武志宏，韓建富

（國網(wǎng)山西省電力公司，太原 030001）

山西省電力公司在2016年已累計推廣實施電能替代項目330多個，替代電量近60億kWh，在用戶能源消費端減少燃煤220多萬t，SO2、NOx等污染物排放減少4萬多t，CO2排放減少400萬t，實踐證明電能替代帶來了極大的經(jīng)濟效益和社會效益，對能源革命轉(zhuǎn)型升級起到一定的推動作用。本文結(jié)合山西省電力公司所開展的“電能替代”工作，對電能替代常態(tài)化管理機制進行深入研究。

1 電能替代工作整體開展方式

通過跟蹤市場動態(tài)制定替代工作計劃，從市場、城市建設(shè)雙重角度，實現(xiàn)終端能源消費方式的轉(zhuǎn)型升級。結(jié)合山西省太原市電能替代工作的開展，具體實施方案如下:

（1）開拓電能替代市場

“十三五”規(guī)劃指出，電能替代工作力爭完成230億kWh電量替代任務(wù)，確定了以綠色交通、清潔取暖、能源綜合利用等為重點，覆蓋10個大類21個小類的電能替代示范工程實施方案，全方位推進電能替代工作。

2017年，山西省在太原城市改造中建設(shè)了4個國家級改革示范區(qū)、3個省級改革示范區(qū)以及大學(xué)城區(qū)，且在城南、城北進行城區(qū)擴展，意在建設(shè)諸如先進制造、新能源、新材料、電子信息、健康醫(yī)療、文化創(chuàng)意等專項產(chǎn)業(yè)園，作為推廣電能替代的示范點。首先，調(diào)查該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展實際水平、能源擁有量以及可用能源的分布狀況，預(yù)計引入諸如光伏、風(fēng)能等城市分布能源。根據(jù)示范工業(yè)園區(qū)實際能源應(yīng)用量，劃分不同等級電能替代區(qū)，主要分為:重點區(qū)、潛力區(qū)、保守區(qū)3個區(qū)域。按照電能替代電量任務(wù)，制定電能替代計劃，分配于不同等級替代區(qū)。

（2）建立雙向溝通機制

電能替代工作與能源產(chǎn)業(yè)升級和人民日常生活息息相關(guān)，需要得到用戶及用電企業(yè)的擁護與支持，因此需要開展宣傳工作，提升消費終端用戶對電能替代的認(rèn)識度。建立完整的企業(yè)用戶雙向溝通機制，或結(jié)合本地優(yōu)勢開展電能替代相關(guān)主題活動，向社會各界宣傳電能替代的理念和技術(shù)，打造電能替代體驗綠色通道，快捷、方便地讓用戶體驗到電能替代的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

山西省開展了“電網(wǎng)連萬家、共享電氣化”主題活動，通過報刊、電視等多媒體，聯(lián)合各級部門宣傳新型清潔環(huán)保替代策略。此外針對電能替代不同等級區(qū)用戶，進行走訪上門服務(wù)，并邀請其到電能替代示范區(qū)進行參觀調(diào)研，利用示范工程現(xiàn)場為企業(yè)用戶講解并演練，使其明確將煤消費轉(zhuǎn)型為電能消費所帶來的應(yīng)用成果和經(jīng)濟效益。最終，與企業(yè)用戶簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議60項，增加潛力負(fù)荷142.17萬kW。

（3）建立正向激勵制度

“以電代煤、以電代油、電從遠方來、來的是清潔電”的理念要全面融入電能替代工作，以此制定電能替代工作總體規(guī)劃，拓展售電市場。在工作開展過程中，拓展電能替代的參與主體、參與方式和服務(wù)模式，探索電能替代與可再生能源消納結(jié)合的機制，建立完整的電能替代正向激勵制度。主動聯(lián)系省、市發(fā)改委及經(jīng)信委等部門，出臺能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)政策，將電能替代工作作為整治環(huán)境及節(jié)能減排的重要方針政策，推進電能替代工作的順利開展。

2014年初，山西省電力公司采用以上方案，累計實施電能替代項目600多個，增加售電量75.85億kWh，相當(dāng)于減少使用直燃煤350萬t，減排二氧化碳600多萬t。

（4）加強示范工程建設(shè)

