一、中国智慧节能发展概况
1、智慧节能定义
随着我国经济的持续快速发展，日益增长的能源资源需求和国内有限的资源保障能力矛盾越来越突出，当前节能形势严峻。近年来我国高度重视节能工作，节能模式也正逐步朝多元化方向发展。尤其是随着信息技术在工业、交通、建筑等领域应用，智慧化节能模式成为了世界关注的焦点。利用信息技术，开展智慧节能，是当今国内外节能工作发展的重要趋势。 “智慧节能”即通过运用信息技术，针对各用能环节建立实时的能源利用状况监测系统，获得即时、准确、全面的能耗数据，同时结合专业的能耗诊断、分析统计、决策支撑系统，形成能源管理、节能指导的整体管理体系。无论政府或是企业，智慧节能主要有以下几种方式：（1）利用管理信息化节能；（2）利用装备信息化节能；（3）利用生产过程管控和工艺流程优化节能；（4）利用能源管理和能耗在线监测节能。恐龙模型仿真
2、智慧节能发展现状
近年来，我国政府高度重视智能节能发展，通过信息化手段实现节能减排是我国两化融合战略的重要组成部分。2011年工业和信息化部长苗圩提出未来我国将把“数字能源”和绿ICT战略列为“十二五”工业节能重点工作之一。2011年5月27日工信部印发了《关于推荐两化融合促进节能减排重点推进项目的通知》，确立了一大批两化融合促进工业节能的项目，为我国应用信息化推进智慧节能发展理清了思路。一些地方政府在政策引导和自身节能需求的双重作用下，在绿办公、节能监控等层面也开始探索性地开展了智慧节能工作。
在政府应用方面，在政策推动和各地政府管理需求拉动下，我国部分地区开展了智慧节能工作。从政府项目总体建设情况来看，在工业领域，工信部首批重点推进的两化融合项目中，政府应用信息技术推动节能的平台覆盖了山西、重庆、天津、北京、广西、安徽6省和直辖市，以及苏州、银川、大连等3个地级市。在交通领域，截至2012年底，交通运输部已经完成了四批累计165个节能示范项目的申报和公示工作，其中约有1/5的项目采用了信息技术监管。在建筑领域，截至2012年，住建部确定北京、天津、深圳等为第一批国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台建设试点城市，确定江苏、重庆、内蒙古等为第二批国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台建设试点城市，确定上海、山东、辽宁、浙江、广东等省的多个城市为第三批国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台建设试点城市。当前我国已实施的政府智慧节能平台的总数不多，未来还有较大的提升空间。此外，我国各地政府还出台了一系列政策和技术措施以推动智慧节能的发展，例如：北京市在2008年出 台了《北京市信息化促进节能减排工作实施方案》，并编制了《北京市节能减排信息技术、产品和应用方案项目汇编》（第一批）。重点推进了以行业制造执行系统（MES）、新一代集散控制系统（DCS）、高效节能变频调速技术、企业能源管理及调度系统、射频识别技术（RFID）、LED光源等技术和系统应用为代表的信息技术促进重点领域节能；陕西省则是通过计算机辅助设计（CAD）、数控机床、计算机辅助制造（CAM）等技术的推广应用提高制造业的生产效率，达到系统节能。
在企业推进智慧节能应用方面，目前企业主要通过建立能源监控或综合管理系统来实现节能责任目标或能耗指标的过程管理和动态监管；掌握企业能源利用效率、跟踪主要耗能环节、掌握能源结构信息和能源基础数据；满足不同类型企业的节能统计技术指标和报送要求，完成节能数据统计及报告的评估分析等。例如，宝钢的能源中心实时监控与信息管理系统，就是在原日本引进的能源中心技术的基础上发展起来的，是一个覆盖宝钢一、二、三期工程各单元的全局性能源管理系统。宝钢的能源中心覆盖了基础自动化、过程监控及管理三个层面的计算机网络系统，实现了对供配电、给排水、动力和环保等有关能源子系统的自动控制及监测，作为实时监控与信息管理系统，实现了信息的实时采集、数据的海量储存、二次加工等。
二、存在的问题
1、顶层规划设计缺失
