1 .系統(tǒng)概述

2020年9月，我國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。2022年6月，科技部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房城鄉(xiāng)建設部、交通運輸部、中科院、工程院、國家能源局共同研究制定了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》，明確要充分發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量和各類創(chuàng)新主體作用，深入推進跨專業(yè)、跨領域深度協(xié)同、融合創(chuàng)新，構建適應碳達峰碳中和目標的能源科技創(chuàng)新體系。要發(fā)展應用“新能源發(fā)電”、“儲能技術”、“智能電網”等能源綠色低碳轉型支撐技術。

AcrelEMS智慧能源管理平臺將企業(yè)用電分為源、網、荷、儲、充，能夠監(jiān)測企業(yè)整體供配用電狀況，并在一個系統(tǒng)中集中展示，便于管理人員集中管理以及更好地對企業(yè)進行維護。

系統(tǒng)實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監(jiān)控，滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天候進行數據采集分析，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

2.適用場合
系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3 .基礎支撐平臺
3.1 平臺架構

現場通過以太網或4G與本地系統(tǒng)和平臺通訊，本地系統(tǒng)搭建在客戶自己配置的工控機上，平臺搭建在云服務器或客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與服務器聯通的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP訪問和操作平臺。

平臺兼容單個站點和多個站點接入，采用B/S+C/S架構，在物理上分為四層：設備層、網絡通信層、站控層和平臺層。

現場設備層：主要是連接于網絡中用于計量、保護、控制、治理的各類傳感器，包括充電樁、多功能電表、防逆流裝置、電能質量監(jiān)測、無功補償裝置、微機保護測控裝置、弧光保護裝置以及第三方的逆變器、儲能柜等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規(guī)約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據同時上傳至站控層系統(tǒng)和平臺。智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

站控層：通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。本地站控層系統(tǒng)支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。系統(tǒng)可以制定并自動執(zhí)行計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、有序充電、動態(tài)擴容、備用電源等控制策略，對內實現源、網、荷、儲一體化智慧協(xié)同。

平臺層：平臺可以本地、私有云和公有云部署，包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。平臺提供WEB和APP兩種訪問方式，功能包括變電站綜合自動化系統(tǒng)、分布式光伏、風電、儲能、充電樁、電力監(jiān)控、電能管理、電氣安全、電能質量、能耗分析、設備管理、運維管理、用戶報告等，主要實現遠程集中監(jiān)視和控制、能效分析、能耗及收益等數據統(tǒng)計、策略下發(fā)等，對外輔助用戶參與需求響應和電力市場交易。

3.2 平臺設計
3.2.1 功能性
（1）系統(tǒng)具有良好的擴展能力，以適應業(yè)務的發(fā)展。

（2）嚴格符合多層體系結構的要求，能清晰將用戶界面、展現控制、業(yè)務邏輯、運算邏輯、數據操作各個層次分開，并有效保證各個層次的松耦合。

（3）具有較好的可維護性，能實現應用運行狀況的監(jiān)控，能實現在修改已有功能，部署新功能時不對正在運行的其他功能造成影響。

（4）支持各個層次的多種協(xié)議，支持與其它系統(tǒng)的互聯互通等技術，可使本系統(tǒng)與其它系統(tǒng)靈活地完成能力共享。

（5）具有完整的操作權限管理功能和完善的系統(tǒng)安全機制，能夠對每個操作人員的每次操作有詳細的記錄。

（6）采用簡潔、直觀、友好的圖形化中文界面。

3.2.2 非功能性
（1）平臺基于容器化的高可用架構，所有功能支持快速、靈活、分布式、集群化部署，同時支持Docker云化部署和服務器部署；集群中各個節(jié)點能夠按照一定的策略進行負載均衡。

（2）平臺支持本地輕量化部署，即按功能模塊按需拆分部署。

（3）平臺技術要求

l采用以下一種或幾種主流消息隊列組件：EMQX、RabbitMQ等；

l采用以下一種或幾種數據存儲方式：Mysql、Redis、MongoDB等；

l平臺同時支持Docker云化部署和屬地化服務器部署兩種部署模式；

（4）當用戶數據量或平臺訪問次數增加時，平臺支持水平擴展以滿足性能要求；

（5）平臺具備低代碼化的頁面引擎能力，滿足個性化要求，支持在一定程度上編輯平臺頁面的功能。

（6）業(yè)務安全及隱私保護：

A.系統(tǒng)的密碼具有復雜度要求；

B.系統(tǒng)在web端登錄過程中，連續(xù)五次嘗試登錄失敗后，賬號將被鎖定；

C.系統(tǒng)有日志審計功能，支持對關鍵操作進行記錄；

D.支持基于角色權限和訪問控制，防止未授權或繞過授權訪問；

E.系統(tǒng)通過安全等級保護三級認證。

3.2.3 安全性
（1）系統(tǒng)安全

如系統(tǒng)內部配置有基于Windows、Linux操作系統(tǒng)的服務器，支持第三方安裝防病毒軟件。

系統(tǒng)具備訪問權限的識別和控制功能，提供復雜密碼口令等保護措施。對各種管理員可以授予不同級別的管理權限。遠程登錄用戶的令牌均具有有效期，有效期滿則自行作廢。