電能替代的全面推行、采用“以點到面，重點示范，循序漸進”的策略，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，目前針對以下方面加強示范工程建設(shè)，推動電能替代工作:①集中供熱，以電采暖代替熱網(wǎng)供暖；②工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以電鍋爐代替煤鍋爐；③城市交通，以電動汽車代替燃油汽車；④私營中小企業(yè)的高耗能單位逐步執(zhí)行“煤改電”替代計劃；⑤拓展新興及創(chuàng)新型領(lǐng)域，提高電量使用率，使替代結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。各個行政單位相配合，積極踐行電能替代，逐步將電能替代滲透到各個行業(yè)。

依此，山西電能替代工作主要從城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)型、傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)以及城市交通領(lǐng)域中開展。針對太原及大同開展城鄉(xiāng)“煤改電”工作，減小化石能源消耗，提高電能的清潔化利用程度。在城鄉(xiāng)轉(zhuǎn)型的進程中，通過建設(shè)以第三服務(wù)業(yè)為主的傳統(tǒng)旅游業(yè)，以平遙古城為代表，發(fā)展現(xiàn)代化旅游型電能替代示范工程，提高電氣化水平，讓民眾感受電能替代所帶來的便利，進一步達到宣傳的目的。對于城市交通，2016年太原城區(qū)為建設(shè)出租車電動化城市，前后共投入出租車8 292輛；臨汾、長治等市實行城市公共交通電動化，更換公交車2 000多輛，城市交通電氣化發(fā)展為山西省年售電量增加2億kWh。

2 電能替代項目信息管理系統(tǒng)設(shè)計

為了提高電力公司信息化管理水平，推進企業(yè)精益規(guī)范管理，必須建立一套合理且完善的電能替代項目信息化管理系統(tǒng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下，以先進的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)電能替代項目全過程、多角度、多元化管理，提高供電企業(yè)市場競爭力、管理及服務(wù)水平。

系統(tǒng)的設(shè)計需滿足功能實用性、操作簡易性、網(wǎng)絡(luò)廣域性、網(wǎng)頁動態(tài)性等，要求同時可實現(xiàn)項目客戶端、項目管理端、系統(tǒng)運維端三方的實時登陸、查看、調(diào)整的功能。項目客戶端主要用于項目客戶登陸申請，查看項目進展和運營信息。項目管理端主要用于項目建設(shè)評估、項目申請信息接收、項目建設(shè)進程、項目運營分析、項目報表生成等。系統(tǒng)運維端主要用于系統(tǒng)后臺運行維護調(diào)整。系統(tǒng)的設(shè)計要體現(xiàn)工作銜接流暢化、數(shù)據(jù)更新自動化、項目流程清晰化、項目進展透明化等特點。電能替代項目信息管理系統(tǒng)的整體框架分為3層:功能應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、基礎(chǔ)架構(gòu)。項目功能應(yīng)用架構(gòu)主要有5部分:指令接收、預(yù)約申請、進程跟蹤、報表管理、運營管理、潛力分析。預(yù)約申請為項目客戶端錄入項目基本信息，用于管理端的查看審批。進程跟蹤為項目審批、建設(shè)狀態(tài)的實時更新，主要由管理端負(fù)責(zé)更新，客戶端可以實時跟蹤查看。運營管理主要是對已竣工項目的實際運營情況進行采集分析，需要結(jié)合系統(tǒng)運維端編譯的程序處理數(shù)據(jù)。報表管理為各個電能替代項目建設(shè)報表以及實時運營信息報表的生成，以便于管理端、客戶端相關(guān)人員記錄查看。潛力分析針對城市規(guī)劃數(shù)據(jù)以及企業(yè)用能信息統(tǒng)計，分析電能替代潛力用戶數(shù)據(jù)，供項目管理端查看。數(shù)據(jù)架構(gòu)為功能應(yīng)用架構(gòu)采集并處理數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)有:企業(yè)能效數(shù)據(jù)、接收上級指標(biāo)數(shù)據(jù)、項目基本信息、項目更新數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)維護端程序處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)基礎(chǔ)層主要為整個系統(tǒng)實現(xiàn)硬件設(shè)計。該管理系統(tǒng)需要服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲以及能效檢測管理。