智慧节能需要由管理部门统一进行顶层规划设计并牵头实施，全过程涉及多部门、多行业综合管理，当前现状是没有对智慧节能全局的把握与整体规划框架，造成在智慧节能体系的搭建中，出现了建设遗漏或重复建设；智慧节能缺少专门的政府管理部门统筹，发展效率低，工程进度慢。合格而有效的顶层规划设计必须是综合性的、多优化目标的规划。目前对综合能源规划的理念和方法仍然认识不足。
2、数据资源获取难
政府开展智慧节能工作需要对本地用能单位的用能数据进行获取并分析。而当前的用能单位出于本单位的用能数据保密需求或其他目的，提供数据的意愿不强，甚至抵制这一过程，为后续的数据分析造成阻碍。并且，在当前技术条件下，用能客户端设备的成本较高、工作性能不稳定、安装率较低等因素也导致了用能数据总量不足，妨碍了数据分析以及后续工作的进行。另外，部分用能单位信息化程度不高，导致获取的用能数据时效性和真实性差，也影响了节能效果。
3、标准体系不健全
目前国内缺乏智慧节能发展规范和技术标准的指引，没有标准就没有规模化。以物联网为例，物联网
是一个将多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网。在物联网建设中，传感器、计算机、接口标准、通信协议等方面都需要有国家标准的指引，才能整合和节约资源，降低成本，而目前国家还没有相应的标准出台，因此通过物联网技术实现节能尚不能取得明显与实质性的成果。此外，物联网将推动传统工业的信息化改造，实现行业信息化、部门信息化，从而推动社会整体的信息化。信息的共享和信息服务，就意味着要破除跨行业间的壁垒，建立新的共享与协同型的管理体系和生产流程。当前我国整体信息化水平还比较低，各行业发展不均衡，这成为制约我国智慧节能发展的重要瓶颈之一。
4、应用深度有待提升
智慧节能应用领域来看，目前应用主要集中在工业、建筑、交通等领域，其中在工业领域如钢铁、石化、有等高耗能行业，主要通过自动控制系统实现对生产流程的控制，降低生产设备的运行能耗，优化生产物料的回收利用，从而提高能源利用率。但总体说来，目前智慧节能应用功能仍然较少，主要进行数据采集和实时监测、并进行简单分析，对于决策支撑、企业间数据对比、发展趋势分析、行业预警等高级分析以及反馈指导管理和控制，智慧节能在工业、建筑、交通等领域应用的深度仍然较浅。
第二章 中国智慧节能系统架构
一、总体架构洗肠器
中国智慧节能系统架构总体上可以分为四层，分别是展示层、应用层、信息集成层和基础设施层。在此基础上，需建立标准规范体系和信息安全体系。
图1 中国智慧节能系统总体架构图集成电路测试
资料来源：赛迪设计 2013,08工字扣
二、展示层
展示层是智慧节能体系中的应用终端，基于数据采集层、信息集成层和应用层之上直接面向用户，为用户提供政务、互联网入口、信息显示界面、管理和操作界面。
压力容器钢板根据服务功能的不同，智慧节能展示层包括监管信息平台和管理信息平台两大面向用户的系统平台。其中，监控信息平台主要实现对被监测单位能耗等节能指标的监测，主要面向政府主管单位和被监管单位；管理信息平台主要掌握各个用能和排放单元的能源利用效率、跟踪主要耗能环节、掌握能源结构信息数据，智慧节能系统面向政府、企事业单位、家庭等众多用户，根据不同的需求，其展示平台的内容和结构亦有不同。
以云计算、新型显示技术、移动互联网、三网融合为代表的新一代信息技术在展示层的应用具有广阔的前景。基于TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）、PDP（等离子体显示器）、OLED（有机发光显示器）等新型平板显示技术以及基于IPV6和4G等新型移动互联网技术开发的移动显示终端具有轻薄便携和高通量移动信息交互的特性，应用于智慧节能平台，将使管理工作更为便捷高效；采取云协同的
概念发展的管理系统，可以实现客户端交互信息在多平台终端间的数据同步，大大提高了能效管理的泛在化；此外，在家庭和商业建筑节能管理领域，借助电视网、电信网、互联网一体化的三网融合技术，也为展示层的数据传输模式和展现形式提供了新的载体。
三、应用层
中国智慧节能系统总体架构的应用层为用户提供功能模块，以满足不同用户的需求。智慧节能系统平台的主要功能模块包括：总量控制、用能填报、在线监测、统计查询、分析决策、政府公开和平台管理等。能源管理信息平台的主要功能模块有合同能源管理、企业生产流程控制和优化、企业能源管理中心和家庭能源管理系统等。
