1概述
電力需求側電能管理系統(tǒng)作為電力需求側管理應用的有效抓手，企業(yè)通過搭建電力需求側電能管理系統(tǒng)可以優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，優(yōu)化資源配置，從而實現(xiàn)用電管理成本最小化，改善和保護了環(huán)境。
2意義
2.1完善電能信息的采集、存儲、管理和利用
企業(yè)建立電力需求側電能管理系統(tǒng)，就獲得了電能系統(tǒng)的第一手資料，經過數據分析、處理和加工，在電能管理中心控制室的調度人員和專業(yè)能源管理人員就能實時掌握系統(tǒng)運行情況：系統(tǒng)運行是否正常、運行狀態(tài)是否安全穩(wěn)定、能源調度分配是否合理等，并能在需要時及時采取調度措施，使系統(tǒng)盡可能運行在最佳狀態(tài)。
2.2規(guī)范電能系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)設計
確保系統(tǒng)設計的標準化、規(guī)范化，使系統(tǒng)的能反映當前自動化行業(yè)的水平，做到系統(tǒng)安全、可靠、經濟，系統(tǒng)可擴展、可維護和易操作。
2.3實現(xiàn)對電能系統(tǒng)的分散控制和集中管理
針對企業(yè)生產工藝系統(tǒng)的分散和電能管理要求集中的特點，建立以電能調度指揮為中心的電能信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的分散控制和集中管理。
2.4減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀能源消耗評價體系
實現(xiàn)對用電設備的運行管理，有效實施以客觀數據為依據的電能消耗評價體系，減少電能管理的成本，提高電能管理的效率，及時了解真實的電力能耗情況和提出節(jié)能降耗的技術和管理措施，協(xié)助公司管理者制訂電能管理措施和考核辦法，向電能管理要效益。
2.5減少能源系統(tǒng)運行成本，提高勞動生產率
電力需求側電能管理系統(tǒng)的最終目標是實現(xiàn)簡化能源運行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動生產率。
2.6加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理，提高對全廠性能源事故的反應能力
電力需求側電能管理系統(tǒng)建成后，能源調度人員對能源系統(tǒng)的異常和事故的反應處理速度能夠得到顯著提高。能源調度可以通過系統(tǒng)迅速從全局的角度了解系統(tǒng)的運行狀況，故障的影響程度等，及時采取系統(tǒng)的措施，限制故障范圍的進一步擴大，并有效恢復系統(tǒng)的正常運行。
2.7通過優(yōu)化能源調度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境
電力需求側電能管理系統(tǒng)建成后，將通過優(yōu)化電能管理的方式和方法，改進能源平衡的技術手段，實時了解全廠的電能需求和消耗的狀況，有效地減少電能損耗，使電能的合理利用達到一個新的水平。
2.8為進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理提供條件
本系統(tǒng)不僅可以有效解決能源實時平衡管理和監(jiān)控管理，還可以通過對大量歷史數據的歸檔和管理，為采用進一步的工具進行數據挖掘、分析、加工和處理創(chuàng)造條件。數據是財富，數據可以成為信息，將為公司的高端能源管理提供現(xiàn)實的可能性。
3需求分析
企業(yè)建立電力需求側管理系統(tǒng)，首先要實現(xiàn)集過程監(jiān)控、電能管理、能源調度為一體的管控一體化計算機網絡信息系統(tǒng)。結合電能的使用分布情況，構建經濟、適用、安全、可靠的電能管理中心，實現(xiàn)企業(yè)全部變電站和重要用電設備的集中監(jiān)控和供配電系統(tǒng)的分析和調度員仿真培訓，提高系統(tǒng)供電的可靠性。
