基于物联网的园区智慧能效管理平台建设研究_开题报告

第1章 绪论 

1.1  开发背景和研究意义（选题的意义）

开发背景和研究意义

面对复杂的能源供需变化和新趋势，我国面临着巨大的能源需求压力、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损害严重、能源技术水平总体落后等问题，以往高耗能低效率的能源生产与消费方式难以为继，需要从根本上改变传统的能源生产与消费方式，重塑能源生产、运输、消费、存储的链条，实现产消结合，即生产者和消费者的有机整合。以能源互联互通、信息化智能化为特点的“互联网+”智慧能源成为能源生与消费革命最重要的支撑和推动力。

本文旨在以工业园区大型用能企业为对象，以智慧能效管理平台研究为落脚点，通过智慧能源管理提高能源利用效率，进而利用大数据技术开发产业园区智慧能效管理平台，监控能源消费情况，优化工业能源需求侧管理，实现能源的梯级利用，从而提高能源的整体利用效率。

1.2  国内外研究现状

国内外研究现状

能源管理牵涉到园区办公、运营、生活等方方面面，只有实施全面控制、监督和管理，才能进行有效的能源管理，因此需要一个覆盖全方面的系统，实施严格监控，才能逐步形成节约能源并不断提高能源使用效率的良性循环机制。

国外研究现状

能源管理中心发源于西方发达国家，随着信息化技术的快速发展，目前国外已广泛应用于工业生产过程的实时监控和优化管理。国际上已有很多国家制定并实施了能源管理体系国家标准，如英国能源效率办公室针对建筑能源管理制定的《能源管理指南》、美国国家标准学会（ANSI）制定的 MSE2000《能源管理体系》、瑞典标准化协会制定的《能源管理体系说明》等等。 

西门子 2009 年推出了综合能源管理系统，是西门子公司全集成于能源自动化的一体化产品，提供了丰富的接口采集能耗数据，还提供了数据在线计算功能和权限管理功能，为节能减排提供了有效的解决方案。 

施耐德电器推出了 StruxureWare Energy Operation 能源管理信息系统，有效集成了电力、IT、楼宇、安防、工业过程和设备等多个领域，从软件和设备获得能源数据，通过能源管理信息系统统筹能源数据，确保高效决策、优化能源消耗。 

此外，一些国外学术研究人员也提出了一些新的观点，例如，建筑管理系统数据在建筑设计与运行信息模型中的应用框架,提出建筑信息模型（BIM）的框架；住宅建筑节能优化管理的建模框架,提出了一种集中式能源管理系统（CEMS）离网运行框架。

国内研究现状

2014年6月，国家对我国的能源生产和能源消费提出“四个革命、一个合作”。 2015年3月，中共中央国务院发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（9号文）提出“管住中间，放开两头”的总体框架，着力释放电力发、配、售、用各环节的市场红利。2015年7月，国务院印发了《国务院关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见》（国发[2015]40号），推进能源生产智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式和发展基于电网的通信设施和新型业务。2016年7月4日，国家发展改革委、国家能源局《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》，强调了创新管理体制和商业模式。2016年7月26日，国家能源局发布《关于实施“互联网+”智慧能源示范项目的通知》，鼓励在工业园区或者开发区等，推动绿色能源的灵活自主微平衡交易，开展化石能源互联网交易平台试点，开展分布式电源直供负荷试点，在试点区域内探索过网费标准和辅助服务费标准、交易监管等政策创新。

浙江省是一次能源生产小省、能源消耗大省。浙江省为建设和贯彻国家能源革命战略，提出了《浙江省进一步加强能源“双控”推动高质量发展实施方案（2018-2020年）》、《浙江省建设国家清洁能源示范省行动计划（2018-2020年）》、《浙江省建设国家清洁能源示范省行动计划（2018-2020年）》，要求提高能源利用效率，加强能源消费总量和能源消费强度双控。到2020年，全省基本建成国家清洁能源示范省，能源清洁化水平基本达到国际先进水平。建立园区综合能源服务体系是浙江省实现能源“双控”和建设清洁能源示范省必由之路。

工业园区是社会经济发展的重要载体，也是各类生产要素集中配置、产业资源聚集发力的特定区域。目前，国家和省（区、市）两级各类工业园区超过2500家，其他各类工业园区总数超过20000家。工业园区是以工业负荷为主的复杂能源系统，涵盖多主体、多能源、多层次的综合能源系统，涉及电、冷、热等多种能源的生产、转移和利用。园区因发展阶段、产业结构各异，相应的用能特性差异，负荷需求具有多样性、时空异质性。园区积聚了大量企业，对冷、热、电等多种能源及气、水等载能公共产品的需求量大且集中，对供应可靠性、质量要求较高。工业园区能源负荷特性复杂、供能可靠性要求高，对输配送系统的运行调度要求高，清洁、高效、可靠、经济的综合能源供应服务需求强烈。

本项目示范园区包括某港区和某港口。项目总体目标是在充分利用某发电厂、挖掘示范园区资源禀赋的基础上，因地制宜、科学设计综合能源服务方案，打造多能互补、梯级利用、“源-网-荷-储-调”一体化有机协调的综合能源供应系统，构建智慧能源管理平台，提供能源监测、需求管理、调度优化、能源交易等服务，推进示范项目落地，提高园区能效，实现能耗下降，减少污染物排放，创造较好的经济效益和社会效益，打造绿色、高效、智慧、协同的综合能源服务浙江样板。同时通过本项目的示范建设，促进港区的产业升级。

