数字孪生能源互联网智慧能源物联网大数据云平台（WORD）建设方案

2022-08-16

内容

1.概览0

1.1 需求分析0

1.2 采用策略 0

1.3 项目目标 1

2.智能能源解决方案2

2.1 架构描述 2

2.1.1 整体架构 2

2.1.2 技术架构 4

2.1.3 物理拓扑5

2.2 建设内容6

2.2.1 智慧能源运营平台6

2.2.2 智能能源监测平台9

2.2.3 智慧能源-商业平台11

2.2.4 智慧能源-客户服务平台14

2.2.5 智能能源管理背景 15

2.3 解决方案优势15

3. 客户故事 17

3.1 智能电网-二次融合 17

3.1.1 项目背景 17

3.1.2 系统介绍18

3.1.3 建设内容20

3.2智能热力改造项目29

3.2.1 项目背景 29

3.2.2 系统介绍30

3.2.3 建设内容32

智能供暖系统建设32

 智慧供暖信息服务平台34

 集中供热网络监控系统63

 网络平衡80

 二次网络平衡重构93

 室温远程监控系统99

4.石墨烯革命 103

4.1 简介 103

4.2 石墨烯特征 103

4.3 石墨烯应用 106

4.4 石墨烯观点 107

概述需求分析

能源是指可以获得和利用的能源。按使用类型可分为常规能源和新能源。常规能源包括：水、电、汽油、蒸汽、煤、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。

当前状态：

①高能量约束和低能量效率

②能耗大，环境压力增大

③能源管理体系不完善，没有明确的能源标准

从单位产值能耗估算节能潜力：

√中国每百万美元GDP消耗908吨标准油

√百万美元能耗，世界平均270t标准油，日本96.2t标准油，OECD国家平均198t标准油

从提高能源效率中看到节能潜力：

√能源总利用率低于40%，比发达国家低10%左右

√工业能源利用率仅为美国和日本的一半左右

制定策略

为适应文明演进和社会进步的新趋势新要求，从根本上解决文明进步的动力问题，实现能源的安全、稳定、清洁、可持续利用。智慧能源通过不断的技术创新和制度改革，不断打磨能源开发利用、生产和消费的全过程和各个环节，建立健全符合可持续发展要求的能源技术和能源制度体系，呈现出一种新的能源格局。新能源。形式。总之，智慧能源需要实现具有自组织、自检、自平衡、自优化等功能的能源形态，以满足系统、安全、清洁、经济的要求。

“智慧能源”是实现城市节能减排，保障城市可持续发展、创新和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技术，连接各种能源，实现智能化发展 采、运、用能源平台，运用先进技术，打造统一能源体系标准，构建智慧能源围绕能源生产、能源传输、能源储存、能源消耗和能源转换的生态系统，不断优化和改造创新体系的内容，从根本上解决整体问题。

项目目标

智慧能源生态总体建设目标——实现“七化”，从减废、提高利用率、保护环境、生态闭环、商业价值、社会服务等角度全面实现，实现管理中的节能目标。

• 能耗数据化

采集能源消耗数据，并以数据的形式展示。

• 数据可视化

在收集到的数据的基础上，通过综合计算、对比分析等，从管理的角度来看，数据更加形象化。

• 节能索引：

通过制定合理的节能指标体系实现配额管理。

• 管理活力

在数据可视化的基础上，进一步加强管理，达到“可预见”的管理效果

水果。

• 科学决策

提供节能监管决策数据支持，便于领导科学决策。

• 服务人性

平台不仅提供管理功能，还作为服务平台提供人性化的能源管理服务。

• 建筑台湾化

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、技术、数据“三合一”模式能源上层建筑将形成有效支撑。

智能能源解决方案架构描述整体架构

结合物联网技术，在各个物理能源站安装传感器和数据采集模块，将采集到的数据导入软件平台，构建平台级架构体系，形成业务中心、技术中心、数据中心，并构建三一整体布局。

商务中心

沉淀通用业务能力，以服务化的形式提供公共业务组件，为企业快速变化的业务场景提供专业、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，并实现业务创新、数据共享和业务能力协同。

技术中心

中台技术是从基于平台的架构发展而来的。延续了平台架构高聚合、低耦合、高数据可用性、易资源整合的特点。结合微服务，将企业核心业务下沉至基础。在设施中，我们基于前后端分离的模式，为企业打造共享生态，连接万物，赋能人，形成共享生态。

数据中心

提供数据采集与存储、数据计算与处理、数据共享与写入、数据应用与价值探索、数据服务与服务运营等全链路一站式数据服务能力数据中心能耗管理，紧密贴合业务，探索业务场景。价值，助力企业数字化、智能化转型。