其次，系統(tǒng)要實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經濟運行提供決策指導，確保企業(yè)生產安全、可靠、經濟、優(yōu)質運行，實現(xiàn)企業(yè)從經驗型到分析型管理調度職能的轉變，強化企業(yè)整體的電能調度與管理，從根本上解決電力能源的利用與浪費問題。
最后，電力需求側電能管理系統(tǒng)要實現(xiàn)電能管理的信息化和現(xiàn)代化，完成對公司電能數據的宏觀和微觀上的調度，從而提高企業(yè)生產效率并增強企業(yè)競爭力。
4建設依據
4.1系統(tǒng)建設內容
第一、電力需求側電能管理系統(tǒng)要實現(xiàn)電力數據采集系統(tǒng)的建設，完善對現(xiàn)場電能數據的采集和用電設備的實時監(jiān)控。
第二，電力需求側電能管理系統(tǒng)要實現(xiàn)對能源介質和生產過程的實時調控。系統(tǒng)要以運行數據指導企業(yè)實現(xiàn)對控制系統(tǒng)進行必要的改造，主要包括兩方面：一方面是電力輸送控制系統(tǒng)的改造，用于適應自動化控制；另一方面是電力生產控制系統(tǒng)改造，用于實現(xiàn)動態(tài)管理和實時監(jiān)測。
第三，電力需求側電能管理系統(tǒng)通過基礎軟件、控制系統(tǒng)、基礎硬件、現(xiàn)場視頻監(jiān)控和電能管理中心大廳等基礎平臺設施，實現(xiàn)企業(yè)電能管理的集中控制。電力需求側電能管理系統(tǒng)采用的建設基礎技術包括系統(tǒng)集成和應用集成技術、現(xiàn)代計算機和網絡技術、數據庫和實時數據庫技術、數據分析和預測技術等。
4.2系統(tǒng)設計原則
可擴展性:系統(tǒng)的設計上一方面要全面滿足當前環(huán)境下的需求及未來一段時間的應用需求，另一方面要能方便地進行功能擴展，可靈活增添刪減功能模塊。
可集成性:從技術發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結構本身應能與上層應用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源數據共享。
5 系統(tǒng)整體結構
湖南良源自動化（該公司致力于自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻軟起傳動系統(tǒng)開發(fā)，詳細信息詳見www.huly0801.com）的工程師們多年來一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應用，如下只是典型的案例，具體項目會根據實際情況采取相應的解決方案。
5.1系統(tǒng)拓撲圖
電力需求側電能管理系統(tǒng)的建設分為三層架構設計，分別為現(xiàn)場采集層、網絡隔離層和中心應用層。
現(xiàn)場采集層設計
現(xiàn)場采集層的設計內容主要針對現(xiàn)場各類電能、電壓、電流等儀表數據的采集和重要生產工藝或耗能設備的數據監(jiān)控，必要的情況下也可以將其他介質能源的監(jiān)控納入到該電能管理系統(tǒng)中來。
根據實際現(xiàn)場的實際情況，以就近原則將各類電能表、綜保等設備通過232/485等接口接入到現(xiàn)場采集設備，對于較遠物理位置的設備或儀表，通過串口服務器轉換成以太網后，再通過現(xiàn)場數據采集網關接入；數據采集網關對現(xiàn)場所有數據整理分類后，統(tǒng)一以標準的電力協(xié)議對上層網絡進行數據轉發(fā)。
