綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)實踐
——上海金山工業(yè)區(qū)能效環(huán)控管理服務(wù)平臺

吳榮煒 上海歐憶能源科技有限公司

綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)實踐
——上海金山工業(yè)區(qū)能效環(huán)控管理服務(wù)平臺

吳榮煒 上海歐憶能源科技有限公司

概述能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及其主要特征；介紹金山工業(yè)園區(qū)應(yīng)用能源互聯(lián)網(wǎng)建立“綠色平臺、綠色服務(wù)、綠色利用、綠色輸入、綠色輸出”五位一體能源管理模式，并結(jié)合實踐介紹“金山工業(yè)區(qū)綜合能效環(huán)境管理服務(wù)平臺”建設(shè)、功能與作用。

能源互聯(lián)網(wǎng)、五位一體管理模式、管理服務(wù)平臺

1 能源產(chǎn)業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級

當前全球經(jīng)濟增速放緩，能源作為經(jīng)濟的核心基礎(chǔ)支撐，也受之影響呈現(xiàn)能源消費增長乏力。雖然從全球能源消費總量排名來看，中國依然是世界第一大能源消費國，能源消費總量約占全球的22%，2015年中國能源消費總量43.0億t標準煤，但同比增長僅0.9%，增速緩降。（貝圖1）

圖1 中國能源消費量

能源消費持續(xù)低迷，但這其中也蘊含著能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重大機遇。（1）從中國的能源結(jié)構(gòu)看，煤炭消費占比64%依然是中國一次能源消費主要構(gòu)成，但同比下降3.7%。天然氣、水電、核電、風電、太陽能等清潔能源消費量占能源消費總量17.9%，較2013年增加5.9%。在綠色環(huán)保的大背景趨勢下，清潔能源的綜合利用顯得格外突出。（2）根據(jù)國際能源署的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國的能源消費結(jié)構(gòu)依然是工業(yè)主導(dǎo)，55.6%的比例大大高于世界平均水平37.3%。但我國的單位GDP能耗為4.41 t標準煤/萬美元，距離世界平均GDP能耗2.41 t標準煤/萬美元還有很大的提升空間。

我國政府近年來一直積極推動以能源革命為旗幟的長期戰(zhàn)略。2014年6月習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議上提出能源生產(chǎn)與消費革命是國家的長期戰(zhàn)略。要求“積極推進能源體制改革，還原能源商品屬性，構(gòu)建有效競爭的市場結(jié)構(gòu)和市場體系”。2015年3月，以《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意貝》（9號文）為標志的新一輪電力體制改革提出了“三放開、一獨立、三強化”，力圖構(gòu)建一個“公平、開放、有序、競爭、完整”的電力市場體系。2016年2月，國家發(fā)改委、能源局、工信部三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意貝》，7月發(fā)布《關(guān)于組織實施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目的通知》，標志著我國開展能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目的研究和落實工作正式拉開帷幕。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展、落地

能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力為主體的多能互補網(wǎng)絡(luò)，“源-網(wǎng)-荷-儲”在交易市場機制下，實現(xiàn)能源生產(chǎn)與消費的實時平衡。它是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有信息互聯(lián)、產(chǎn)銷一體、動態(tài)匹配、機制創(chuàng)新等主要特征。

信息互聯(lián)——“能源互聯(lián)網(wǎng)”類似信息互聯(lián)網(wǎng)，所有的能量信息（分布式的產(chǎn)生、供應(yīng)、消耗），都可以通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，得到及時的反饋，并根據(jù)需求予以選擇控制。

產(chǎn)銷一體——借助分布式能源和雙向智能電網(wǎng)技術(shù)，未來的“發(fā)電者”與“用電者”的界限會越來越模糊，每一幢大樓、每一塊空地都能“化身”為發(fā)電廠，每個人既從“能源互聯(lián)網(wǎng)”購買能源，也向“能源互聯(lián)網(wǎng)”出售能源，也就是所謂的產(chǎn)銷者（Prosumer）。

動態(tài)匹配——“能源互聯(lián)網(wǎng)”還將實時匹配供需信息，整合分散需求，形成能源交易和需求響應(yīng)。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，消費者和生產(chǎn)者根據(jù)實時電價自動調(diào)整電力消費和生產(chǎn)行為，無時無刻不在交易電力。

機制創(chuàng)新——“能源互聯(lián)網(wǎng)”不僅是技術(shù)問題，更是市場機制問題。缺乏自我造血的市場機制，能源互聯(lián)網(wǎng)無法走出實驗室。這個市場機制就是形成一個巨大的“能源資產(chǎn)交易市場”，以動態(tài)電價為調(diào)節(jié)手段，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游各方，形成供需互動和交易，當峰谷電價差足夠大時，就會有大量的參與者積極進入電力市場。

