面向局域能源互聯網的集成技術

朱瑩 袁樂

【摘 要】局域能源互聯網系統的設計運行，可以將局域內的電能轉化為區域內的其他能量形式，實現了能源高效利用。在集成技術的支持下，將能源互聯網框架設想方案落實建設，并在部分地區取得了一定社會價值。本文就面向局域能源互聯網的集成技術進行研究分析。

【關鍵詞】集成技術;局域能源互聯網;能源互補

引言

基于智能電網的建設，科研人員提出了能源互聯網框架理念，通過多能協同供應的工作落實，實現國家能源的梯級利用，合理的進行能源管理與能源消費，提高能源的社會綜合利用效率。

一、規劃方案

在局域能源互聯網集成技術設計時，需要對不同模塊進行協調設計，確保各個模塊、終端可以處于同一層，而子系統與總系統運行時，可以保障各自獨立的自由雙向通信。同時合理的應用集成技術，將數據采集模塊與控制器進行相關集成管理，實現各個網點的互聯互通。在局域能源互聯網集成技術的應用下，可以實現各個能源設備之間的自由傳輸，提高了社會能源的整體利用效率，保證了能源供應的穩定性與可靠性。

科研人員提出的局域能源互聯網是一項龐大的系統性工程，其中集成技術扮演了非常重要的角色。在集成技術的支持下，可以構建相關的系統模型，模擬實驗能源負荷需求，分析相關局域能源互聯網，在不同地區、不同氣候環境、不同能源類型的外界條件下，該系統運行的可行性，以根據系統實際應用的環境設計相適應的科學計劃，提高局域能源互聯網建設的整體社會效益^[1]。

首先需要進行前期考察規劃設計，實地調研項目所在地域的地理人文環境，分析該區域能源的產生方式與能源轉化的經濟性。在地區的能源項目設計規劃后，則需要科學全面的分析不同類型能源之間的互補性與耦合性。在規劃設計方案達到了一定可行性時，則可以分析相關的集成技術應用，即下一步規劃設計工作。

在基本規劃方案通過可行性評估后，則需要利用集成技術完成規劃方案的細節工作，如在規劃草案的支持下，分析能源生產、轉化、消費的數據交互工作，需要利用那種集成技術方案，保證能源互聯網運行的可靠性與安全性。在集成技術分析工作開展時，分析局域能源互聯網中的各個模塊之前的數據共享、耦合等工作開展的可靠性，選擇最佳集成技術，提高該系統項目建設的整體效率。

在局域互聯網規劃設計工作開展時，需要將太陽能、風能、潮汐能、地熱、火力發電、水電、生物能等，自然能源合理融入到互聯網能源調控平臺當中，以保障能源互聯網調控系統的包容性和穩定性。規劃設計的能源互聯網系統需要發揮出一定能源利用調控價值，將多種不同類型的能源進行科學合理的調控，以滿足不同領域的能源需求，實現能源生產、能源管理、能源消費的一體化管理，提高能源的綜合利用效率，發揮出能源互聯網系統的建設優勢。

二、設備集成

在設備集成時主要對不同類型的能源設備進行連接，如冷水機組、地源熱泵、電鍋爐、太陽能等設備。為了保證不同能源設備之間的穩定有效連接，需要制定科學嚴謹的監控機制與統一的通信服務協議，確保各個設備之間可以進行安全穩定連接。其次是加快研發接口轉化設備，以保證更多能源系統可以快速穩定加入互聯網系統當中，提高能源互聯網的兼容性^[2]。

在設備集成時，模式控制器屬于核心部件，保證了各個子系統監控系統與設備之間的數據交互。設備與系統之間的集成連接，主要依靠控制器完成，如控制器下達的數據指令、協議轉換等，保證設備運行的質量與安全。

