRw依据流SprlngdoudDataStrZrn数据波摄作业务展务群数据中心三感知层JK掘来事I件设餐SM无g仿，Docker容化KVM成Ifl化GITJENOS持城集成Zoofceeper节点管3本平台技术架构，主要提供五项能力：1、多语言聚合能力：通过构建微服务模式，服务之间形成统一接口，可同时支持Java、C+

7、、PythOn等多种计算机语言，做到开发语言不受限，可根据不同业务场景使用最合适技术。2、强大数据处理能力：数据中心及存储层可对结构化、非结构化、半结构化多种类型数据综合处理能力，加入数据中心引入大数据组件为数据处理层添加巨量数据处理能力，可同时离线、在线处理数据,做持久化存储，打造仓湖一体结构等等，做到全类型数据，全覆盖处理的能力。3、容器化部署模式：轻量级弱隔离模式可充分利用服务器资源,同时不再受部署环境限制，通过打包的DOCker镜像，可以实现一处部署，多处使用的效果。4、物联网能力：通过感知层，支持监控视频、数据模块、各种传感器等物联网设施的接入，可通过有线、无线网络通信；拥有交互设备

8、能力，同时支持多种物联网协议：ModBusTCP、MQTT等。以webservice或包装的restful接口，规范各类型不同设备标准化，拥有统一接口标准，对接物联设备不再受限；并可对设备网络及设备可视化管理。5、以springcloud技术为主导的微服务结构，可以更精准的制定优化服务方案，提高系统的高可用性、可维护性、服务伸缩性；更适于互联网时代，做成周期、迭代周期更短。2.1.3物理拓扑JMJJe通讯网关物理拓扑部署结构特点有：1、让应用服务进一步抽离为服务节点，应用服务通过调用服务节点来实现整体系统，不但让系统充分解耦，又可以使服务之间紧密相连。2、形成微服务，微服务之间的达成有效调用，

9、完成消息传输。3、多点部署可充分保障服务安全，内外网隔离，网络防护，形成高可用结构，达到故障转移、负载均衡和灾备恢复能力。4、添加搜索引擎集群、缓存集群、数据库读写分离的做法，能承载高并发的写入、访问压力；达到承载高并发、巨量数据吞吐，物联采集数据保证时序性，易扩展，持久化存储多备份的能力。2.2建设内容2.2.1智慧能源-运营平台节能运营将实际能耗值与能耗标杆值进行对比，通过数据分析模型观测运行曲线和能耗趋势、优化运行参数、对超标值进行监控并及时发出节能操作指令，对于超标值进行干预、管控，提升能源利用率。100.000.100(OooI-200.000j1；一JOO.000400.00020

10、191202争坳Pl阳B气13X2019126R19120B20191211Ik达标三电口*U遇am1123201911W112970191207701912O?01912004月度It耗环比I累计邮同比400O(X)GjKKHXWG，XrUyXKjIaO(XXIGlQCJInaOnOGJ20202019E等2019201SM*20120UM9数据分析在能源数据采集的基础上，综合气象、能耗数据等，利用大数据和大样本分析方法，将获取的数据进行智能分类、整理、计算，存入对应的数据库单元（建立统一能耗预判值），建立能耗标杆；通过挖掘数据深层次隐藏规律，深度需求发现、客户价值挖掘、负荷预测等推断，为决

11、策做支持。对电能、煤气、水、蒸汽等各种能源介质的实时计量数据按工序给出各个能源介质的每日或月的消耗量/发生量/回收量的统计信息并形成日报、月报、年报。虚拟能源通过可视化以及3D建模技术，模拟实际场景，为客户带来切身体验和直观感受，以此来推动能源产业宣传；同时通过虚拟现实直观形式有助于新人培养。能源计划建立能源网络模型或能源控制模型，保证能源供需平衡，编制能源供需计划。根据生产经营计划作出能源消耗计划和外购计划。能源调度管理主要实现满足能源工艺系统特点的分散控制和集中管理，对运营管理工作行程有效支撑。能耗对标管理通过对年度、季度的整体综合能源数据统计与分析，对产品单耗、厂级能耗、工序能耗进行多角

