1概述
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)作為電力需求側(cè)管理應(yīng)用的有效抓手，企業(yè)通過搭建電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)可以優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，優(yōu)化資源配置，從而實(shí)現(xiàn)用電管理成本最小化，改善和保護(hù)了環(huán)境。
2意義
2.1完善電能信息的采集、存儲(chǔ)、管理和利用
企業(yè)建立電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)，就獲得了電能系統(tǒng)的第一手資料，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、處理和加工，在電能管理中心控制室的調(diào)度人員和專業(yè)能源管理人員就能實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況：系統(tǒng)運(yùn)行是否正常、運(yùn)行狀態(tài)是否安全穩(wěn)定、能源調(diào)度分配是否合理等，并能在需要時(shí)及時(shí)采取調(diào)度措施，使系統(tǒng)盡可能運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
2.2規(guī)范電能系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，使系統(tǒng)的能反映當(dāng)前自動(dòng)化行業(yè)的水平，做到系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)，系統(tǒng)可擴(kuò)展、可維護(hù)和易操作。
2.3實(shí)現(xiàn)對(duì)電能系統(tǒng)的分散控制和集中管理
針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的分散和電能管理要求集中的特點(diǎn)，建立以電能調(diào)度指揮為中心的電能信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的分散控制和集中管理。
2.4減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀能源消耗評(píng)價(jià)體系
實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的運(yùn)行管理，有效實(shí)施以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù)的電能消耗評(píng)價(jià)體系，減少電能管理的成本，提高電能管理的效率，及時(shí)了解真實(shí)的電力能耗情況和提出節(jié)能降耗的技術(shù)和管理措施，協(xié)助公司管理者制訂電能管理措施和考核辦法，向電能管理要效益。
2.5減少能源系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化能源運(yùn)行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
2.6加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理，提高對(duì)全廠性能源事故的反應(yīng)能力
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)建成后，能源調(diào)度人員對(duì)能源系統(tǒng)的異常和事故的反應(yīng)處理速度能夠得到顯著提高。能源調(diào)度可以通過系統(tǒng)迅速?gòu)娜值慕嵌攘私庀到y(tǒng)的運(yùn)行狀況，故障的影響程度等，及時(shí)采取系統(tǒng)的措施，限制故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，并有效恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2.7通過優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)建成后，將通過優(yōu)化電能管理的方式和方法，改進(jìn)能源平衡的技術(shù)手段，實(shí)時(shí)了解全廠的電能需求和消耗的狀況，有效地減少電能損耗，使電能的合理利用達(dá)到一個(gè)新的水平。
2.8為進(jìn)一步對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件
本系統(tǒng)不僅可以有效解決能源實(shí)時(shí)平衡管理和監(jiān)控管理，還可以通過對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的歸檔和管理，為采用進(jìn)一步的工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析、加工和處理創(chuàng)造條件。數(shù)據(jù)是財(cái)富，數(shù)據(jù)可以成為信息，將為公司的高端能源管理提供現(xiàn)實(shí)的可能性。
3需求分析
企業(yè)建立電力需求側(cè)管理系統(tǒng)，首先要實(shí)現(xiàn)集過程監(jiān)控、電能管理、能源調(diào)度為一體的管控一體化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。結(jié)合電能的使用分布情況，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)、適用、安全、可靠的電能管理中心，實(shí)現(xiàn)企業(yè)全部變電站和重要用電設(shè)備的集中監(jiān)控和供配電系統(tǒng)的分析和調(diào)度員仿真培訓(xùn)，提高系統(tǒng)供電的可靠性。
其次，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供決策指導(dǎo)，確保企業(yè)生產(chǎn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)從經(jīng)驗(yàn)型到分析型管理調(diào)度職能的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)化企業(yè)整體的電能調(diào)度與管理，從根本上解決電力能源的利用與浪費(fèi)問題。
最后，電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)電能管理的信息化和現(xiàn)代化，完成對(duì)公司電能數(shù)據(jù)的宏觀和微觀上的調(diào)度，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率并增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