在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)理念、先進信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，正在推動能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動我國能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，對提高可再生能源比重，促進化石能源清潔高效利用，提升能源綜合效率，推動能源市場開放和產(chǎn)業(yè)升級，形成新的經(jīng)濟增長點，提升能源國際合作水平具有重要意義。

但我國能源互聯(lián)網(wǎng)還存在空白斷點。這主要是目前我國電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的產(chǎn)權(quán)機制導(dǎo)致。目前電網(wǎng)公司與用戶所屬設(shè)備的分界，以用電計量裝置的出線接線點為產(chǎn)權(quán)分界點，以此劃分供電設(shè)施與受電設(shè)施。電網(wǎng)公司普遍重視自身的主營業(yè)務(wù)，對于所屬電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的智能化改造往往大力投入，而用戶側(cè)對于能源歷來持“基礎(chǔ)但非核心”觀點，自然不會在電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施方面加大建設(shè)力度。因此，我國以電力網(wǎng)為代表的能源互聯(lián)網(wǎng)，呈現(xiàn)骨干網(wǎng)數(shù)字化智能化程度高，用戶低壓配網(wǎng)數(shù)字化智能化程度低的局面，從供能到用能已經(jīng)具備了貫通供需兩方的能量流，但信息流往往就斷在電網(wǎng)公司與用戶的分界上。

全面實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)任重而道遠，2016年被稱為能源互聯(lián)網(wǎng)啟動年，其核心是大力推進以園區(qū)、大型建筑、城鎮(zhèn)、島嶼為代表的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。以大數(shù)據(jù)平臺為底層數(shù)字化基礎(chǔ)，尤其在用戶側(cè)強化能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通能力，建設(shè)實施區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)，為傳統(tǒng)能源網(wǎng)起到良好的示范效應(yīng)，同時，區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)遍地開花后，也為全面實現(xiàn)廣域型能源互聯(lián)網(wǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

3 金山工業(yè)區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)實踐

上海是我國工業(yè)發(fā)展的重鎮(zhèn)，全市41個工業(yè)園區(qū)是主要工業(yè)企業(yè)集中、集聚的載體。金山工業(yè)區(qū)成立于2003年9月，是上海市市級工業(yè)區(qū)。園區(qū)規(guī)劃面積58平方公里，環(huán)境優(yōu)美、配套齊全、產(chǎn)業(yè)集群，是上海市政府“綠色園區(qū)”和“智慧園區(qū)”的重點試點園區(qū)，也是杭州灣北岸智能制造轉(zhuǎn)型升級的核心區(qū)。

2015年開展“綠色平臺、綠色服務(wù)、綠色輸入、綠色利用、綠色輸出”五位一體的現(xiàn)代綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)頂層設(shè)計，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)能源管理模式。（貝圖2）

（1）綠色平臺 運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托綜合能源傳輸網(wǎng)絡(luò)，部署智能計量及傳感裝置，配置源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)同管理、環(huán)保指標監(jiān)測等模塊，構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)互聯(lián)平臺；

（2）綠色服務(wù) 基于互聯(lián)網(wǎng)模式，探縈多方參與、全產(chǎn)業(yè)鏈融合貫通的能源增值服務(wù)（如節(jié)能能效管理服務(wù)）與靈活交易模式，建立開放式能源互聯(lián)網(wǎng)體系。

（3）綠色輸入 通過智能微網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)光伏、風電等可再生能源、天然氣分布式三聯(lián)供等綠色能源的靈活接入與多能協(xié)同；

（4）綠色利用 集成各類工業(yè)負荷、儲能與充電樁，分析用能大數(shù)據(jù)，開展電力需求側(cè)管理，實現(xiàn)供用電雙向匹配與節(jié)能降耗；

（5）綠色輸出 全面監(jiān)測能效與排放，落實園區(qū)智慧用能、節(jié)能減排，推動綠色制造、促進循環(huán)經(jīng)濟；

金山工業(yè)區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目最終要將園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)打造成一套成熟的生態(tài)體系。具體建設(shè)架構(gòu)分為“能聯(lián)網(wǎng)”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“互聯(lián)網(wǎng)”3個主要層級，“能聯(lián)網(wǎng)”包括物理能源系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，“物聯(lián)網(wǎng)”包括各類終端、通信網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一管理云平臺，“互聯(lián)網(wǎng)”包括各類互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和交易。

