海纳特电港区“源网荷储”系统数字化

　　(一)项目背景

　　海纳特电(厦门)新能源科技有限公司(以下简称海纳特电)计划整合其投资于厦门自贸片区港区增量配电网内的所有光伏、储能、充电站等新能源项目资源，进行港区“源网荷储”系统平台数字化升级技改。

　　厦门自贸片区港区增量配电网内目前自有三个增量配网110kV变电站，分别为兴港变、港口变、游轮变，通过若干10kV/0.4kV配电室向终端负荷供电，供电范围覆盖海沧片区、东渡片区和物流综合保税园区。增量配网内部建设若干分布式光伏发电项目，并网电压等级有10 kV和0.4 kV两种;正在逐步建设储能及充电桩项目，与电网市电、光伏、负荷构成微电网。目前增量配电网内的光伏项目，均采用“自发自用，余电上网”模式，馈网电量无盈利。本次技改项目的重要目标之一即为：通过“源网荷储”系统数字化平台、就地光储能量协调控制器及相关配网、光伏、储能的数据互联互通，将增量配网内部分布式光伏所发余电均由储能吸收后转供负荷，实现增量配网向上级公共电网零反送，不足部分由公共电网保障供电。光储群调群控的实施，有利于提高增量配网的新能源消纳水平及经济效益。为满足以上要求，需对港区的光伏主站平台，进行港区“源网荷储”系统平台数字化升级技改，平台能够对港区微电网的光伏发电系统、储能系统、用电负荷进行实时监控、告警管理、群策群控、智能巡检、全景分析和有序管理，通过多策略调控方式，实现不同目标下光储荷之间的灵活互动，实现能源潮流数字化展示，有利于新能源高效利用、资源合理分配及微电网的安全稳定运行，提高企业的能源利用率，降低运行成本。

　　(二)实施周期2024年11月至2026年11月

　　(三)实施重点

　　1.兴港变海隆码头光伏与新上储能的光储能量协同调度;

　　2.基于东渡港区(含海上世界片区)、物流综合保税园区、海沧港区内的光伏(单体100kW以上)和储能设施的光储微网BIM搭建，应用3D数字孪生技术，实现静动结合的智能巡检和功率调控。

　　(四)主要创新点

　　1.数字孪生与3D可视化技术

　　基于BIM(建筑信息模型)构建光储微网三维场景，通过数字孪生技术实现设备运行状态、能源潮流、告警信息的动态可视化，支持智能巡检与功率调控的静动结合。结合3D场景与实时数据，实现变电站、光伏站、储能柜等设备的全息监控与交互操作，提升运维效率。

　　2.云-管-边-端分层架构

　　采用“云(平台层)-管(通信层)-边(边缘计算层)-端(感知层)”四层架构，支持海量设备接入与多协议兼容(如Modbus、MQTT、电力101/104等)。边缘层智能网关具备本地策略运算与断网自治能力，保障系统在极端条件下的可靠性。

　　3.光储荷协同控制与逆功率保护

　　通过就地光储能量协调控制器与平台联动，实现光伏余电由储能吸收、零反送公共电网的目标，支持削峰填谷、AGC功率调节等策略。引入防逆流保护策略，实时监测并网点功率，自动调控逆变器输出或切断并网，确保电网安全。

　　4.多维度数据挖掘与智能决策

　　集成自定义报表、发电排名、分时能源统计、电能质量分析等工具，支持精细化能效管理与辅助决策。结合气象数据与辐照监测，分析光伏发电效率异常，优化清洗与维护计划。

　　5.移动化与远程运维

　　支持iOS/Android移动端应用，实现工单管理、实时监控、告警推送等功能，提升运维响应速度。采用容器化部署(Docker)与远程配置升级技术，降低现场维护成本。

