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案例34.许继集团:四表集抄工程,推动能源互联网发展
许继集团有限公司

导读:许继集团落实《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,秉承“能源互联、信息互通、多态协调、开放共赢、创新节能”理念,依托国家电网用电信息采集和“四表合一采集”体系,整合社会资源,打造“互联网+”四表集抄的多能源大数据共享服务平台,实现电、水、气、热表统一采集与管理,为政府部门能源监管、能源公司创新服务、能源用户互动节能等提供数据支撑、技术手段及增值服务。“互联网+”四表集抄以运营模式创新、采集技术创新和服务体系创新为驱动,构建“四种典型配置方案+一套数据共享平台+一套共享服务系统”体系,形成“互联网+”四表集抄整体解决方案,已在国内10个省应用,促进能源消费管理方式优化变革,成效显著,为我国能源互联网建设奠定坚实基础。

一、基本情况

(一)许继集团介绍

许继集团有限公司(以下简称“许继集团”)是国家电网公司直属产业单位,是专注于电力、自动化和智能制造的高科技现代产业集团。作为国内装备制造业的领先企业,许继集团积极履行大型国有企业的社会责任,以国际一流的高端能源装备制造和现代服务产业集团公司为发展定位,聚焦于特高压、智能电网、新能源、电动汽车、轨道交通及工业智能化、节能环保、智慧城市、智能制造、先进储能、军工全电化等十大核心业务,致力于为国民经济和社会发展提供高端能源和电力技术装备,为清洁能源生产、传输、配送以及高效使用提供全面的技术和服务支撑。

许继集团是全国首批创新型企业,荣获首届“中国工业大奖”表彰奖、国家科技进步特等奖1项、国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖3项、首届“中国质量奖”提名奖等诸多荣誉称号,拥有国家级企业技术中心、国家高压直流输变电设备工程技术研究中心、国家能源主动配电网技术研发中心,以及国家电工仪器仪表质量监督检验中心,是IEC/TC85技术委员会秘书处和全国电工仪器仪表标准化技术委员会秘书处承担单位。拥有有效专利近1200项,发明专利近300项,实现了一批核心关键技术突破,创造了数十项“中国第一”和“世界第一”。先后为特高压智能电网建设、长江三峡工程及核电建设、高速铁路建设等大型工程项目提供了大量的优质成套设备,打破国外垄断,取代进口,为国家节省了大量的工程投资,作为民族工业走在了世界的前列。截至2015年底,许继集团资产总额172.74亿元,用工总量10790人。

展望未来,许继集团将坚持以支撑国家“一带一路”、“中国制造2025”、能源革命、“互联网+”及全球能源互联网战略为使命,以技术创新、管理创新、工艺创新、商业模式创新和新材料应用为引擎,以“为经济社会可持续发展提供低碳、节能、环保、智能、互动服务的高端能源装备和系统解决方案”为导向,全面建设成为国际一流的能源装备制造和现代服务产业集团。

(二)项目情况

为推进能源互联网发展,国家发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,旨在发挥互联网在能源生产和消费革命中的基础作用,推动能源基础设施合理开放,促进能源生产与消费融合,提升大众参与程度,加快形成以开放、共享为主要特征的能源产业发展新形态。20157月,国家发布了《关于促进智能电网发展的指导意见》,鼓励完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制,支持水、气、电集采集抄,建设跨行业能源运行动态数据集成平台,鼓励能源与信息基础设施共享复用。同年,国家电网公司营销部下发了《国网营销部关于加快推进四表合一采集应用工作的通知》,提出加快推进供电、供水、供热、燃气“四表合一”采集建设应用工作。许继集团参与国网公司标准制定,并在辽宁、内蒙古、四川等10个省份承建了国网四表集抄工程,积累了大量的建设运营经验,取得了明显的社会经济效益,具有较强的示范意义。

二、主要做法

四表集抄系统建设是一个涉及运营模式、技术方案、项目实施和功能提升的系统工程。许继集团与电力公司、水气热企业开展合作,采用“协作示范、先试先用”的合作策略,在四表数据集抄的基础上,优化能源配置,创造能源计量收费新模式,提升能源使用效率。