技术架构

该平台的技术架构主要提供五种能力：

多语言聚合能力：通过构建微服务模型，在服务之间形成统一的接口，可以同时支持Java、C++等计算机语言，使开发语言不有限，可根据不同业务场景使用。技术。强大的数据处理能力：数据中心和存储层可以综合处理各类结构化、非结构化、半结构化数据。向数据中心添加大数据组件，为数据处理层增加了巨大的数据处理能力。离线和在线数据处理、持久化存储、构建集成的仓库和湖结构等，实现全类型数据的全覆盖。容器化部署模式：轻量级弱隔离模式可以充分利用服务器资源，不再受部署环境限制。通过打包好的镜像，可以在一处部署，多处使用。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接入，可通过有线和无线网络进行通信；具备与设备交互的能力，支持多种物联网协议：、TCP、MQTT等。带或封装接口，规范各类不同设备的标准化，有统一的接口标准，是没有的不再局限于对接物联网设备；并且可以直观地管理设备网络和设备。以技术为主导的微服务结构，可以更精准地制定和优化服务计划，提高系统的高可用性、可维护性和服务可扩展性；更适合互联网时代，生产周期和迭代周期更短。物理拓扑

物理拓扑部署结构的特点是：

应用服务进一步分离成服务节点，应用服务通过调用服务节点来实现整个系统，既使系统完全解耦，又使服务紧密相连。形成微服务，实现微服务之间的有效调用，完成消息传递。多点部署可以充分保障业务安全、内外网隔离、网络保护，形成高可用架构，实现故障转移、负载均衡、容灾恢复能力。添加搜索引擎集群、缓存集群、数据库读写分离，可以承载高并发写入和访问压力；实现高并发、海量数据吞吐，保证物联网数据采集的时序性，易于扩展，持久化存储多备份的能力。建设内容智慧能源运营平台

①节能运行

将实际能耗值与能耗基准值进行对比，通过数据分析模型观察运行曲线和能耗趋势，优化运行参数，监测超量值，及时下达节能运行指令干预和控制并提高能源效率。

②数据分析

在能源数据采集、综合气象和能源消耗数据等基础上，利用大数据、大样本分析方法，对采集到的数据进行智能分类、组织、计算，并存储在相应的数据库单元中（建立统一的能耗预测值），建立能耗基准；通过挖掘数据的深层隐藏规律，推断深度需求发现、客户价值挖掘、负荷预测等，为决策提供支持。

电能、燃气、水、蒸汽等各种能源介质的实时计量数据，按流程给出各能源介质的每日或每月消耗/发电/回收统计信息，每日形成和月报、年报。

③虚拟能源

通过可视化和3D建模技术，模拟真实场景，给客户带来切身体验和直观感受，从而促进能源行业的宣传；同时，虚拟现实的直观形式有助于培养新人才。

④能源计划

建立能源网络模型或能源控制模型，确保能源供需平衡，制定能源供需规划。根据生产经营计划，制定能源消耗计划和外包计划。

⑤能源调度管理

主要实现符合能源过程系统特点的分散控制和集中管理，有效支撑运行管理工作进度。

⑥能耗对标管理

通过对年度和季度整体综合能耗数据的统计分析，对产品单耗、厂级能耗、过程能耗进行多角度、多纬度分析，把握与同行业先进水平，及时进行工艺优化和设备改造。

⑦能源审计

统计系统收集能源数据及相关资料，分析企业使用和经营中的能源消耗现状，找出企业节能薄弱环节，制定节能改造目标，提交业主审核，并确立企业节能改造目标。

⑧成本评估管理

通过能源管理系统的规划流程、平衡预测、各主要工序能源生产与消耗的监测分析，实现能源的工序成本核算，对各工序、设备的能源成本进行核算对企业的能源成本进行分类，将能源消耗转化为实际成本，建立客观数据化的能源成本消耗评价体系。

智能能源监控平台

①能量监测

对各种能源系统（水、电、气等）的供应和消耗进行在线能源监测，实时控制能源消耗水平和能源效率，提供大数据基础。通过能源流程图（包括电力系统运行图、燃气管网运行图、水系统运行图、热力系统运行图、冷空气系统运行图、氧气、氮气、氩气）实时监控图片、趋势、报警燃气系统运行图等）监控能源生产运行状态。

②检查维护

分析设备运行参数，全方位诊断设备“健康”状态，及时对处于“亚健康”状态的设备进行维修保养。提高设备安全性、提高能源效率和延长设备寿命。

③设备管理

通过企业设备统一分类和唯一标识系统为纽带，建立企业生产设备管理总体框架，实现设备台账管理、维修管理、缺陷管理、变更管理等，掌握实时掌握设备状态及设备运行效率，及时淘汰落后设备，避免重大生产事故。

④报警中心

形成企业安全体系，通过视频监控，公司可以通过集中监控及时、快速、准确地处置人为隐患、火灾、异常能源系统和事故，从而控制安全隐患的影响和系统故障最少，保证企业稳定稳定运行，防患于未然。同时可以对设备运行一段时间的告警信息进行统计查询，可以显示单个设备的详细告警信息，具有告警确认功能。可用于任意时间段、任意进程的告警统计。