　　一、主要做法

　　(一)系统功能架构

　　本次投标系统功能架构设计是基于“云-管-边-端”的层级结构，包括平台层(云)、通讯传输层(管道)、边缘计算层(边)、数据感知层(端)。系统整体架构图如下所示：

　　(二)系统设计原则

　　1.标准化

　　Ø“源网荷储”系统数字化平台采用统一规划设计，是在相关国家及行业标准的指引下，完成平台系统的功能设计、计算方法、能源管理模型、设备管理模型、指标分析工具、微电网监控、智能运维等内容的设计和选定。

　　2.先进性

　　“源网荷储”系统数字化平台综合能源管控与服务平台深度融合了云计算、大数据、物联网、移动计算和智能电网等当前先进的技术，保证系统具备较长的生命周期。系统的先进性重点体现在：

　　Ø云计算架构设计：支持公有云和内网部署，提供基础设施层服务(IaaS)、平台层服务(PaaS)和软件服务(SaaS)。

　　Ø支持Windows和Linux操作系统系统：具备开放、多用户、多任务、良好的用户界面、设备独立性、丰富的网络功能、可靠的安全系统和良好的移植性。

　　Ø支持容器(Docker)化部署：实现系统的虚拟化，和标准化的容器的运行管理、容器的分发管理以及相关的一系列的API接口等，具有启动速度快、资源利用率高、性能开销小、使用简单、模块化管理和可扩展的优势。

　　Ø支持MQTT协议：使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，由TCP/IP协议提供稳定的网络连接;为物联网设备提供可靠的网络服务，具备断点续传的功能。

　　Ø移动端支持：提供智能手机APP(包括Android和iOS)的综合能源管控与服务的应用，实现监控中心与移动式的(Web和智能手机APP)工作站协同作业、敏捷运营。

　　Ø数据可视化技术：专业的UI设计人员，采用可视化技术和美观、精致、新颖的界面设计，多维、多元信息的综合集成，可定制可视化展示系统(包括适合大屏幕展示的驾驶舱页面设计、BIM模型设计等)，为客户生产、管理、会议、应急指挥和企宣互动等提供重要手段。

　　3.可靠性

　　平台聚集了智能电网的研发经验和成果，也继承了智能电网软件快速、稳定、安全和可靠的特点，特别是在系统异常、资源占用很大等极端条件下仍具有保证系统可靠运行的能力。系统的可靠性重要体现在于：

　　Ø系统软件遵循软件工程的开发流程，并有完备的功能测试流程。单个功能模块故障不影响整个系统运行。新增应用功能不影响已有功能的运行;

　　Ø系统确保数据获取、数据处理、数据传输等过程的准确和可靠;

　　Ø系统具有自动报警、智能诊断功能，保持系统稳定运行;

　　Ø采用具有抗电磁干扰能力的网络技术组成局域网，实现高速数据传送;

　　Ø系统所采用的软件能满足长时间连续稳定可靠运行的要求，保证数据的完整性和一致性。

　　4.安全性

　　本次投标平台系统具备良好的安全保障机制，从系统网络环境、数据库安全、操作系统安全策略、系统自身安全技术等方面整体保障系统安全稳定的运行。

　　Ø系统网络环境安全：采用企业专网，网络出口配置企业防火墙，提高网络安全性;外部访问采用VPN通道。

　　Ø数据库安全：投标方案中提供的前置服务器、应用服务器和数据服务器的网络连接拓扑结构上，配置企业级防火墙，重点保护数据服务器的安全。

　　Ø操作系统安全：平台同时支持Windows和Linux操作系统系统部署。为保证用户数据和系统使用安全性要求，选择Linux操作系统(Centos)。

　　Ø系统自身安全性设计：充分运用身份鉴别与验证、访问权限的控制、多层次基于角色的权限控制和管理等手段保证系统和信息的安全。

　　5.可行性

　　平台支持能源实时数据可靠接入、快速刷新，和数据库可靠存储、数据高效查询，以及与第三方系统的数据交互、共享与协同，这是能源管理系统实用化的基础。

　　本系统平台的结构设计保证了本项目技术可行性，平台具备独立配置系统、数据管理系统及不同风格的界面展示系统，支持快速配置，通过标准功能模块的自选组合，可在不同子系统中呈现相应的功能菜单。常规功能支持多系统复用，适应需求变化时的系统免代码自定义和功能模块加减、调整，配置灵活方便，支持新开发模块的灵活嵌入。