在模塊控制器運行時，需要及時收集相關子系統的數據信息，在對數據信息處理之后，需要及時下達調控指令，并上傳到頂層調控管理平臺，保障設備與系統的實時連接管理。目前的模塊控制內部組成主要有：智能IED、遠程端口、傳感器、壓力變送器、智能儀表等。在集成數據采集系統運行下，模塊控制設備通過總線與遠程端口進行信息交互，以快速的傳達控制信號，確保各個子系統可以穩定安全運行。

三、系統集成

系統集成的功能主要是為了對能源進行調控，以實現管控平臺與本地系統的集成。在集成工作開展時采用規范化的數據信息模型，確保技術集成、業務集成的工作質量，為后續的互聯網人機交互與日常運行管理奠定堅實基礎。

在設備集成的基礎上，能源互聯網的子系統可以通過總線實現互聯互通，保證能源子系統與綜合能源管理平臺之間的數據信息交互，確保各項業務開展的效果。各個子能源系統將數據信息上傳到管理平臺，管理平臺在電力大數據技術的應用下，實現對數據匯集、處理、分析、挖掘，根據最終的處理數據信息制定能源調控策略，并及時將相關工作指令下達到各能源子系統，以實現能源生產與能源消費的協同管理，提升社會能源的整體利用效能^[3]。

在系統集成時主要通過通信數據之前的互聯互通，一般采取的集成方式主要是系統之間的點對點集成。只要系統之間的通信接口規范一致，通信網絡一致，則可以進行系統集成。

在數據集成工作開展時，需要確保系統數據具有統一的輸出與輸入接口標準。相關技術工作人員需要設計數據模型，以實現數據集成后的規范化管理控制。如在能源互聯網運行時，能源子系統與本地的監控數據進行深度對接集成，有效的提高了能源互聯網調控的工作價值。

為了保證對相關數據系統進行精準訪問查詢，則需要充分發揮出技術模型的工作價值，以提高數據信息集成交互的穩定性，保證了系統集成后的數據調控安全性、可靠性、穩定性，保證了能源互聯網的數據管理工作效率。

在通信集成工作開展時，系統之間需要構建統一的通信服務協議，確保通信集成的安全性與可靠性。在開展業務集成工作時，需要對各個能源子系統的特點進行剖析研究，基于綠色節能、利用效率、綜合管理和經濟成本的工作原則，開展能源互聯網系統集成協同調控工作^[4]。

在系統集成時可選擇以下集成技術類型，第一種是適配器集成，根據不同功能的子系統分布的服務器，在接口適配器的通信協議轉化下，所有子系統通過總線連接，以構成不同功能能源子系統之間的互聯互通;第二種是開發統一的平臺管理系統，在統一的平臺管理下，實現數據集成和調控統一。在統一的工作開展下，則可以實現交叉業務的同時開展，提高了能源互聯網的整體利用效率與安全;第三種是信息交互總線集成技術方案，首先利用互聯網統一的標準與通信服務協議，構建相關能源地區的子系統，此時各個子系統在與能源互聯網實現信息互動時，則不需要通過適配器的轉換，則可以直接連入能源互聯網的總線當中。通過該種技術集成方案，提高了數據之間的交互效率，保障了能源互聯網的整體運行安全性與穩定性。

四、結束語

在社會能源利用時，為了保障不同能源之間的整合利用效率，則可以建設規劃能源互聯網系統，并通過集成技術進行實現建設，不斷提高我國能源的社會利用效率，逐漸改革調整我國能源消耗結構，推動戰略性能源保障計劃。

參考文獻：

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[2]王繼業，李洋，路兆銘，盛萬興，曹軍威.基于能源交換機和路由器的局域能源互聯網研究[J].中國電機工程學報，2016，3613：3433-3439+3362.

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[4]李洋，蔡志遠，劉海濤，吳鳴，呂志鵬，季宇，于輝，呂齊.一種面向能源互聯網的“云–端”自主配電系統研究[J].中國電機工程學報，2017，3717：4950-4955+5214.

（作者單位：國網江蘇省電力有限公司泰州供電分公司）