基于地下管线的园区能源互联网建设研究

基于地下管线的园区能源互联网建设研究

龚娟张金华孙海旺田少美

（国网天津市电力公司武清供电分公司天津301700）

摘要：本文创新性的以作为能源传输载体的地下管线为研究对象，构建能源互联网背景下的能源传输环节的管理。支撑实现对园区内能源传输环节以科学规划和安全运行为核心的智慧化管理，有效衔接能源供给侧和能源需求侧，建立能源互联及优化配置机制，并围绕园区内用电为核心，构建“用能服务、节能服务、预测服务、咨询服务”在内的园区能源综合服务体系。

关键词：园区能源互联网；地下管线；能源传输

1建设核心内容研究

实现对园区内能源传输环节以科学规划和安全运行为核心的智慧化管理，有效衔接能源供给侧和能源需求侧，建立能源互联及优化配置机制，并围绕园区内用电为核心，构建“用能服务、节能服务、预测服务、咨询服务”在内的园区能源综合服务体系。为电力企业成为城市能源互联网建设、管理、运营的引领者这一目标，为其商业化开展城市能源互联网的管理、运营，实现由传统电网企业向综合能源服务提供商转型做出贡献。其核心内容包括以下几方面。

（1）管线及能源二三维可视化管理：将传输能源的地下管线及能源自身应用GIS技术以可视化的方式直观展现，构建园区内综合管网一张图，基于地下管线展示各类能源在园区内的整体分布情况（已完成建设、正在建设、规划建设）；构建管线三维展示应用，创建三维场景，真实再现管线在地下的分布、埋设、连接、走向，并展示能源在管线中的传输情况。

（2）园区能源安全运行保障：通过与监测设备集成，以在线监测的方式对能源在经过管线的输出量、用户使用量实时监测，并经对比分析，提供能源传输损耗、用户使用情况等监测分析数据；实时监测电缆温度、水流压力、管道湿度、燃气密度、热力温度、气体浓度等运行数据，掌控作为能源传输载体的的安全运行状况。

（3）基于管线的园区能源综合管理：充分发挥园区能源传输管线的作用，通过各类地下管线构建能源互联互通通道，研究园区能源管理模型，构建以用户服务和园区管理为核心的园区能源综合管理支撑服务。

（4）综合能源数据模型构建：构建以地下管线为载体，以电力为核心的，以水、燃气、热力为构成部分的，以满足园区能源互联互通和智慧化管理应用为目的的园区综合能源数据模型。

（5）综合能源数据接入：实现对各类能源数据的监测，通过与用电采集集成的方式接入用户电量数据，与园区管委会洽谈接入水、燃气、热力等能源流量数据，并对接入数据统一编码处理，并一一对应至园区内用户上，实现用户能源数据的接入。

2信息系统支撑研究

要实现基于地下管线的园区能源互联网建设的核心内容，是离不开信息系统的支撑的，具体包括以下几项功能模块的需求。

2.1管线管理模块

1）管线数据导入

通过标准模板导入园区管线数据，自动建模并生成拓扑关系，支持一次性大量数据录入。

2）管线及能源可视化管理

应用二维GIS和三维GIS技术，构建二三维管理平台，实现对管线及能源信息的图形可视化管理，实现基于地理背景的管线分布、路由展示，并在三维场景中真实再现管线于地下埋设情况，展现综合管线间的交叉跨越关系，整体上将地下管线的位置、空间管线、分布、走向直观展示。

3）管线及能源在线监测

基于各类计量设备对电、水、燃气、热等相关能源的传输、消耗情况进行在线监测，并直观展示；基于各类监控设备对电缆温度、水流压力、管道湿度、燃气密度、热力温度、气体浓度等运行数据进行监控并分析，及时发现及解决隐患，保障能源安全运行。

4）管线规划分析

基于园区内现有管线资源，当发生新增用户、用户增容等需求，进行能源新投时，基于地下管线数据及拓扑关系分析并规划新投路径，以图形和文字的方式形成规划结果，明确告知用户规划方案。