電能替代項目信息管理系統(tǒng)的邏輯設(shè)計采用雙閉環(huán)管理機制，具體設(shè)計如圖1所示。邏輯設(shè)計主要是關(guān)于用戶層與管理層的互動響應(yīng)。通過網(wǎng)絡(luò)連接和動態(tài)網(wǎng)頁更新，使客戶端和管理端可隨時隨地跟蹤項目進程，了解項目工作計劃以及建設(shè)運營情況。為保證項目的實時性和安全性，項目詳細數(shù)據(jù)的傳輸處理采用系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)。為方便工作人員實時查看跟蹤，項目的進程申請與查詢系統(tǒng)采用公用網(wǎng)絡(luò)。

圖1 電能替代項目信息管理系統(tǒng)邏輯設(shè)計示意圖

對于用戶層的設(shè)置主要分為用戶用能采集系統(tǒng)、能效管理系統(tǒng)、電能替代項目預(yù)約申請系統(tǒng)以及跟蹤查看系統(tǒng)等。用能采集系統(tǒng)和能效管理系統(tǒng)主要用于檢驗用戶端能源使用狀況，包括一次能源使用量采集，用電設(shè)備統(tǒng)計及用電量采集等。管理層的設(shè)計需要考慮上級指標(biāo)接收系統(tǒng)、用戶層數(shù)據(jù)反饋處理系統(tǒng)、電能替代項目方案制定系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)等，且為保證不同時域及地域的數(shù)據(jù)處理傳輸，在管理層與用戶層之間需要連接統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。

整個電能替代項目信息管理系統(tǒng)的軟件業(yè)務(wù)功能設(shè)計如圖2所示。本系統(tǒng)主要分為項目客戶端、項目管理端及系統(tǒng)維護端3個獨立部分。每部分可根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求進行查看編輯。

在整個系統(tǒng)運行過程中，需要保證運行安全性，因此對于每次登陸的用戶需要進行身份認(rèn)證。用戶登陸系統(tǒng)與權(quán)限認(rèn)證流程如圖3所示。

圖3 用戶登錄與權(quán)限認(rèn)證設(shè)計

電能替代項目區(qū)域劃分方案設(shè)計，如圖4所示。電能替代項目的開展需要在城市規(guī)劃的進程中，劃定項目改造重點區(qū)、潛力區(qū)以及保守區(qū)，制定對應(yīng)的項目實施方案。對于潛力區(qū)和保守區(qū)的改造，需要隨著該區(qū)域企業(yè)電氣化水平的提高，不斷對運行設(shè)備進行檢測，提升其改造的可能性。且潛力區(qū)比保守區(qū)的改造可能性更大，改造間歇期更短。改造間歇期即潛力區(qū)電氣化水平向重點區(qū)電氣化水平的過渡期。

圖4 電能替代項目區(qū)域劃分方案設(shè)計

為便于項目管理端和用戶端查看系統(tǒng)運行的詳細情況，設(shè)計報表管理系統(tǒng)，設(shè)計方案如圖5所示。報表管理系統(tǒng)可生成企業(yè)能效信息報表、城市規(guī)劃信息報表、電能替代項目信息報表及相關(guān)政策信息報表。

圖2 系統(tǒng)軟件業(yè)務(wù)功能設(shè)計

圖5 報表管理系統(tǒng)設(shè)計

3 結(jié)束語

本文首先結(jié)合山西省電能替代工作開展情況，介紹了電能替代工作整體化開展方式，并設(shè)計出一種電能替代項目信息管理系統(tǒng)。分別設(shè)計項目用戶端、項目管理端以及系統(tǒng)運維端，可用于某一地區(qū)電能替代項目的改造建設(shè)。系統(tǒng)主要解決的問題如下:①不受時間和地域的限制，可實時查看并了解電能替代項目的實施進程。②設(shè)置管理層、網(wǎng)絡(luò)層、用戶層的多層管理機制，保證項目有序開展，且系統(tǒng)提供了項目客戶端、項目管理端、系統(tǒng)運維端3種功能系統(tǒng)，便于系統(tǒng)的規(guī)范有序化運行。③采用系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)和公用電網(wǎng)2種網(wǎng)絡(luò)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全采集與傳輸，以及用戶查詢項目的便捷性。采用雙閉環(huán)管理機制能夠解決數(shù)據(jù)共享沖突的問題，實現(xiàn)了多方同時性作業(yè)。D