可通過系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)的資源和運行進行配置、控制和管理，包括用戶身份、系統(tǒng)功能配置、系統(tǒng)操作設置等。

系統(tǒng)提供日志記錄功能，以便及時掌握系統(tǒng)安全狀態(tài)；提供完整的操作系統(tǒng)監(jiān)控；能夠監(jiān)控系統(tǒng)服務及服務器的運行情況。

（2）業(yè)務安全

系統(tǒng)可配合其他安全管理系統(tǒng)完成統(tǒng)一帳戶管理、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一授權等功能。

（3）安全通信

A.采用校驗技術保證通信過程中數據的完整性；

B.釆用加密技術保證通信過程中數據的保密性。

3.2.4 拓展性
平臺具有可擴展性，采用組件化設計原則，用戶可以選擇需要的組件構成不同規(guī)模的應用系統(tǒng)，新功能、新業(yè)務的增加能夠在不影響系統(tǒng)運行的情況下實現。

系統(tǒng)可采用分布式集群多節(jié)點的建設方式，系統(tǒng)支持集群多節(jié)點建設。集群中各個節(jié)點能夠按照多種靈活的策略分擔總業(yè)務量。

4.站控層系統(tǒng)
4.1 分布式光伏解決方案系列
根據光伏系統(tǒng)接入配電網的要求，需要10kV電壓等級并網的光伏發(fā)電系統(tǒng)配置繼電保護及安全自動裝置，如線路保護、安全自動裝置、防孤島保護（含防逆流）、UPS電源等設備；為滿足調度自動化要求，需配置遠動系統(tǒng)、對時設備及安全防護裝置；為滿足系統(tǒng)電量統(tǒng)計，需配置電能計量裝置，如關口計量表、并網電能表、自用電計量電能表及采集終端等裝置；為滿足并網電能質量的要求，需要配置電能質量監(jiān)測裝置；同時建立整個光伏系統(tǒng)的通信設備，滿足系統(tǒng)的互聯互通和可管理性。

在電氣監(jiān)控室配置一套分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、電能質量監(jiān)測、計量、遠動系統(tǒng)等二次設備數據，實現各區(qū)域光伏發(fā)電系統(tǒng)全面監(jiān)控與自動化管理。同時在監(jiān)控室配置通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)滿足系統(tǒng)內部的通信與上級調度需求，配置一套一體化電源系統(tǒng)，為二次設備及監(jiān)控主機等重要設備運行提供穩(wěn)定可靠的電源，實現整個光伏系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

4.2 分布式儲能解決方案系列
儲能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對工商業(yè)儲能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實現了儲能電站的數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實現下級各儲能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實現與上級調度系統(tǒng)和云平臺的數據通訊與交互，既能接受上級調度指令，又可以滿足遠程監(jiān)控與運維，確保儲能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經濟運行。

同時，系統(tǒng)對電池組性能進行實時監(jiān)測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。

4.3 充電樁解決方案系列
系統(tǒng)利用物聯網技術，對汽車充電站、電動自行車充電站及各個充電樁進行不間斷數據采集，實時監(jiān)控充電樁的運行狀態(tài)，及時發(fā)現并處理如充電機過溫保護、輸入輸出過壓等故障，并搭配限流式電氣防火保護器，對線路中的剩余電流、溫度及異常進行預警，當線路發(fā)生短路時，自動在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧的作用，及時切除火災隱患，保障充電安全。

系統(tǒng)提供充電服務，并支持多種支付方式，包括但不限于投幣、刷卡以及移動支付（如微信支付等），實現便捷的用戶充電體驗。對充電過程中的電能消耗進行精細化管理，支持電能統(tǒng)計分析，幫助用戶掌握電能消耗情況。系統(tǒng)能夠自動報警故障情況，便于快速響應和維護，確保充電設施正常運行。具備財務對賬功能，確保財務數據的準確無誤。

系統(tǒng)支持有序充電策略調度，實時監(jiān)控變壓器負載和汽車充電樁狀態(tài)，汽車充電樁動態(tài)響應限制功率，從而優(yōu)化電動汽車充電行為，減少對電網的沖擊，并促進新能源的高效利用，解決變壓器容量不足的難題。