3個層級中，“物聯(lián)網(wǎng)”層為核心層，起到上下銜接的平臺作用。①“物聯(lián)網(wǎng)”層通過實時的數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)一管理可以支撐“能聯(lián)網(wǎng)”層的可靠高效運行，同時可以通過開放式物聯(lián)網(wǎng)平臺的建立實現(xiàn)能聯(lián)網(wǎng)組件的即插即用、即管即控，為“能聯(lián)網(wǎng)”的擴充升級提供條件；②“物聯(lián)網(wǎng)”層級可以支撐和衍生“互聯(lián)網(wǎng)”層級的能源增值服務(wù)與交易模式，所有的服務(wù)與交易必須通過“物聯(lián)網(wǎng)”層級所積累的數(shù)據(jù)和搭建的共享平臺來實現(xiàn)。而當“物聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)”層級實現(xiàn)有效聯(lián)動后，所建立的良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境可以進一步帶動“能聯(lián)網(wǎng)”層級的建設(shè)與投資，吸引更多參與方，不斷升級和優(yōu)化園區(qū)“能聯(lián)網(wǎng)”，穩(wěn)固園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的“基礎(chǔ)層”，從而進一步促進“平臺層”和“業(yè)務(wù)層”的升級完善與多元化。綜上所述，三個層級環(huán)環(huán)相扣，以“物聯(lián)網(wǎng)”層為核心，最終形成良性閉環(huán)的園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

“物聯(lián)網(wǎng)”平臺建設(shè)方面，金山園區(qū)管委會與上海歐憶能源科技有限公司合作，2015年開發(fā)建設(shè)“金山工業(yè)區(qū)綜合能效環(huán)控管理服務(wù)平臺”。至2016年7月，該項目完成后具有以下有關(guān)功能：①平臺在金山工業(yè)園區(qū)內(nèi)接入100余家用能大戶企業(yè)，對其采購、使用、結(jié)算能源資源（水、電、氣、油、煤、熱等能效）進行全方位、全過程實時監(jiān)管；②通過采集和分析園區(qū)的能耗數(shù)據(jù)并提出節(jié)能措施，提升園區(qū)整體能源利用效率和能效管控能力，實現(xiàn)園區(qū)能效綜合服務(wù)的平臺化、專業(yè)化和集成化；③通過采集和分析園區(qū)環(huán)保排放數(shù)據(jù)并提出治理措施，提升園區(qū)整體綠色環(huán)保水平；④在物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上搭建能源服務(wù)網(wǎng)，在金山工業(yè)區(qū)率先實施能源綜合管理，幫助金山工業(yè)區(qū)科學(xué)評估園區(qū)的負荷發(fā)展，為區(qū)域節(jié)能減排和用能節(jié)能服務(wù)的實時決策提供科學(xué)依據(jù)。（貝圖3、圖4）

能源互聯(lián)網(wǎng)是智慧綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)的客觀要求，“能聯(lián)網(wǎng)”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“互聯(lián)網(wǎng)”三個層級的能源互聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建，使金山工業(yè)區(qū)能源系統(tǒng)信息化、自動化和互動化水平大大提升，能源服務(wù)和交易模式不斷創(chuàng)新，數(shù)據(jù)分析挖掘和前沿技術(shù)應(yīng)用不斷深化，能源系統(tǒng)整體運行不斷優(yōu)化，促進節(jié)能減排，通過打造園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)園區(qū)用能的高可靠性，提升園區(qū)能源調(diào)度協(xié)調(diào)性，有利于提高能源管理和精細化服務(wù)水平，為產(chǎn)業(yè)園區(qū)招商引資提供良好的用能環(huán)境，為園區(qū)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

落實工業(yè)區(qū)的轉(zhuǎn)型升級，是上海工業(yè)進一步發(fā)展創(chuàng)新的根本。能源是工業(yè)的血液，是工業(yè)生產(chǎn)最重要的要素保障，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源率先在工業(yè)領(lǐng)域生根發(fā)芽，對促進智能制造意義重大，對于工業(yè)企業(yè)集中、產(chǎn)業(yè)集聚和資源集約的工業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)型升級至關(guān)重要。

Green Industry Park Energy Internet Practice - Shanghai Jinshan Industrial District Energy Efficiency and Environment Control Manaagement Service Platform

Wu Rongwei Shanghai Ouyi Energy Scientifi c Technology Co.，Ltd

The article introduces development and main characteristics of energy internet. Jinshan industrial district applies energy internet to build up ‘green platform， green service， green utilization，green input， green output’ five in one energy management mode. Combined with practice introduction，it studies on construction， function and effect of ‘Jinshan industrial district comprehensive energy efficiency environment management platform’.

Energy Internet， Five in One Management Mode， Management Service Platform

圖3 園區(qū)能耗實時總覽

圖4 園區(qū)環(huán)境監(jiān)察

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.10.004