城市能源的應用模式探討

城市能源的應用模式探討

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，城市能源消費和需求的快速增長。因此，溫室內(nèi)的二氧化碳和其他氣體排放導致環(huán)境惡化。傳統(tǒng)的水、電、氣、熱等獨立能源供應模式無法滿足社會發(fā)展的要求。因此,為落實國家能源發(fā)展戰(zhàn)略,從城市基本功能定位出發(fā),以滿足經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的能源需求為目標,構建以通信信息平臺為依托,供水、供電、供氣、供熱協(xié)調發(fā)展的能源供應新模式,實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置顯得十分重要。新模式必須具備以下三個特點:(1)能夠適應各類能源和用戶便捷接入、退出的需要,實現(xiàn)能源和用戶資源的協(xié)調互動;(2)能夠高效集成、共享與利用各類信息,實現(xiàn)能源使用狀態(tài)的實時監(jiān)控和聯(lián)合優(yōu)化調度;(3)能夠顯著提高能源運營效率和用戶服務質量,實現(xiàn)能源與經(jīng)濟、社會、環(huán)境和諧發(fā)展。一、智能能源網(wǎng)絡結構模型1.行業(yè)信息和數(shù)據(jù)傳輸級智能能源網(wǎng)信息網(wǎng)絡由四大部分組成:數(shù)據(jù)采集層、信息傳輸層、行業(yè)信息數(shù)據(jù)處理平臺、能源網(wǎng)核心平臺。水網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱網(wǎng)作為智能能源網(wǎng)的一部分,需建立相對獨立的信息網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)處理平臺,該平臺對用戶和政府智能能源網(wǎng)開放接口和協(xié)議。(1)數(shù)據(jù)采集層。包括智能終端設備——智能電表、智能煤氣表、智能熱能表、智能水表及其他行業(yè)智能采集終端設備,行業(yè)管理部門可以通過該終端實現(xiàn)遠程監(jiān)控,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和上傳,防止破壞和偷竊行為,實時控制智能終端用戶端口運行狀態(tài)。(2)信息傳輸層。包含兩部分,其一為行業(yè)數(shù)據(jù)處理中心至終端用戶之間的數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng),其二為行業(yè)數(shù)據(jù)處理中心至政府智能能源核心平臺之間的數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)。兩個層面之間的信息傳輸通道可以由政府組織相關部門建設。(3)行業(yè)信息數(shù)據(jù)處理平臺。將各個智能應用終端所采集的信息匯聚到各行業(yè)中心數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫,進行數(shù)據(jù)分析,通過這個平臺實現(xiàn)對全行業(yè)供、用網(wǎng)絡的智能控制,實現(xiàn)行業(yè)中心與客戶之間的數(shù)據(jù)共享,雙向互動。(4)能源網(wǎng)核心平臺。以政府網(wǎng)為介質,建設統(tǒng)一的具備完善安全策略的開放的綜合信息處理平臺,在此平臺之下,各行業(yè)數(shù)據(jù)處理中心作為模塊化的分中心,既互相聯(lián)系,又互相獨立。該平臺面對社會開放,可為政府提供各行業(yè)運轉情況,為政府合理調配資源提供決策依據(jù);通過該平臺用戶可以隨時瀏覽、查詢相關行業(yè)的數(shù)據(jù)信息,隨時互動進行水、電、煤氣、熱等網(wǎng)上交易,實時繳費。城市智能能源網(wǎng)結構模型如圖1所示。2.統(tǒng)一信息網(wǎng)絡平臺統(tǒng)一信息網(wǎng)絡平臺在安全性方面與各自專用的信息網(wǎng)絡相比,主要安全性差異在于信道復用問題,采用MPLS/VPN技術和信息安全基礎設施可以有效解決統(tǒng)一信息網(wǎng)絡平臺的安全性問題。MPLS/VPN技術實現(xiàn)通道的“邏輯隔離”,確保信道相對獨立,信道數(shù)據(jù)完全相互獨立。通過全面部署多路并行處理的防火墻系統(tǒng)、身份認證系統(tǒng)、內(nèi)容過濾系統(tǒng)、訪問日志系統(tǒng)、IDP入侵檢測主動防御系統(tǒng)等安全系統(tǒng),有效解決共用網(wǎng)絡安全基礎設施的安全性問題。