⑤环境排放监测

建立企业废水、废气、废弃物等污染物排放监测，建立污染物排放与回收机制。重点统计企业主要污染物排放量，与国家标准比对，超标信息通过系统提示、手机短信、邮件等方式以报警信息的形式通知用户。污染物排放数据可按标准实时上报相关部门。

通过数据模型、分析和挖掘技术，提供数据环境相关依据，构建治理方案，做好污染物循环利用体系，充分利用，减少环境污染。

智慧能源-商业平台

①商业模式

商业平台构建商业模式，通过可视化的方式明确商业模式，形成金融、市场、项目、销售、运营、用户等的商业模式，充分整合资源，提供清晰、智能、高效的服务。企业发展与经济效益最大化。

销售整合

②托管服务

搭建托管服务体系，包括设备托管、负载托管、电费托管等服务，

设备托管：通过监控、维护、客服、抢修等步骤，形成7*24小时服务体系，通过包括但不限于客服团队在内的专业服务团队实现实施自动化，运维团队，工程团队结合平台功能，提高效率，节约成本；通过年缴服务费，提供能源监控管理、设备运维、一揽子销售服务、客户投诉处理全周期体系③智慧服务

设备管理

加载主机

付费托管

④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、能源定制、互助交易等多种交易模式和方式，满足不同用户的不同需求和为能源市场制定统一标准。

⑤金融服务

提供与多家金融机构和资本机构的结合，将金融体系与投资、储蓄、结算、保险、银行、金融信息咨询等多种金融服务能力相结合，为金融体系打造基础交易，为企业提供客户发展需求。金融和发展服务的内容。

智慧能源-客户服务平台

①业务受理

为客户规划咨询、信息化建设、方案定制等在信息通报、投诉建议、业务咨询等方面提供对接处理。

②客户管理

对于用户档案管理，定期进行客户关怀和回访，及时捕捉客户需求和潜在问题；同时为用户推送账单，费用准确透明。

③后台服务

通过人力收集信息，形成数据分析记录，为运营和平台数据分析挖掘提供数据基础。为平台系统维护提供协助和支持，维护平台稳定性。

智能能源管理背景

①系统管理

平台基础的管理，包括用户、账号信息、组织架构、角色、权限管理、数据模板、流程定制等。平台基础功能执行管理和部署，各方面管理平台标准实现统一配置和管理。

②网络管理

统一管理企业平台的物联网、无线、光纤、有线等网络和设备，对网络状况、带宽、费用等进行监控管理。

③数据备份

用户手动或系统自动备份保存各种数据；当特殊情况导致数据丢失时，可以自动导入最新的备份数据进行数据恢复，避免特殊情况下数据丢失造成的各种损失。

优势

优势一、“三合一”架构布局使平台能够快速扩展，多角度灵活整改，充分整合多种资源，随时响应实际愿景。

优势二、分布式微服务模式，提供全面的容灾恢复能力，融合、降级、导流能力，适应各种使用场景变化，让平台保证7*24小时全面洞察力;感知升级。

优势三、强大的数据治理能力：离线/在线计算，数据湖和数据仓库构建仓库和湖连接，市场展示做结构化数据，非结构化数据，半结构化数据，物联网数据等. 有效的表单数据资产并提供无限的数据处理和存储能力；同时，机器学习、深度学习、神经网络的加入，在海量数据资产的加持下，使平台引擎具备“学习”能力，为平台合理演进、持续自动化奠定了基础。优化。支持。

优势四、满足多种不同终端，即个人电脑、手机、Ipad等不同终端接入，支持多种主流浏览器；同时系统支持个性化需求，用户可以根据自己的喜好配置不同的配置展示形式，满足不同人群的需求。

优势五、灵活全面的架构基础，为业务提供强有力的支持：

①灵活可靠的物联网互联能力，为能源数据接入提供有效保障，为整个平台打下坚实的初始数据基础，让平台的第一步极为扎实。

②统一标准的建设模式，让多领域能源系统形成信息闭环，组合多种能源，信息透明共享，形成多地使用一套平台的模式。

③随时随地实现实时、精准、高稳定性的运营、管理和服务，精准定位和解决问题，充分保障生态运行的稳定性。

④在信息化走向数字化、智能化的过程中，数据的价值将得到最大化：

√减少环境污染，形成资源再利用效应

√ 帮助用户减少浪费，挖掘节能空间

√减少能源管理环节，优化能源管理流程，建立客观的能耗评价体系

√降低运营能耗，提高管理效率

√ 提高设备性能，延长设备寿命，杜绝设备管理不完善因素

√加速故障监测和异常处理能力，为楼宇运行的安全可靠提供保障

√智能子系统资源共享，协同工作，高效节能运行

√ 实现管理者及时掌握整体能耗，为决策提供良好的指导，大幅提升业务能力和服务能力