3．项目方案
3.1.1工业企业用能特点
工业企业用能情况较为复杂，涵盖传统的能源传输、转换和使用环节，部分工业企业还包含能源存储和能源生产环节，如图所示。 图1工业用户用能通用物理模型
部分工业企业如园区设有能源站，包括热电、锅炉、风光发电等设备，用电环节有大型电机（如工业鼓风机，传送履带等）、大型燃烧设备（如焦炉、锅炉等），及负荷波动较大的锻压设备（如轧钢机、加工车床等），如表1所示。 表1工业主要设备表
工业企业与园区的区别在于，工业企业以生产工艺为生产主线，在生产过程中存在能源转换的过程，而在此过程中，可以通过生产过程中产生的能源代替网供电参与到需求响应过程
中。以钢铁行业为例，以煤炭作为输入能源的炼制系统，其二级能源煤气可以进行回收作为阶梯能源加以利用。各行业能源使用情况不同，因而能源利用空间也不同，需要有针对性的分解，其中中黑金属行业占比达30.9%。
3.1.2现有工业企业能源管控系统的问题
多数工业企业对用能管理重视程度不够，工业企业对于用能数据的利用仅停留在关口数据采集和分析
上，对于电能以外的其他能源，缺乏有效的能效利用模型及策略，导致工业企业整体能效水平普遍不高。目前工业企业使用的生产自动控制系统大多采用国外成熟产品，主要专注于生产的调度而不是能源的管理，缺乏降低生产负荷的调控方法，同时也缺乏与电网友好互动的模型及策略。
3.1.3工业企业用能控制系统建设主要解决的问题
通过以上的问题分析并结合工业企业的实际调研，选择具备能源站或用能环节梯次利用的企业，将工业企业用能控制系统与现有生产调度和能源（站）管理系统对接，通过感知、记录并实行改良控制以实现工业企业参与需求响应的能力，提升工业企业用户的综合能效水平，提升与大电网互动的能力。
3.2园区用能场景分析
3.2.1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
贴片共模电感配置能源站，涵盖如分布式光伏、风电、三联供机组、热电联产机组及燃气锅炉等不同形式供能设备，为园区通过多能互补协调优化实现能效提升提供了空间，具体供用能形式如下表所示。
表2 工业主要设备表
水松纸激光打孔机
图2 典型园区能流图
染料废水
此外，在传输和存储环节，部分园区还建设有热、气管道，同时还会配置储能装置，实现不同能源形式的分时利用及园区内部的“削峰填谷”。在消费环节，园区用能负荷较大，企业用户众多，分属不同行业，用能形式及用能习惯存在差异，可为电网互动及园区内部互动提供大量的优质资源。
3.2.2现有园区能源管控系统存在的问题
园区涉及到冷热电气等多种供用能形式，且各供能系统一般均具有独立的能源生产管控系统，通常各个系统间相互独立，缺乏实现联动的方式及策略，这些传统单一能源系统能效仅在30%到37%左右。为提高园区整体能源利用率，基于园区用能结构，需要将不同形式供能需求统筹考虑，建立多种能源协调运行梯级利用的系统，该系统能效可以达到60%以上。具体实例如下：
图3 能源效率指标
3.2.3园区用能控制系统建设主要解决的问题
将园区各能源生产管理系统接入用能控制系统，通过多能互补协调优化策略实现用能效率提升，同时通过接入各工业用户用能控制系统实现园区内用户“负荷互济”，提升园区需求响应能力，提升与大电网互动的能力。 30%
37%
60%
0%
石墨钢10%
20%
30%
40%
50%
60%
触摸白板70%
单一能源供给低限单一能源供给高限多种能源协调运行效率值
染料助剂图4工业企业及园区用能控制系统架构
3.3系统功能及架构研究
基于“云管边端”架构的工业企业及园区实时需求响应控制系统，云通过管与边和端连接，边连接同种类型的各类端，端分为采集和控制，同时为边和云提供控制的依据和执行，云在大电网需要时进行统一调控，平时收集海量用户信息，边通过最优化调度控制用户用能设备，提高能效。工业企业及园区需求响应控制系统通过在端侧安装采集终端、柔性负荷控制终端、柔性负荷调度网关等设备，在边侧安装用户智慧能源网关、智慧能源网络节点信息监测与控制终端等设备，在云侧生成优化控制策略，并通过管层下发边、端执行，实现多能源协调优化控制、提升用能效率，并且实现工业企业及园区与电网
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