4.4 光儲充解決方案系列
“光儲充”一體化系統(tǒng)是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)，也稱為微電網。一直以來，電動汽車充電站都面臨土地資源不足或電網接入的問題。而“光儲充”一體化系統(tǒng)的出現，不僅解決了有限的土地及電力容量資源里配電網的問題，還通過能量存儲和優(yōu)化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡。

儲能充電一體化系統(tǒng)由儲能系統(tǒng)和充電設施組成，針對區(qū)域充電站電力容量不足的痛點，主要用于解決區(qū)域充電站的增容擴容難的問題，該系統(tǒng)還能參與電網調峰、削峰填谷等輔助服務，支持短時離網運行，甚至作為能源互聯網的的配套設施，支持智能電網、智能充電、智能信息網的三網融合發(fā)展。

微電網能量管理系統(tǒng)是安科瑞針對企業(yè)微電網專門研發(fā)的一款能量管理系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網運行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態(tài)化的需求，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，在多種策略控制下，有利于新能源高效利用、資源合理分配以及微電網的安全與穩(wěn)定，減少電網建設投資，提升企業(yè)的能源利用率，降低運行成本，達到節(jié)能降耗的目的。

5 .運行環(huán)境及基本要求
根據項目實際情況裁剪子系統(tǒng)

5.1 硬件配置要求
（1）Acrel-1000DP硬件配置

為使Acrel-1000DP正常工作，安裝系統(tǒng)軟件的主機需滿足如下硬件條件：

CPU：3.0GHz以上；

內存：4GB以上；

硬盤：500G以上；

顯卡：支持VGA接口、分辨率支持1920*1080。

（2）Acrel-2000MG硬件配置

為使Acrel-2000MG正常工作，安裝系統(tǒng)軟件的主機需滿足如下硬件條件：

CPU：3.0GHz以上；

內存：4GB以上；

硬盤：500G以上；

顯卡：支持VGA接口、分辨率支持1920*1080。

5.2 軟件運行環(huán)境
根據項目實際情況裁剪子系統(tǒng)

（1）Acrel-1000DP軟件運行環(huán)境

Acrel-1000DP主要運行在微軟的Windows操作系統(tǒng)平臺上，兼容Windows 7 Ultimate 64位(簡體中文)、SQL Server 2008 Enterprise Edition 64位(簡體中文)。

軟件通過加密鎖進行授權，經過授權的軟件可以長時間不間斷運行，連續(xù)在線運行時間限制為8小時。

（2）Acrel-2000MG軟件運行環(huán)境

Acrel-2000MG主要運行在微軟的Windows操作系統(tǒng)平臺上，兼容Windows 7 Ultimate 64位(簡體中文)、SQL Server 2008 Enterprise Edition 64位(簡體中文)。

軟件通過加密鎖進行授權，經過授權的軟件可以長時間不間斷運行，連續(xù)在線運行時間限制為8小時。

（3）AcrelEMS軟件運行環(huán)境

AcrelEMS主要運行在微軟的Windows Server 2019 64位(簡體中文)及以上操作系統(tǒng)平臺。Web端使用谷歌、360（極速模式）、火狐瀏覽器訪問。移動端使用android 7.0及以上版本，iOS 11.0及以上版本。

LINUX系統(tǒng)需使用CENTOS7 實體機（需要圖形化），不可使用DOCKER以及虛擬機。

5.3 機房要求
本能量管理系統(tǒng)所處的系統(tǒng)機房的防雷和接地設計，應滿足人身安全及電子信息系統(tǒng)正常運行的要求，并應符合現行國家標準《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB 50343的有關規(guī)定。監(jiān)控計算機及通訊采集裝置所處環(huán)境應滿足以下要求：

?海拔高度：≤2500m；

?環(huán)境溫度：5℃～＋45℃；

?最大日溫差：25K；

?相對濕度：10％ ~ 80％，無凝露結霜。

6 主要技術指標
（1）站控層

根據項目實際情況裁剪站控層系統(tǒng)

?電流量、電壓量測量誤差小于或等于0.2％，有功功率、無功功率測量誤差小于或等于0.5％

?電網頻率測量誤差小于或等于0.01Hz

?模擬量越死區(qū)傳送整定最小值大于或等于0.1％（額定值），并逐點任意調節(jié)