12、度、多纬度的分析，掌握与同行业先进水平的差距，及时进行工艺优化及设备改造。能源审计统计系统采集到的能源数据和相关资料，分析企业使用运行中能源消耗的现状，找出企业节能的薄弱环节，拟定出节能改造目标，提交业主组织评审，确立企业节能改造目标。成本考核管理通过能源管理系统的计划过程、平衡预测、各主要工序的能源生产和消耗情况的监控与分析，实现了能源的工序成本核算，将企业各工序、设备的用能成本进行分类，将用能转换为实际成本，建立客观的以数据为依据的能源成本消耗评价体系。2.2.2智慧能源-监控平台能源监测对各种能源系统供应、消耗（水、电、气等等）进行在线能源监测，实时掌控能耗水平和能源使用效率，提供大数据

13、基础。通过能源流程图（包括电力系统运行图、煤气管网运行图、水系统运行图、热力系统运行图、冷风系统运行图、氧氮氧气体系统运行图等）监控画面、趋势、报警等方式实时监控能源生产运行状态。巡检维护对设备运行参数进行分析，全方面诊断设备“健康”状态，及时对”亚健康”状态设备进行维修、维保。以增加设备安全性、提高节能效率以及延长设备寿命。设备管理通过对企业设备统一分类，以唯一标识体系为纽带，建立企业生产设备管理整体框架，实现设备台账管理、检修管理、缺陷管理、变更管理等，实时掌握设备的状态及设备运行效率，及时淘汰落后设备,避免生产重大事故。报警中心形成企业安防体系，通过视频监控对人力隐患、火灾、在能源系统异

14、常和事故时，企业通过集中监控作出及时、快速和准确的处置,把安防隐患、系统故障所造成的影响控制在最低限度，确保企业稳定平稳运行，防患于未然。同时可对一段时间内设备运行时的报警信息进行统计查询，能显示单台设备的详细报警信息，并具备报警确认功能。可作任意时段、任意工序的报警统计。环境排放监测建立企业废水、废气、废物等污染物排放监测，建立污染物排放及回收机制。重点统计企业主要污染物排放量，与国家标准进行对比,将超标信息以报警信息的形式通过系统提示或手机短信、邮件等形式通知给用户。污染物排放数据可按标准实时上报给相关部门。通过数据模型，分析挖掘技术，提供数据环境相关依据，构建治理方案，做好污染物再利用循

15、环体系，充分利用同时减少环境污染。2.2.3智慧能源-商业平台商业模式综合能源服务公司综合能源服务平台监控中心客服中心1J场开拓*iH建设船心港曲B工厂尚业学校医院园区公共设施商业平台构建商业模型，通过可视化方式明确商业模式，为金融、市场、项目、销售、运营、用户等等多方面形成商业模式，充分整合资源，服务明确化、智能化、高效化，企业发展、经济效益最大化。调峰调频服务能源自建曜一4i，地面电站储能电站充电运营售卖一体化托管服务构建托管服务体系，包括设备托管、负荷托管、电费托管等服务内容，设备托管：通过监控、维护、客服、抢修几个步骤，形成7*24小时服务体系，通过专业化服务团队包括但不限于客服队伍、

16、运维队伍、工程队伍结合平台功能实现实施自动化、提高效率、节约成本的模式;通过按年支付服务费方式，提供用能监控管理、设备运维抢修、打包售卖服务、客户投诉处理全周期体系智慧服务3智能终端遥视,数据采纸设将管控”运行优化专业化服务团队数噜业务交互三/用能监控管理/设帮运维抢修打包停电服务客户投诉处理按年支付服务，设备托管电力交易中心设备免费安装智能终端FHA服务企业云平台负荷托管打包购电需求响应电网公司重自雏用户智能终端-y设备监控能效评估能效分析节能建议节能改造项目投资金融资金支持收费托管节能服务商能效基金政府项目对接数据对接资金对接能源交易结合平台基础，为用户提供：大用户直供，能源批发，能源团购

17、,能源定制，互济交易等多种交易模式方法，满足不同用户不同需求,打造能源市场统一化标准。金融服务提供与多家金融机构、资本机构结合方式，结合金融体系从投资、储蓄、结算、保险、银行、金融信息咨询等多种金融服务能力，为交易打造基础，为企业发展客户需求提供金融与发展的服务内容。2.2.4智慧能源-客服平台业务受理提供信息通知、投诉建议、业务咨询方面为客户规划咨询、信息化建设、解决方案定制等对接与处理。客户管理对用户档案管理，定期执行客户关怀与回访，及时捕捉客户需求与潜在问题；同时为用户推送账单，费用精准化、透明化。后台服务通过人力采集信息，形成数据分析记录、为运营与平台数据分析挖掘提供数据基础。对平台系