5）管线生产运行支撑

在GIS地图上，以管线二维模型为基础，接入综合能源信息、管线位置信息、埋设信息、走向信息，为相关人员开展管线的巡检、故障抢修提供数据支撑。

2.2用能综合服务

基于采集获取的用户各类用能数据，并基于用户类型、用能类型、用能时间等综合信息，对用户提供用能查询、用能预测、节能优化建议、费用查询、信息咨询等服务，并发布政府公示价格、园区能源管理办法等信息。

分用户类别提供不同的信息查询服务。对典型大用户提供自身各类型能源的使用信息，包括对历史信息的查询。对一般用户提供基于关口总表的数据查询。同时对全部用户提供停电信息、停水信息、供暖等能源信息的查询。

2.3园区能源综合管理

为园区管理委员会提供对能源综合管理的工具，以信息化手段取代纸质记录，并为园区提供综合能源的信息化管理，实现对用户、当前耗能、历史用能、缴费信息的综合管理。

3园区能源互联网运营管理研究

园区能源互联网的运营管理主要包括管线管理服务、综合能源服务、节能服务3方面。

3.1管线管理服务

对园区内的电、水、热、燃气等管线提供综合管理服务，对园区管线的智慧化管理是园区能源互联网的重要基础。在投资建设阶段，由政府出资建设，公司配合政府和相关单位开展园区管线的规划设计，从管线的合理布局、对资源的充分利用及能源互联互通的角度提供咨询服务。在管线运营维护阶段，提供管理服务，通过管线管理平台为管理者提供查询、统计、监测、分析等服务。主要为园区能源管理单位服务，以与园区管理单位合作的方式开展。

3.2综合能源服务

园区是一个负载的能源综合体，涉及电、水、热、燃气。通过构建基于地下管线的园区能源互联网，一方面可以整合各类能源信息，另一方面能够实现对园区能源的统筹管理。重点研究为园区管理者提供的园区能源综合服务内容，具体包括为园区管理委员会提供对能源综合管理的工具，以信息化手段取代纸质记录，为园区提供综合能源的信息化管理，实现对用户、当前耗能、历史用能、缴费信息的综合管理，并构建综合性的缴费渠道，实现统一缴费。同时基于对管线及能源的安全运行监测保障园区能源供应的稳定性和能源运行的安全性，实现电力企业由供电公司向园区能源综合服务提供商的转变，主要为园区能源管理单位服务，以与园区管理单位合作的方式开展。

3.3节能服务

基于采集获取的用户各类用能数据，并基于用户类型、用能类型、用能时间等综合信息，分用户类别差异化构建用能模型，同时基于用能实时监测数据自动分析用户用能健康状况，对用户提供以节能服务为核心的相关内容。在差异化服务方面，对包括用能查询、用能预测、节能优化建议、费用查询等服务，及发布政府公示价格、园区能源管理办法等信息在内的服务内容根据用户类别差异化提供。用能预测和节能优化建议围绕电水热气多能进行资源配置和使用优化，降低用户用能费用，按服务时间和内容与典型大用户合作，从节能降耗节约的成本中收取费用。

4结语

本文在城市能源互联网背景下提出基于地下管线的园区能源互联网建设研究工作，实现对园区能源及地下管线更加智慧化的管理。研究成果为实现能源互联网与园区结合的落地实践，开展将城市能源互联网工作分解到以园区为更小区域单位的落地实践建立良好的理论基础；同时对能源在供给侧和需求侧之间的安全运行传输提供保障；分析了从信息系统支撑和园区能源互联网运营管理两个层面的具体内容，进一步推动园区能源互联网的建设实施，推进城市能源互联网的整体工作进展。

参考文献：

[1]洪居华.城市能源互联网初步认识与研究展望[D].电力自动化设备，2017.

[2]杨锦成.区域能源互联网架构下的综合能源服务[D].上海节能2017.