能源互联网背景下的客户侧分布式电源综合运营服务平台及其关键技术研究

卢毓东，魏 宏，王芙丽，刘周斌，韩嘉佳

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014；2.浙江华云信息科技有限公司，杭州 310008）

电力企业管理

能源互联网背景下的客户侧分布式电源综合运营服务平台及其关键技术研究

卢毓东1，魏 宏2，王芙丽2，刘周斌1，韩嘉佳1

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014；2.浙江华云信息科技有限公司，杭州 310008）

能源互联网作为能源革命的核心技术，力图借助信息新技术来推动分布式可再生能源的大规模利用与分享，促进多种复杂网络系统的融合，实现能源利用模式的改变。在此背景下，分析了能源互联网的建设理念、能源互联网与分布式电源的关系，分布式电源的特点、现状和存在问题，介绍了浙江省客户侧分布式电源综合运营服务平台的整体框架、平台功能，并探讨了平台的技术特点、关键技术和建设成果。

能源互联网；分布式光伏；客户侧；资源评级；光伏征信

0 引言

全球环境污染、气候变化和能源短缺问题促使大力发展可再生能源成为世界共识。当前，以光伏发电和风力发电为代表的分布式电源已成为我国国民经济可持续发展战略和环境保护的重要组成部分[1]。我国在“十三五”规划中对发展可再生能源提出了明确要求。

2015年，李克强总理在政府工作报告中提出制定“互联网+”行动计划，同时在工作总体部署中指出要推动能源革命。如何利用先进的互联网思维和技术来改造传统能源行业，促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源利用率，推动节能减排，成为能源和信息企业关注的焦点[2]。

客户侧分布式电源综合运营服务平台在能源互联网背景下，以分布式光伏为切入点，依托电力企业优势，整合分布式光伏产业资源，集聚分布式光伏产业各参与方，构建了高效、经济、安全的服务体系，打造了“能源、信息、服务”三位一体的分布式能源互联网平台，为推进能源互联网建设提供了很好的实践参考。

在此背景下，首先分析了能源互联网的建设理念、分布式电源的特点、发展现状及存在问题；随后对浙江省客户侧分布式电源综合运营服务平台的建设意义、整体框架和功能进行了介绍；最后总结了平台的关键技术及特点。

1 能源互联网与分布式电源

1.1 能源互联网

以化石能源集中式利用为特征的传统经济发展模式正在发生变革，能源互联网是在此情况下能源产业发展的一种新形态[3]。 作为能源革命的核心技术，能源互联网建设工作力图结合可再生能源技术与信息新技术，推动分布式可再生能源的大规模利用与分享，促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合，实现能源利用模式的改变，推动经济与社会可持续发展。

能源互联网的关键在于采用互联网理念、方法和技术实现能源基础设施和架构本身的重大变革[4]，构建开放的交易平台，实现以市场为主导的能源资源优化配置[5]。其主要建设理念归纳如下：

（1）能源市场化。基于互联网，为各种能源参与者和用户提供平台，支撑能源运行、维护、交易、金融等大数据服务，使能源交易更加便捷。

（2）能源高效化。多种类型能源开放互联、调度优化，为能源开发、利用和共享提供条件，提升能源利用效率。

（3）能源绿色化。支撑高渗透率可再生能源的接入和消纳。

电力系统作为能源相互转化的枢纽，是能源互联网的核心[6]。

1.2 分布式电源

分布式电源指在用户现场或靠近用户现场，由用户自行配置或独立于发电投资商的较小容量的发电项目[7]，包括分布式光伏、风能、生物质能、天然气等。其中，分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设运行的太阳能发电设施，以用户侧自发自用为主，多余电量上网，并且在配电网系统平衡调节[8]。

1.2.1 分布式光伏的特点

分布式光伏发电对环境污染少，可降低线路损耗，改善供电质量[9]。电站类型有户用光伏电站和工商业屋顶光伏电站等。分布式电站建设涉及普通家庭用户、工/商业屋顶业主、工/商业建筑用电企业、分布式光伏投资商、EPC（设计-采购-施工总承包模式）厂商、设备厂商、以及电网企业和金融机构等。根据电站建设规划中所选商业模式的不同、并网方式的不同，投资收益存在一定差异。

1.2.2 分布式光伏发展现状

我国政府高度重视分布式光伏发展。2016年新增装机容量424万kW，比2015年新增装机容量增长200%[10]。新增居民光伏项目20 317个，同比增长1 144.15%，容量108.40 MW，同比增长1 048.31%。居民作为客户侧电力用户的最小单位，正迅速成长为数量庞大的分布式光伏发电产销者。

根据浙江省“十三五”规划，到2020年，力争建成100万户、300万kW家庭屋顶光伏，光伏发电装机争取达到800万kW左右。“十三五”将是太阳能产业发展的关键时期。