18、统维护提供协助支持，维护平台稳定。2.2.5智慧能源-管理后台系统管理对平台基础的管理，包括用户、账户信息、组织结构、角色、权限管理、数据模板、流程定制等等平台的基础功能执行管理与调配，管理平台各方面标准实行统一配置与管理。网络管理对企业平台的物联、无线、光纤、有线等多种网络及设备进行统一管理，监测网络情况、带宽、费用等情况的管理。数据备份用户手动或系统自动备份保存各项数据；当发生特殊情况导致数据丢失时，可自动导入最近的备份数据进行数据恢复，避免特殊情况出现数据丢失导致的各项损失。2.3方案优势优势一、“三台一体化”的架构布局，让平台拥有了从多个角度迅速伸缩、灵活整改的能力，实现充分整合多方面

19、资源，随时响应实际愿景。优势二、分布式微服务模式，提供全面灾备恢复能力、熔断、降级、分流能力，可应变各种使用场景变化情况，让平台保证7*24小时全面感知；同时实现无感知升级改造。优势三、强大数据治理能力：离线/在线计算，数据湖、数据仓库构建仓湖连通，集市展示让结构数据、非结构数据、半结构化数据、物联数据等有效形成数据资产，提供无上限数据处理、存储能力；同时机器学习、深度学习、神经网络的添加在巨量数据资产加持下，让平台引擎具备“学习”能力，为平台合理进化持续自动优化形成基础支持。优势四、满足多种不同终端，即个人电脑、手机、IPad等不同的终端访问，支持多种主流浏览器；同时系统支持个性化需求，用户

20、可根据自己的喜好配置不同的展现形式，满足不同人群的需求。优势五、灵活全面的架构基础，为业务提供有力支撑：灵活可靠的物联对接能力，让能源数据接入具备有效保障，为整个平台做好初始数据基础，让平台第一步坚实无比。标准统一化的构建模式，让多领域能源体系形成信息闭环，多种能源组合化，信息透明、共享化，形成一套平台多处使用的模式。实时性、精准化、高稳定性让运营、管理、服务达到随时随地、细致的定位问题、解决问题，充分保障生态运行稳定。信息化向数字化、智能化迈进过程中，数据的价值发挥最大化：J减少环境污染，形成资源再利用效果J帮助用户减少浪费，挖掘节能空间J减少能源管理环节，优化能源管理流程，建立客观的能源消

21、耗评价体系J降低运行能耗，提高管理效率J提高设备性能，延长设备寿命，消除设备管理的不完好因素J加快故障监测和异常处理能力，为建筑运行的安全可靠性提供了保障J智能化子系统资源共享，协调工作，高效节能的运行J实现管理者及时掌握能耗总体情况，为决策提供良好引导，让商业能力、服务能力得到本质提升3.客户案例3.1智能电网-二次一体化3.1.1项目背景智能电网是智慧城市的重要基础，也是智慧城市建设的一项重要内容，隶属于智慧城市的能源领域。智慧城市的正常运转离不开智能电网，智能电网是智慧城市的核心。智能电网指采用先进的电力技术和设备、信息与通信技术，系统地实现电网的智能监测、分析和决策控制，支持新型能源发

22、电和灵活优质用电，节能高效，具有高自动化水平，并有一定自愈、互动功能的安全可靠、高效率电网Q以网架为基础，以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段，包含电力系统的法典、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度融合，打造出信息化、数字化、智能化的先进治理方式,营造坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。智能电网目标第一阶段，规划试点阶段：重点开展智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。第二阶段，全面建设阶段：加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体

23、系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。第三阶段，引领提升阶段：全面建成统一的智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升,清洁能源装机比例达到35%,分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用，充分整合多个电网系统及平台。3.1.2系统介绍系统组成J在调度机构，实现二次系统各专业的横向融合和全网信息的综合共享，逐步实现电网综合智能应用J在发电厂、变电站，实现厂站端二次设备的标准化建设，促进监控、保护、计量等专业的设备融合和信息综合共享J在调度机构之间，实现电网调度多级协调和纵向信息贯通J在调度机构和厂站之间，实现多专业信息的综合高效传输和分层分布式应用。J