對于現(xiàn)場的重要生產工藝設備或大耗能設備的數據接入，可以直接從現(xiàn)場的SCADA系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)進行數據采集，現(xiàn)場數據采集網關提供多個互不干擾的以太網口，對不同網段的系統(tǒng)進行數據采集的同時，保證各SCADA或DCS局部網絡的獨立性。
網絡安隔離層設計
安全隔離網關實現(xiàn)對所有的采集網關的數據匯總，對下采集所有采集網關的數據，對上通過物理隔離后將數據轉發(fā)到中心應用層；在辦公網和電力能源網之間設置工業(yè)防火墻來避免辦公環(huán)境下的病毒浸入電力能源網；保證整個網絡的安全穩(wěn)定運行。
中心應用層設計
電力需求側電能管理系統(tǒng)在中心機房進行整體部署，將部署多臺IO服務器，每2臺互為冗余形成雙冗余采集鏈路，并將數據傳輸到實時/歷史服務器進行實時存儲。歷史數據服務器同樣按照冗余架構部署，并配置磁盤陣列作為歷史數據的物理存儲設備，進一步加強歷史數據存儲的穩(wěn)定性和容量保障。同時實時歷史服務器將數據轉發(fā)到應用服務器的關系數據庫中，為電能管理的整體電能分析做好數據支撐工作。
5.2設備能耗分析
電力需求側電能管理系統(tǒng)能夠實現(xiàn)同一設備在不同時段的用能分析比較；能實現(xiàn)相同設備在同一時段的用能分析及比較；能實現(xiàn)關聯(lián)指標在同一坐標平面內的關聯(lián)分析管理，調節(jié)設備的負荷需量。
電力需求側電能管理系統(tǒng)通過對電能實時采集、動態(tài)監(jiān)測、能耗分析、成本核算、績效考核和報表發(fā)布等功能，實現(xiàn)企業(yè)電能管理的精細化，促進節(jié)能降耗。簡潔明了地顯示當月、當年用能情況，并與往年同期用能進行對比，掌握用能趨勢。實時動態(tài)監(jiān)測企業(yè)當前用電功率。通過設置每日用能的計劃值，實現(xiàn)用能的定額管理，并與實際用能進行對比，對可能出現(xiàn)的用能突增進行預警。將各類用能折算為標準煤，使用戶全局掌握企業(yè)用能情況。
6系統(tǒng)安全管理
系統(tǒng)安全的核心是網絡安全，網絡信息安全是保障本系統(tǒng)正常運行的一個重要條件，方案中我們基于幾下幾方面考慮 ：
6.1身份驗證
身份驗證負責確認申請網絡服務的人，對用戶進行驗證。為了訪問網絡及其服務，一個用戶必須輸入網絡登陸ID和密碼，以供安全服務器進行身份驗證。
6.2授權
身份驗證控制誰可以訪問網絡資源，而授權規(guī)定了訪問資源以后他們能做什么。授權對應用過程和用戶授與了特權。授權對于不同的用戶是不同的，取決于用戶的工作職責。
6.3審核
為了有效地分析網絡的安全性并且對安全事件做出響應，我們采取有效的方式采集網絡活動數據。
審核數據包括任何人所作的試圖通過身份驗證和獲得授權的嘗試。審核數據還包括對用戶所作的改變訪問權限嘗試的記錄。并且審核日志中的所有數據都打上時間標簽。
6.4數據加密
加密是一個對數據進行編碼的過程，目的是為了防止目標接受方以外的人讀取數據。加密設備在把數據放入網絡之前先對其進行加密；解密設備在把數據傳送到應用程序之前先對其進行解密。路由器、服務器、終端設備均可以作為加密和解密設備。SCADA軟件本身采用專門工業(yè)通訊協(xié)議，具有解加密功能。
加密是一個非常必要的安全部件，因為它提供了數據的保密性。它也可以用來確認數據發(fā)送者的身份。
6.5數據包過濾
在路由器和交換機上建立數據包過濾器，從而接受或拒絕來自特定地址或服務的數據包。數據包過濾器擴充了身份驗證和授權的機制。它們能夠保護網絡資源免受非授權的使用、盜用、破壞和禁止服務攻止。
6.6防火墻
防火墻是在兩個或多個網絡的邊界處用來加強安全策略的一個系統(tǒng)或若干系統(tǒng)的組合。我們在調度中心與電信公網的入口配置硬件防火墻保證網絡安全。
6.7物理安全和容錯能力
物理安全性指保護資源免受自然災害的侵害，根據系統(tǒng)特定要求，安裝物理安全措施以保護核心路由器，服務器、主機及備份存儲設備。關鍵設備做冗余處理，調度中心異地數據備份和災難恢復。