　　6.集成性

　　Ø系统提供开放性接口协议，支持涵盖配电、新能源、综合能源、工控智能化、环境等领域的多种通讯协议，实现不同协议之间的转换以及云端数据整合。

　　Ø系统支持具有标准通讯协议的设备无缝接入，可接入新能源系统(光伏发电、储能系统、充电桩及空调系统等)、各类智能装置等综合能源数据采集仪器。

　　Ø系统支持与第三方系统对接，允许其他系统获取相关数据，同时允许接受其他系统提供的共享数据。可提供接口并配合对接。

　　7.可扩展性

　　Ø系统采用开放式体系结构，提供开放式环境，在体系结构、硬件产品、软件产品、数据交换协议等方面贯彻“标准和开放”的原则，系统具备良好的互联性、扩充性，满足不断发展的需要，容量可扩充，功能可升级。

　　Ø根据用户使用经验与使用需求开发的新增功能，可灵活嵌入平台。

　　Ø系统可通过中间(商用)数据库共享，API接口调用和Web Service通信等方式，可与ERP系统、MES系统、公共平台等第三方系统进行系统集成和数据共享。

　　Ø系统的软、硬件应可动态扩展，系统配置和设计容量应具有合理冗余，符合扩展需要。

　　(四)系统功能构成

　　本平台由如下五部分功能组成：

　　Ø平台管理系统(基础支撑)：支持平台使用功能的定义，包括项目管理、栏目(菜单)管理、SCADA文件管理、设备档案管理、数模管理、报表管理、视频管理等功能模块。

　　Ø数据管理系统(基础支撑)：支持SCADA采集系统的数据管理，包含通道管理、通道监测、模型管理、分组管理、计算管理、厂站数据管理等功能模块。

　　Ø微网运营系统(功能业务)：支持对市电、光伏、储能、负荷等系统进行实时监控及历史数据查询、预警管理、群策群控、需量管理、能源统计、运维管理、电费管理、运营管理、统计分析、权限管理等功能。

　　Ø可视化系统(提升)：支持以三维BIM可视方式呈现微网系统运行状态及数据，为管理人员呈现丰富的结果展示界面，提供能源运维分析决策依据。

　　Ø移动应用系统(提升)：微网运营系统功能的移动化应用。平台APP实现移动工作站与可视化管控中心的协同作业。

　　三、预期取得成效

　　1.经济效益

　　通过光储协同与削峰填谷策略，降低市电尖峰时段用电成本，提高新能源自发自用比例。减少人工巡检频率，依托智能运维与数据挖掘工具，实现降本增效。

　　2.社会效益

　　提升增量配电网的新能源消纳能力，推动厦门港区绿色能源转型，助力“双碳”目标实现。为其他工业园区微电网建设提供“源网荷储一体化”数字化解决方案的示范案例。

　　3.技术价值

　　融合物联网、数字孪生、边缘计算等前沿技术，推动能源管理系统向智能化、集成化发展。支持未来光伏与储能项目的扩展对接，具备行业领先的可扩展性与兼容性。

　　4 .安全与可靠性

　　通过企业专网、冗余备份、加密算法等多重安全保障机制，确保数据与系统安全。实现光储微网的稳定运行与故障快速定位，保障港区供电可靠性。

　　5.环境效益

　　通过平台优化光伏与储能的运营策略，促进绿色能源高效利用，减少化石能源依赖，降低碳排放与环境污染，促进微电网生态的可持续发展。