?事件順序記錄分辨率（SOE）：間隔層測控裝置小于或等于1ms

?模擬量越死區(qū)傳送時間（至站控層）小于或等于2s

?狀態(tài)量變位傳送時間（至站控層）小于或等于1s

?模擬量信息響時間（從I/O輸入端至遠動通信設備出口）小于或等于3s

?狀態(tài)量變化響時間（從I/O輸入端至遠動通信設備出口）小于或等于2s

?控制執(zhí)行命令從生成到輸出的時間小于或等于1s

?控制操作正確率為100％

?站控層平均無故障間隔時間（MTBF）大于或等于20000h，間隔級測控裝置平均無故障間隔時間大于或等于30000h

?站控層各工作站的CPU平均負荷率：正常時（任意30min內）小于或等于30％，電力系統(tǒng)故障（10s內）小于或等于50％

?網絡平均負荷率：正常時（任意30min內）小于或等于20％，電力系統(tǒng)故障（10s內）小于或等于40％

?模數轉換分辨率大于或等于14位

?畫面整幅調用響時間：實時畫面小于或等于1s，其他畫面小于或等于2；

?畫面實時數據刷新周期小于或等于3s

?實時數據庫容量：模擬量大于或等于50000點，狀態(tài)量大于或等于50000點，遙控大于或等于500點，計算量≥2000點

?歷史數據庫存儲容量：歷史曲線采樣間隔為1min、5min、30min、60min（任意調節(jié)），歷史趨勢曲線，日報，月報，年報存儲時間大于或等于5年，歷史趨勢曲線大于或等于50000條

6. AcrelEMS平臺功能
6.1 站點綜合管理
展示企業(yè)下能源的實時流動情況，展示項目接入情況，用電統(tǒng)計情況，新能源產生的社會效益情況，優(yōu)化前后的負荷曲線、電費對比，各能源功率曲線，各回路功率排名情況。

6.1.2 組網拓撲圖
根據能源流向，構建組網拓撲圖，實時展示市電、儲能的正反向流動情況，光伏、風電正向發(fā)電情況，充電樁、復合的用電情況，并展示各能源趨勢圖。

6.1.3 能源綜合概況
對單個企業(yè)下各能源進行監(jiān)測統(tǒng)計，實時統(tǒng)計儲能充放電、負荷用能、新能源發(fā)電和收益情況，并展示光伏發(fā)電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢。

6.1.4 能源綜合報表
對單個企業(yè)下各能源進行統(tǒng)計，包括電網、光伏、風電、儲能、充電樁、負荷，按照尖峰平谷總統(tǒng)計。

6.1.5 企業(yè)收益報表
對單個企業(yè)下光伏、風電、儲能、充電樁產生的收益進行統(tǒng)計。

6.2 分布式光伏
6.2.1 光伏綜合看板
展示所有分布式光伏站的地理位置，顯示整體電站容量，實時發(fā)電功率，日月年發(fā)電量及其收益。便于用戶對電站進行整體分析。

l地圖支持放大縮小，響應迅速。

l支持地圖列表切換。

6.2.2 電站運行監(jiān)視
展示輻照度，環(huán)境溫濕度，風速，日月年發(fā)電量，功率曲線，逆變器參數。幫助用戶了解當前站點的基本信息和運行狀態(tài)。

l實時顯示逆變器發(fā)電功率。

6.2.3 逆變器運行監(jiān)視
監(jiān)視單臺逆變器運行狀態(tài)，發(fā)電量，展示交流側和直流側實時數據。

l電力數據實時刷新，響應迅速。

6.2.4 電站發(fā)電統(tǒng)計
提供電站發(fā)電統(tǒng)計報表。

l支持報表，餅圖切換。

l支持日、月、年形式切換。

l支持導出為EXCEL形式。

6.2.5 逆變器發(fā)電統(tǒng)計
提供逆變器發(fā)電統(tǒng)計報表。

l支持表格圖形切換。

l支持日、月、年形式切換。

l支持導出為EXCEL形式。

6.4 分布式儲能
6.4.1 儲能總覽
對平臺所有儲能站點進行集中監(jiān)測展示，平臺接入匯總，統(tǒng)計總體充放電、運行情況和收益情況，告警事件分級分析。

6.5 充電樁
6.5.1 充電樁看板
顯示當前開戶數量、充值金額、充電次數、充電時長等基本信息。

6.6 電力監(jiān)控
6.6.1 電力綜合看板
系統(tǒng)提供低壓配電監(jiān)測大面板，提供變電站和光伏電站運行情況展示，通過地圖顯示各電站具體位置，并展示目前告警數目和具體信息。

l地圖支持放大縮小且響應迅速。

l報警信息支持輪播功能。

6.7 環(huán)境監(jiān)測
6.7.1 環(huán)境監(jiān)測
該頁面展示了變配電站內的環(huán)境狀態(tài)（包括當前環(huán)境溫度值、濕度值、水浸、煙感、開關門狀態(tài)、當日溫度曲線、當日濕度曲線、噪聲、局部放電、紅外、SF6氣體監(jiān)測、振動和粉塵信息等）。當日溫度曲線和當日濕度曲線是用多個溫濕度傳感器同一時刻的最大值所描繪出的曲線，該曲線標示了最大值、最小值和平均值。

l支持圖表數據保存下載。

l實時數據采用12小時內最新數據

7.主要硬件

審核編輯 黃宇