4建設(shè)依據(jù)
4.1系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容
第一、電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建設(shè)，完善對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能數(shù)據(jù)的采集和用電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
第二，電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)能源介質(zhì)和生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)調(diào)控。系統(tǒng)要以運(yùn)行數(shù)據(jù)指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造，主要包括兩方面：一方面是電力輸送控制系統(tǒng)的改造，用于適應(yīng)自動(dòng)化控制；另一方面是電力生產(chǎn)控制系統(tǒng)改造，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
第三，電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)通過基礎(chǔ)軟件、控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)硬件、現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控和電能管理中心大廳等基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)企業(yè)電能管理的集中控制。電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)采用的建設(shè)基礎(chǔ)技術(shù)包括系統(tǒng)集成和應(yīng)用集成技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)技術(shù)等。
4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
可擴(kuò)展性:系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上一方面要全面滿足當(dāng)前環(huán)境下的需求及未來一段時(shí)間的應(yīng)用需求，另一方面要能方便地進(jìn)行功能擴(kuò)展，可靈活增添刪減功能模塊。
可集成性:從技術(shù)發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結(jié)構(gòu)本身應(yīng)能與上層應(yīng)用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源數(shù)據(jù)共享。
5 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
湖南良源自動(dòng)化（該公司致力于自動(dòng)化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻軟起傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)，詳細(xì)信息詳見www.huly0801.com）的工程師們多年來一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，如下只是典型的案例，具體項(xiàng)目會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的解決方案。
5.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)的建設(shè)分為三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，分別為現(xiàn)場(chǎng)采集層、網(wǎng)絡(luò)隔離層和中心應(yīng)用層。
現(xiàn)場(chǎng)采集層設(shè)計(jì)
現(xiàn)場(chǎng)采集層的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類電能、電壓、電流等儀表數(shù)據(jù)的采集和重要生產(chǎn)工藝或耗能設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控，必要的情況下也可以將其他介質(zhì)能源的監(jiān)控納入到該電能管理系統(tǒng)中來。
根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，以就近原則將各類電能表、綜保等設(shè)備通過232/485等接口接入到現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備，對(duì)于較遠(yuǎn)物理位置的設(shè)備或儀表，通過串口服務(wù)器轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)后，再通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)接入；數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有數(shù)據(jù)整理分類后，統(tǒng)一以標(biāo)準(zhǔn)的電力協(xié)議對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的重要生產(chǎn)工藝設(shè)備或大耗能設(shè)備的數(shù)據(jù)接入，可以直接從現(xiàn)場(chǎng)的SCADA系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)提供多個(gè)互不干擾的以太網(wǎng)口，對(duì)不同網(wǎng)段的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，保證各SCADA或DCS局部網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。
網(wǎng)絡(luò)安隔離層設(shè)計(jì)
安全隔離網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)匯總，對(duì)下采集所有采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)上通過物理隔離后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到中心應(yīng)用層；在辦公網(wǎng)和電力能源網(wǎng)之間設(shè)置工業(yè)防火墻來避免辦公環(huán)境下的病毒浸入電力能源網(wǎng)；保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