四表集抄系统充分利用现有用电信息采集资源,构建系统架构,完善系统功能设计,开发水、气、热表档案管理、数据采集管理、采集运维平台、综合查询等功能,实现电、水、气、热表统一采集与管理。经过大量工程实践,许继集团总结并提出了4种产品配置方案、32类工程实施方案,全面覆盖现场各种应用场景。

四表集抄整合电、水、气、热用能数据,建立能源数据共享平台,实现多方参与的数据共享,推动能源网络分层分区互联和能源资源的全局管理。通过数据挖掘利用,建设基于能源大数据的业务服务体系,对政府、企业、用能客户提供能源服务,提升能源的综合使用效率。本系统建设在技术方案、项目实施和功能提升方面,突出了“互联网+” 模式创新、技术创新和服务创新。

(二)运营模式创新

四表集抄需要打破能源壁垒,使电、水、气、热能源达到互联互通。在政府支持下,许继集团与电力公司组织燃气公司、水务公司、热力公司协调沟通,实现了四表数据的统一采集。在此基础上,进一步探索数据的共享与互动模式,创造能源计量收费的新运营模式。通过整合能源居民客户资源,建设能源公共事业的集中数据中心,实现电能、供水、热力、燃气等能源消费的实时计量和信息交互;达到电、水、气、热能源的“统一采集、统一账单、统一收费”。基于电力公司现有网络公共服务平台建设公用事业综合服务平台,实现用户用能情况的实时查询和推送,整体提升了公用事业单位的服务水平和服务效率。

四表集抄推动多能形态灵活转化,联合众多利益相关方共同参与,形成智能协同;通过构建新型的能源信息融合,重塑能源公司与用户的关系,实现产业的聚合成长;通过能源自动调配,综合优化社会资源配置,实现多类能源的开放互联、多种能源的耦合互补和调度优化,为能源的综合开发、梯级利用和能源共享提供了条件,最大化提高能源的综合使用效率。

(三)能源采集技术创新

当前能源数据采集的通信标准、技术规范不统一,许继集团与电力公司、燃气公司、水务公司、热力公司共同制定统一技术规范、通信标准,建立起统一的量测传感网络,加强多能协同综合能源采集体系,促进不同能源网络接口设施的标准化、模块化建设,支持各种能源生产、消费设施的“即插即用”与“双向传输”,实现能源监测、能源互联共享。

四表集抄具备多层网络结构,主要分为远程网络和本地网络,远程网络主要由GPRS/3G/4G/Internet组成。本地网络为表计采集网络,包含微功率无线(RF)、电力线载波(PLC)M_BUSRS485等方式。本地网络最为复杂,可以由以上方式组合而成。根据不同的通信条件和表计安装位置,设计了多种采集方式,以适应复杂多样的现场。数据采集方式还可以自由组合,为现场提供了稳定、经济、可靠的四表集抄应用方案。

(四)构建能源互联网数据共享平台

四表集抄建设开放的数据公共平台,加强能源互联网信息共享。通过建立贯穿能源全产业链的信息公共服务网络和数据库,加强上下游企业能源信息对接、共享共用和交易服务。鼓励互联网企业与能源企业合作挖掘能源大数据商业价值,促进能源互联网的应用创新。推动能源网络分层分区互联和能源资源的全局管理,支持终端用户实现基于互联网的平等参与。

通过建设能源大数据中心,逐渐实现与相关市场主体的数据集成和共享。在安全、公平的基础上,以有效监管为前提,打通政府部门、企事业单位之间的数据壁垒,促进各类数据资源整合,提升能源统计、分析、预测等业务的时效性和准确度。

通过能源大数据与智慧城市业务的深度融合,促进以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能家居、智能楼宇、智能小区行业发展。给家庭、社区、区域不同层次的用能主体提供能耗数据管理和发布、一体化缴费、一卡通、安全管理等服务,可以有效支撑“智慧城市”建设。

(五)创建能源大数据的业务服务系统

四表集抄创建面向政府、企业、用户等各级应用主体的业务服务系统,通过数据挖掘利用,促进基于能源大数据的服务创新,开展面向能源协调、消费的新业务应用和增值服务,实现对用户的各类数据进行归类,整理,分析和深度挖掘,协助多行业做出正确的决策。

