工业企业及园区用能控制系统（CPS）建设方案.docx

工业企业及园区用能控制系统

建设方案

（初稿）

目录

TOC\o1-3\h\z\u一、建设背景 1

二、系统定位与建设目标 2

（一）系统定位 2

（二）建设目标 2

三、重点建设任务 3

（一）物理场景分析 3

1.园区用能场景分析 3

2.工业企业用能场景分析 5

（二）系统功能及架构研究 9

（三）数学模型搭建及控制策略研究 10

1.工业企业能效提升模型及策略 10

2.工业企业参与电网友好互动模型及策略 12

3.园区光热电协调优化模型及策略 14

4.园区光储充智能控制模型及策略 17

5.园区参与电网友好互动模型及策略 19

6.园区参与电力市场交易的模型及策略 21

四、建设计划 28

（一）示范阶段 28

（二）推广阶段 29

附件1工业企业及园区用能控制系统主要设备表及供应商 30

附件2工业企业及园区用能控制系统主要设备信息模型表 35

附件3工业企业及园区用能控制系统数学模型清单 47

PAGE

PAGE34

一、建设背景

在国家层面，目前我国的用电构成中，工业用电量的比重占全社会用电量的75%左右，增速方面根据2019年1-4月份数据统计工业用能同比增长在3%左右，国家“十三五”各地区“双控”目标中能耗强度降低指标平均在15%，整体节能形式严峻，而工业首当其冲。但当前工业企业普遍存在将产量作为第一要素，而忽略能源使用的情况，多数工业企业对于用能数据停留在关口数据采集，并且忽视电能以外的其他综合能源的利用。与此同时《中国制造2025》提出，“基于信息物理系统（CPS）的智能装备、智能工厂等正在引领制造方式的变革，加强信息物理系统的研发和应用，重塑新时期国家竞争新优势”。通过工业企业及园区用能控制系统（属CPS子类）建设，可以将智能制造与智慧用能相结合，实现节能降耗并参与电网友好互动，提高能源利用效率。

在公司层面，2019年公司启动了泛在电力物联网SG-eIoT建设，工业企业及园区用能控制系统建设作为泛在电力物联网的典型应用，通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，实现能源生产、输送、转化、存储等各环节实时监测，动态分析，科学预测。在智能感知终端，目前国网系统接入的终端设备超过5亿只（其中4.5亿只电表，五千万台各类保护、采集、控制设备），规划到2030年，接入SG-eIoT系统的设备数量将达到20亿。建设工业企业及园区用能控制系统可以有效支撑泛在电力物联网建设，通过实时调控及各种能源利用匹配互补，提升能源利用效率，降低客户用能成本，促进公司综合能源服务水平的提升。

在客户层面，目前工业企业及园区能源管理存在诸多问题：一是单位产品能耗比世界先进水平高47%，普遍存在用能效率较低、综合能耗较高、无规范的分级计量，用能状况不透明，无法实现科学的管理和监测，客户对用能情况不能精细分析和评估，更无法进行改造和优化。二是各供用能系统间相互独立，缺乏实现联动的方式及策略，无法真正做到纵向源网荷储、横向多能互补协调优化，未能实现清洁能源的有效利用。三是大多数工业企业及园区的能源管理系统，未与电网系统进行互联互通，也缺乏与电网的互动。

综合以上分析，建设工业企业及园区用能控制系统迫在眉睫，工业企业及园区用能控制系统将从能源的生产、传输、转换、存储、消费等环节出发，实现供能侧多能互补优化、源网荷储协调控制，提升工业企业及园区整体供用能管理水平，同时能实现与大电网友好互动，降低工业企业及园区综合能耗，提升企业经济效益，并为用户开展绿色用能、智慧用能建设提供技术支撑。

二、系统定位与建设目标

（一）系统定位

工业企业及园区用能控制系统，是集成计算、通信与控制技术，使供用能设备或系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能，构建协调优化、友好互动、灵活交易的用能管控体系。

（二）建设目标

通过工业企业及园区用能控制系统建设，实现工业企业及园区各供用能系统的实时感知、动态控制和信息服务，实现分布式光伏、风电、三联供、热电厂、储能等多能源协调优化控制，优化能源结构配置，提升能源综合利用水平。工业企业及园区用能控制系统还能实现负荷互济、提升平衡能力，远期可以进一步拓展园工业企业及园区能源交易、需求响应和现货交易等新型业态。

三、重点建设任务

（一）物理场景分析

1.园区用能场景分析

（1）园区用能特点

典型园区一般涉及能源的生产转化、传输、存储和消费等环节，包含风、光、气、电、热、冷、储等多类型能源形式。在能源生产转化环节，为满足不同形式的用能需求，园区通常配置能源站，涵盖如分布式光伏、风电、三联供机组、热电联产