中心應(yīng)用層設(shè)計(jì)
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)在中心機(jī)房進(jìn)行整體部署，將部署多臺(tái)IO服務(wù)器，每2臺(tái)互為冗余形成雙冗余采集鏈路，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)/歷史服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器同樣按照冗余架構(gòu)部署，并配置磁盤陣列作為歷史數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)設(shè)備，進(jìn)一步加強(qiáng)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的穩(wěn)定性和容量保障。同時(shí)實(shí)時(shí)歷史服務(wù)器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，為電能管理的整體電能分析做好數(shù)據(jù)支撐工作。
5.2設(shè)備能耗分析
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同一設(shè)備在不同時(shí)段的用能分析比較；能實(shí)現(xiàn)相同設(shè)備在同一時(shí)段的用能分析及比較；能實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)指標(biāo)在同一坐標(biāo)平面內(nèi)的關(guān)聯(lián)分析管理，調(diào)節(jié)設(shè)備的負(fù)荷需量。
電力需求側(cè)電能管理系統(tǒng)通過對(duì)電能實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、能耗分析、成本核算、績(jī)效考核和報(bào)表發(fā)布等功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)電能管理的精細(xì)化，促進(jìn)節(jié)能降耗。簡(jiǎn)潔明了地顯示當(dāng)月、當(dāng)年用能情況，并與往年同期用能進(jìn)行對(duì)比，掌握用能趨勢(shì)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)企業(yè)當(dāng)前用電功率。通過設(shè)置每日用能的計(jì)劃值，實(shí)現(xiàn)用能的定額管理，并與實(shí)際用能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)可能出現(xiàn)的用能突增進(jìn)行預(yù)警。將各類用能折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，使用戶全局掌握企業(yè)用能情況。
6系統(tǒng)安全管理
系統(tǒng)安全的核心是網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)信息安全是保障本系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要條件，方案中我們基于幾下幾方面考慮 ：
6.1身份驗(yàn)證
身份驗(yàn)證負(fù)責(zé)確認(rèn)申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的人，對(duì)用戶進(jìn)行驗(yàn)證。為了訪問網(wǎng)絡(luò)及其服務(wù)，一個(gè)用戶必須輸入網(wǎng)絡(luò)登陸ID和密碼，以供安全服務(wù)器進(jìn)行身份驗(yàn)證。
6.2授權(quán)
身份驗(yàn)證控制誰(shuí)可以訪問網(wǎng)絡(luò)資源，而授權(quán)規(guī)定了訪問資源以后他們能做什么。授權(quán)對(duì)應(yīng)用過程和用戶授與了特權(quán)。授權(quán)對(duì)于不同的用戶是不同的，取決于用戶的工作職責(zé)。
6.3審核
為了有效地分析網(wǎng)絡(luò)的安全性并且對(duì)安全事件做出響應(yīng)，我們采取有效的方式采集網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)數(shù)據(jù)。
審核數(shù)據(jù)包括任何人所作的試圖通過身份驗(yàn)證和獲得授權(quán)的嘗試。審核數(shù)據(jù)還包括對(duì)用戶所作的改變?cè)L問權(quán)限嘗試的記錄。并且審核日志中的所有數(shù)據(jù)都打上時(shí)間標(biāo)簽。
6.4數(shù)據(jù)加密
加密是一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的過程，目的是為了防止目標(biāo)接受方以外的人讀取數(shù)據(jù)。加密設(shè)備在把數(shù)據(jù)放入網(wǎng)絡(luò)之前先對(duì)其進(jìn)行加密；解密設(shè)備在把數(shù)據(jù)傳送到應(yīng)用程序之前先對(duì)其進(jìn)行解密。路由器、服務(wù)器、終端設(shè)備均可以作為加密和解密設(shè)備。SCADA軟件本身采用專門工業(yè)通訊協(xié)議，具有解加密功能。
加密是一個(gè)非常必要的安全部件，因?yàn)樗峁┝藬?shù)據(jù)的保密性。它也可以用來確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送者的身份。
6.5數(shù)據(jù)包過濾
在路由器和交換機(jī)上建立數(shù)據(jù)包過濾器，從而接受或拒絕來自特定地址或服務(wù)的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包過濾器擴(kuò)充了身份驗(yàn)證和授權(quán)的機(jī)制。它們能夠保護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源免受非授權(quán)的使用、盜用、破壞和禁止服務(wù)攻止。
6.6防火墻
防火墻是在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邊界處用來加強(qiáng)安全策略的一個(gè)系統(tǒng)或若干系統(tǒng)的組合。我們?cè)谡{(diào)度中心與電信公網(wǎng)的入口配置硬件防火墻保證網(wǎng)絡(luò)安全。
6.7物理安全和容錯(cuò)能力
物理安全性指保護(hù)資源免受自然災(zāi)害的侵害，根據(jù)系統(tǒng)特定要求，安裝物理安全措施以保護(hù)核心路由器，服務(wù)器、主機(jī)及備份存儲(chǔ)設(shè)備。關(guān)鍵設(shè)備做冗余處理，調(diào)度中心異地?cái)?shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)。