政府方面,一是提供区域能源使用比例及使用结构差异分析,为政府节能降耗、减排增效策略调整提供数据支撑;二是综合能源调配,为政府能源监管提供技术和数据支持。

企业方面,一是提高能源质量和能源网设备利用率,将季节性、时段性能源供需矛盾给社会和企业带来的不利影响降至最低程度;二是通过技术手段,加强用能管理,改变用户用能方式,根据能源网络负荷情况,采取一系列有序用能措施,达到对用户的负荷精准控制,避免无计划限制用能,确保能源网络安全运行和供能秩序稳定。

用户方面,一是提供用能联合分析,通过分析用能数据间的潜在联系,综合判断现场设备运行状态和客户用能情况;二是通过智能互动方式,向用户提供互动节能及多样化的服务体验。

三、经验效果

国家电网公司计划2016年完成四表集抄改造试点工程300万户。许继集团在2016年上半年之前已经完成了辽宁、四川、内蒙等10个省的试点工程。项目实施后,电、水、气、热表抄通率达100%,降低了一线人员的劳动强度和人力成本,获得了政府、企业、用户的高度认可。四表集抄试点工程的建设已经为能源系统部署积累了丰富的经验,取得了显著的社会和经济效益:

(一)降低系统建设和运维成本

四表集抄建设以强大成熟的智能电网用电信息采集系统为依托,借助电力信息采集系统的既有数据采集平台和资源,实现水气热表的采集是资源的最大化利用和节约。经测算,四表合一安装调试费用约为2-4/平方米(不含表计等主材费用),比四表单独安装调试费用节约1-3/平方米;运维费用每年约0.25/平方米,比四表单独运维费用节约0.20/平方米;代售网点收取2%的手续费,如果四表统一缴费,每年每户能够节约20-30元的手续费。由此可见,四表集抄大幅降低了用能信息采集系统建设和运维的成本,也为能源消费用户降低了用能成本。

(二)促进行业应用变革

四表集抄建设了统一用能信息采集系统和用能数据分析系统接口。接口的统一和标准化,促进整个能源行业的变革。主要体现在以下四个方面:一是通过电、水、气、热用能数据的采集和监测,为能源互联网行业发展奠定了数据支撑。二是解决了水气热行业现有抄表难题、漏损难题,对实现能源监测,减少能源浪费,提升行业服务质量起到了显著的作用。三是通过对水气热表数据集抄的接口标准化,减少了地域差异,加大各能源行业间的资源共享与合作,促进了水气热行业发展的规范化。四是通过开展统一采集、统一缴费业务,不断创新商业合作模式,带动了整个能源数据信息采集业务共享的行业应用变革。

(三)促进产业升级

四表集抄是能源数据采集产业的基础平台,也是互联网与能源传输、量测、消费深度融合的能源产业发展的新形态。它从多个方面为能源产业发展营造了良好的生态环境,促进了产业升级。

一是有效提升电、水、气、热等市政行业用能信息采集自动化水平,大幅提高抄表效率和客户满意度,有力支撑智慧城市的能源管理基础建设和智能需求响应;整合用能服务范围,提高能源监控水平,降低社会投资成本,实现政府、行业和用户多方利益协同发展的新模式。

二是推动能源产业与信息通信产业的共同发展,促进智能终端及接入设施的普及应用,为大数据采集应用与物联网行业发展带来巨大的源动力。对发展能源大数据应用,拓展能源大数据采集范围起到了关键的支撑作用。

三是通过用能数据的采集和监测分析,给出科学合理的能源配置方案,促进能源产业结构性调整,对提高可再生能源比重,促进化石能源清洁高效利用,提升能源综合效率,推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点。

(四)创新能源服务模式

四表集抄形成能源网络分层分区互联和能源的全局管理,创新了能源数据互联共享服务模式。一是通过构建一体化的用能数据采集平台,建设面向智能家居、智能楼宇和智能小区的能源综合服务中心,实现多种能源的智能定制、主动推送和资源优化组合。二是通过能源数据服务平台,提供面向用户终端设施的能量托管、交易委托等增值服务。拓展第三方信用评价,鼓励企业拓展独立的能源大数据信息服务。