总量控制模块主要通过一体化监控，实现对区域乃至全国范围内能耗总量、某种能源的消耗总量监测和控制管理；用能填报模块主要用于用能单位定期在线填报本单位的用能数据，主要包括能源收支平衡信息、产品能耗信息、产值能耗信息等；在线监测模块主要用于政府用能监管部门实时监测用能单位当前的用能数据；统计查询模块主要支持政府用能监管部门基于平台数据库，按照一定的时间范围对用能单位、行业或地域的用能指标数据进行汇总统计，并以图形、表格的形式展现统计结果；分析决策模块主要是运用统计分析方法，对节能综合平衡状况、能源消费构成、能源流转、能源加工深度、能源储存、能源经济效益、能源综合利用以及与国民经济发展的依存关系等方面，进行分析、研
究、判断和推理；而基于新型显示技术的可视化模块，可以实现数据信息的形象化显示和分析决策的可视化管理；政府公开模块由用能监管部门进行管理，主要介绍政府关于节能的国家政策、法律法规、发展战略与规划、行业标准规范、指标体系以及对标结果公示等；平台管理模块主要由平台管理员进行配置管理，提供定义基础数据的功能，包括：用户的定义、用户角权限定义、后台数据管理等，支撑平台其它业务功能的应用。
此外，能源管理模块主要包括合同能源管理、企业生产流程控制和优化、企业能源管理中心、家庭能源管理系统等。其中，合同能源管理是指以信息化手段为支撑，有效引导和促进节能机制面向市场的过渡和转变，最大限度避免节能行业技术改造的风险；企业生产流程控制和优化则能有效监控生产设备本身的消耗，从而为节能提供原始依据，并采用更为先进的控制算法提升生产运行的自动化水平，提升能源利用率；企业能源管理中心在现代监控技术和新一代信息技术的支撑下，对企业电力系统、动力系统等实行集中监测、控制和管理，通过对企业能源生产（购进）、输配和消耗实施动态监控和管理，从而实现系统性的节能降耗；家庭能源管理系统依托物联网、下一代通信网络等新一代信息技术，以及电脑、电视、手机等固定或移动终端，实现对家庭耗电量、可再生能源发电量的实时监控，同时可对家庭用电终端进行耗电目标设定，并为家庭提供全方面的节能建议。
四、信息集成层
信息集成层主要完成对数据信息的分析、处理与集成。
六氢邻苯二甲酸酐
智慧节能信息集成层强调建立高效的信息处理与集成平台，使能耗数据、能效数据、社会经济数据、企业运行数据和空间基础信息等实现有序流动和高效处理，形成跨用户、跨系统、跨应用的数据处理、信息流通和共享环境。信息集成层数据集成与共享平台的建设，将实现节能信息的高度集成，在信息集成标准方面，接口协议和通信信息模型等标准规范必不可少，而搭建面向用户架构，则能实行分散式信息系统和集中式信息系统的兼容。
能耗数据、能效数据、社会经济数据、企业运行数据和空间基础信息等节能数据有数据量大、地域分布分散等特点，而基于云计算的数据集成与共享平台能够实现海量分散数据的集成、高效处理和共享。同时使分散的数据用户无需新增硬件投入、软件和程序开发成本，只要按需支付一定租金，就可以访问节能云计算信息平台，运行企业所需的管理程序、处理采集的数据信息、建立和存储节能数据库资料；只要有网络连接，就可以做到在任何时间、任何地点进行操作，不受时间和地域的限制。
这种模式就是利用云计算平台，将分布在各个地方的各种资源虚拟地构建起来，实现资源共享，使得政府、企业等用户在使用网络构架和应用程序时就能像使用自来水、电力和燃气等一般公共服务一样方便。它不仅能同时为成千上万客户同时提供数据处理、存储等服务，而且能保证其应用环境的高度安全。此外，通过统一开放的接口，云平台还将允许企业进行智慧节能系统平台的创新尝试和搭建属于自己的智慧节能系统。
五、基础设施层
智慧节能的基础设施层是采集、传输、存储和展示数据的基础环境，其规划的合理性和建设的安全性直接关系到平台的可用性、可靠性和延展性。基础设施层主要包括IT基础设施、软件系统、通信信息网络和终端数据采集设施等部分。
IT基础设施包括路由器、服务器、存储设备、容灾中心等；软件系统包括GIS平台、操作系统、中间件、实时数据库、关系数据库等。
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