3.專用網(wǎng)絡的組成智能能源網(wǎng)信息處理平臺是一個基于IP的,具備完善安全策略的開放的網(wǎng)絡,兼容各個行業(yè)的專用網(wǎng)絡,各行業(yè)的專用網(wǎng)是它的子模塊網(wǎng)。如智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理平臺就是智能能源網(wǎng)的一個組成模塊,也是一個基于IP的具備完善安全策略的開放的網(wǎng)絡。智能能源網(wǎng)作為政府網(wǎng)的有機組成部分,通過公共網(wǎng)絡面向社會開放,該網(wǎng)絡為可以百姓提供海量的服務信息,拓寬公網(wǎng)的信息渠道。4.智能能源信息網(wǎng)絡的基礎設施智能能源網(wǎng)是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡。智能能源信息網(wǎng)絡的基礎設施包括:信息匯聚處理數(shù)據(jù)庫、行業(yè)光纜路徑資源、行業(yè)無線專網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸設備。二、行業(yè)信息平臺建設政府是智能能源網(wǎng)的運營監(jiān)管機構,政府和開發(fā)商出資建設用戶住宅小區(qū)內(nèi)的信息網(wǎng)絡,水、電、氣、熱等行業(yè)部門出資建設行業(yè)信息處理平臺和數(shù)據(jù)采集終端,智能能源網(wǎng)核心平臺由政府建設,各行業(yè)部門通過租用用戶住宅小區(qū)內(nèi)的信息網(wǎng)絡接入所屬設備采集信息并向用戶提供增值服務。各行業(yè)部門通過與政府簽訂合作協(xié)議來保證收益并承擔有關責任。三、與傳統(tǒng)的能源網(wǎng)絡相比，智能能源網(wǎng)絡的優(yōu)勢1.建立互動能源網(wǎng),提高能源效率所謂用戶的互動化是指在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上,通過加載系統(tǒng)數(shù)字設備和升級網(wǎng)絡管理系統(tǒng),實現(xiàn)供水、供電、供氣、分級調度、綜合服務等能源產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理。同時,再造能源供應的信息回路,構建用戶新型的反饋方式,推動能源供應網(wǎng)絡整體轉型為節(jié)能基礎設施,提高能源效率,降低客戶成本,減少溫室氣體排放,追求能源企業(yè)價值最大化?；幽茉淳W(wǎng)還可以通過電子終端將用戶之間、用戶和能源供應公司之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接,實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的總體效果,實現(xiàn)電力、燃氣、熱力、供水、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā),實現(xiàn)用戶富裕能源的回售;可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),完善社會能源供應體系的集成作用,實現(xiàn)有效的能源供給保護,由此可以優(yōu)化能源管理,將能源網(wǎng)絡提升為互動運轉的全新模式,形成能源網(wǎng)全新的服務功能,提高整個能源供應消費鏈的可靠性、可用性和綜合效率?；幽茉淳W(wǎng)革命將推動城市能源基礎設施通過加載數(shù)字設備和改進網(wǎng)控技術,升級為人類創(chuàng)新生產(chǎn)和生活的主要設施,而能源網(wǎng)的通訊和信息服務營業(yè)收入與盈利水平完全可能等同或超過傳統(tǒng)的能源銷售業(yè)務。2.能源消費領域與傳統(tǒng)能源供應網(wǎng)相比,智能能源網(wǎng)除了可提高能源供應可靠性、提高運營管理水平外,更重要的是,它通過智能表計與分時價格、設備狀態(tài)檢測等手段為用戶提供彈性能源價格服務,使用戶充分享有能源消費主動權。智能能源網(wǎng)建成后,能源消費方式將會發(fā)生根本性改變,水、電、氣、熱的價格不再是一成不變,而是根據(jù)一天中不同時段來自動定價。以前只是由能源供應公司讀取表計用量,現(xiàn)在用戶也可以看到整個城市的水、電、氣、熱的使用情況,從而為自身能源消費進行規(guī)劃;另外,居民家中的智能電器設備不僅能夠感應外部溫度的變化,還能感應能源使用高峰價格的上漲變