以某港区工业园区大型用能企业用能监测和供需优化为项目目标，构建综合能源服务的智慧管控体系，实现数据全面融合的平台，系统建成后服务对象主要是三类：政府（园区管委会）、企业、综合能源服务商。

通过该项目的实施，创新园区能源交易模式，优化供需结构，创造能源供需新模式。创新满足第三方能源服务、管家式能源服务、能源金融服务、能源托管服务、能源交易代理与撮合服务、需求侧管理及响应服务、能源终端设施一体化投资与经营服务、末端治理服务等需求。

目录

第一章 绪论 

（一）开发背景和研究意义

（二）国内外研究现状

第二章 园区智慧能效管理平台建设设计方案

（一）园区智慧能效管理平台建设使用的开发平台

（二）园区智慧能效管理平台建设用到的关键技术

（三）物联网数据采集装置

（四）能耗预测算法简介

第三章 园区智慧能效管理平台建设需求分析

（一）业务需求

（二）用户需求

（三）功能需求分析

第四章 园区智慧能效管理平台设计

（一）设计的要求和目标

（二）园区智慧能效管理平台总体架构设计

（三）园区智慧能效管理平台数据仓库建设

（四）园区智慧能效管理平台功能模块设计

第五章 园区智慧能效管理平台的开发与实现

（一）系统开发环境的搭建

（二）功能模块的实现

（三）系统功能测试

第六章 总结和展望

参考文献

致谢

[1]杨青，张云.资讯数据声音[J].国家电网，2016,08:17- 18.

[2]祝敬国.《中国智能建筑行业发展报告》(2013~2018)解 析概要[J].智能建筑,20 14,05:37-38.

[3]蒋育翔，黄全福,洪小和.基于钢铁企业能源特点及相互关系的能源管理信息系统的研究[J].冶金自动化,2011,02:18-23+49.

[4]张扬.智能电网园区能源管理项目在天津启动[N].国家电网报,2014-06-27003.

[5]罗晓东,张俊杰.化工行业循环经济园区能源管理系统建设[J].煤炭与化工,2014,12:135- 138+142.

[6]蒋金明，王玥，孔超,杨程，李妍.面向循环经济环卫产业园区的智能管理系统[J].环境卫生工程,2015,02:76-78.

[7]赵红.基于java script 的微信车辆服务系统的设计与实现[D].吉林大学,2016.

[8]梁晓强,魏宏昌，王志娟，王英杰.使用Ajax技术在传统WebForm项目中实现MVC模式[J].电脑迷,201 6,(12):40.

[9]顼宇峰.Highcharts网页图表制作实例详解[M].北京:清华大学出版社，2016:12.

[10]杨程.基于Struts+Hibernate的高校新生网。上注册系统的设计与实现[D].吉林大学,2016.

[11]Martin Fowler, 王怀民,周斌译.企业应用架构模式[M].北京:机械工业出版社,2010:17.

[12]Craig Walls,耿渊,张卫滨译. Spring 实战(第3版) [M].北京:人民邮电出版社，2013:07.

[13]苏华军.基于Hibernate的JAVA对象持久化技术[J]. 电脑知识与技术,2008,(29):394-396.

[14]李博文.基于Java的搜索引擎的设计与实现[D].吉林大学,2016.

[15]梁敬彬.Oracle的PL/SQL优化三部曲[J].福建电脑,2016,(12):136- 138.

[16]王磊.人工神经网络原理、分类及应用[J].科技资讯,2014,(03):240-241.

[17]孙皓.基于神经网络的上海光源光束线故障预警的方法研究[D].中国科学院研究生院(_上海应用物理研究所),2016.

[18]张阿强，基于PV/SOFC联供系统的负荷预测和能量管理研究[D].山东大学，2016.

[19]王云霞.基于主成分一-BP神经网络的股票预测[D].山东大学,2011.

[20]史峰,王辉等.MATLAB智能算法30个案例分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011:13.

[21]王银年.遗传算法的研究与应用[D].江南大学,2009.

[22]李世龙.企业的电力能效评价与节能分析[D].燕山大学,2012.

[23]李思维,李树泉.一种以电能为中心的绿色复合型能源网设计[J].中国电力,2015,11:117-122.

[24]Figen Balo, Lutfu Sagbansua.The Selection of the Best Solar Panel for the Photovoltaic S ystem Design by Using AHP[J ].Energy Procedia, 2016:50-53.

[25]Marta Gangolells, Miquel Casals, Nria Forcada, Marcel M acarulla, Alberto Giretti. Environmental impacts related to the commissioning and usage phaseof an intelligent energy management system[J]. Applied Energy, Volume 138,15 January 2015, Pages 216-223.

[26]《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》（中发〔2016〕32号

[27]《国务院办公厅关于印发〈安全生产“十三五”规划〉的通知》（国办发〔2017〕3号

[28]《省发展和改革委员会 省安全生产监督管理局关于印发〈浙江省安全生产“十三五”规划〉的通知》