24、在厂站之间，推进基础运行信息的智能化互动J无人机电网巡线系统架构综合应州数据平台调度擢IEC61970安全偿定Hi警智能告警保护定值在找校核新能源及人控制电力市场技术支持谓度辅助决策故障定位/慎亚在找决策系统状态检修用户IW湃理7-8全专业全过Kl级电白培训仇闻电网综合W能应用统数据访问限务物理昨物理陈-7X-SE、DPF1.OIT拓础应用爆务一V二ZtZTJ(CZZZ物理昨物理味物理陈物理珠yF一飞保护信息管理主站稔控管理主站设招状态监视气加第电信息r乐统电网全景视网SCADA/UWAMaWAMS通信厂站展IEC6185*j61970*#W使运动机地监_二拧一/站端统教榭存也与祭台站控层何限

25、限过程尽次设各伏态检测功能电力二次一体化调度二（同调度一）调度一电网RiN智能竹警叮故Il调度辅Il新修源Il状态Il定值在线Il在线警预控胃定位恢史H助决策I接入I检修I1卷定计籁U决策调-调互动G调-站互动调度数据网厂站二（同厂站一）厂站一电力数据共享3. 1.3建设内容调度端综合数据平台本模块主要包括电力全景视图、跨区数据同步、异构系统数据集成、设备信息统一展示四大部分：电力全景视图通过EMS模型数据、稳控模型数据、WAMS模型数据、保信模型数据、商用历史数据及时序数据，同时融合第三方应用模型，建设运方专业视图、调度专业视图、保护专业视图，以此形成电网全景视图。跨区数据同步在不同安全区的

26、数据之间，采用正反隔离装置，实现数据同步，有效防止不同全景视图的数据孤岛问题，做到数据同步信息共享，形成整体数据资产。异构系统数据集成设备信息统一展示厂站端综合数据平台通过分布式数据采集、统一数据存储于整合、常规远动功能、统一数据访问、模型/图形维护共享和分层分布式应用为主要策略，以智能远动机系统为核心，以此构建厂站端综合数据平台。EMS系统保信系统稳控系统电量系统AGC控。.AYc控状翊控遥调型置据模配数定值型互据模配数策略表型置据校配教型苴据模配数7aMNItQMUOSB0SWlAMZVWX*NNQMl1WW-WMI.IM-汨Q，FWMQMlM1BMlKMVflWe、ma管理门户提供的主要

27、功能包括： 项目：管理员帐号下的项目的管理 管理：包括整个云平台所有计算服务、存储服务、网络服务、认证授权服务的管理 自定义审批流程：支持多级审批流程的自定义 工单：创建、打开、关闭工单等操作配置管理：可以根据自身需求情况，定义服务目录J运维门户运维系统提供对物理资源包括服务器、网络、存储、日志等的监控和告警，提供配置管理和变更等服务。运维门户将对这些信息进行可视化呈现。平台系统设计J系统组成结构以地理信息系统为基础,GIS地图显示所有设备设施的地理位置、基础信息和运行参数，地图可以放大缩小和拖拽，支持对设备设施的模糊查询和快速定位功能，系统内置三种地图供选择：卫星图、街道图、地形图；涵盖了调

28、度管理、设施管理、能耗管理、应急管理、数据管理、智慧中心等多种具体功能，系统结构图如下：醴供船Sfi务平台J地理信息系统（GlS）介绍地理信息系统软件将热力企业的管理信息系统构建在GIS/Internet基础平台之上，其特点是针对供热企业进行了优化处理，将地理信息技术和管理系统紧密结合，真正地解决了热力企业的各种管理问题。管理热网的全部管网以及设备，包含管道层，节点层，阀门层等文件。系统软件组成系统软件组成包括以下模块:1、智慧中心系统；2、生产调度系统；3、设施管理系统；4、能源管理系统；5、应急管理系统；6、天气预报系统；7、室温采集系统；8、负荷预测系统；9、供热客户服务系统；10、智能巡检系统；11、地理信息系统；12、手机APP。模块介绍1、智慧中心智慧中心为热力公司对各部门生产、运行总体监管的平台。通过收集各部门的关键供热数据，进行分析、汇总、GlS展示，便于全面掌握所属各供热企业的运营情况，为公司供热管理工作提供科学决策,为各级领导提供及时、准确的辅助决策数据。系统与生产调度模块对接，展示总体供热质量；与设