1.2.3 存在问题

从分布式光伏发展现状看，未来几年将在建设规模上有突破性的增长，但在实际的项目建设中，标准、评估、投资风险等方面的问题也需要进一步完善[11]。

（1）信息不对称。分布式光伏政策、建设审批流程、条件等信息分散；分布式电站系统信息介绍及建设方案缺少权威的对比手段；供需双方信息不对称，不但增加了用户的建站不确定性，还由于信息不明确可能导致项目无法落地。

（2）投融资风险。补贴结算周期长、用户本身缺少对光伏贷的全面指导规划、贷款难等问题，造成用户投融资风险。

（3）信用风险。由于缺少统一的分布式电源产品、运维、施工方面的监督管理标准和平台，部分已建成分布式电源项目质量差、损耗大、投资回报长；投资商抄表数据非官方，为吸引屋顶业主投资，甚至虚标发电量，直接影响业主建站积极性[12]。

（4）对电力企业的影响。大规模分布式电源无条件并网，而电网企业缺少对分布式电源区域安装规划信息的了解渠道，导致电网规划前期介入不足，配电网改造压力大；光伏发电功率影响因素较多，无法精准预测发电功率，大规模分布式电源接入后，对电网运行有较大影响；各类光伏企业自行建立小主站，信息安全存在一定隐患。

1.3 能源互联网与分布式电源

在能源互联网中，传统的能源交易模式将发生改变，能源的生产者和消费者都将参与到市场竞争中[2]，设备、能量和服务都可以进行自由交易，市场在能源生产和消费过程中的配置作用将更加凸显[4]。分布式光伏项目用户可参与方式多，随着技术的提升和用户节能意识的提高，应用和推广的范围还将不断扩大。涉及的参与方从普通用户到设备厂商、建设方、投资方、金融机构、电网企业等，覆盖了分布式光伏市场的各个环节；另一方面，国家对分布式光伏政策的扶持与用户节能意识的普遍提升，使得越来越多的普通用户参与到分布式光伏电站建设中，成为分布式电能的产消者。因此，以分布式电源为起点，建设由各方积极参与、信息互联、服务一体化的分布式电源综合运营服务平台，主动适应售电侧改革，响应国家能源政策，提高清洁能源利用率，探索“互联网+”下客户侧分布式电源支撑技术、运营、商业模式、示范推广，具有重要意义。

2 客户侧分布式电源综合运营服务平台

2.1 整体架构

浙江客户侧分布式电源综合运营服务平台主要服务对象包括电网企业、分布式光伏投资商、屋顶业主、EPC厂商、政府部门、金融机构及光伏设备厂商。

平台总体架构如图1所示，分为3大功能模块加1个知识库模块。该平台充分发挥电网公司的数据优势、客户优势和品牌优势，以分布式电源建设运营全过程为主线，采用线上线下相结合的服务模式，为光伏企业提供服务和支撑、协调与整合相关资源、吸收整合光伏企业业务应用，为分布式电源客户提供全方位立体化服务。

2.2 信息服务

信息服务是平台的基础，依托云平台，借助先进的互联网技术为客户侧分布式电源业主、投资方、相关厂商、金融机构、政府、公众等相关方提供权威且及时的政策、建设流程、补贴信息、安装分布、资源分布等统计信息，结合消息推送的方式，方便用户电站建设前期预评估和投资参考，同时为平台建设打下信息基础。

图1 分布式电源综合运营服务平台总体架构

2.2.1 光伏政策与流程

平台汇集了国家、各省、各级地市的光伏补贴政策信息、补贴信息、建设申报流程规范、光伏贷等信息，通过合理的分类展示和查询方式，向用户提供一站式信息查询服务。

2.2.2 资源智能匹配

平台通过无人机采集、用户发布、报装等多种方式获取屋顶资源信息，经过科学客观的评估、确认后在平台发布，并以此为基础对分布式屋顶交易双方进行智能匹配，为双方提供便捷而安全的一体化交易服务，降低交易的过程成本。

投资商可通过屋顶投资地图直接定位到屋顶位置（见图2），查询屋顶资源详细信息并确认投资，不同投资价值的屋顶资源在地图上用不同的颜色进行标注。

图2 屋顶投资地图

2.2.3 统计信息

统计信息主要包括区域投资收益率、投资回收期预估。用户可按区域、上网方式、电站类型等进行收益率分类查询，可根据收益率查询对应的屋顶资源，还可通过投资回收期预估功能进行投资预估。

2.3 运营服务

运营服务是平台的核心。根据用户性质不同，运营服务采用模块化设计，从屋顶资源评估、发布，到投资撮合、金融服务，再到电站运维，满足分布式光伏电站建设各个环节和不同用户的实际需求。平台也为电网企业、政府部门等具有特殊需求的用户有针对性地设计了综合管理模块，帮助其掌握分布式电源的运行情况，实现分布式电源的精细化、有序化管理。

通过构建多方共赢的新型商业模式，有效提高各方参与的积极性，进一步释放分布式电源市场的活力，促进分布式电源市场的健康快速发展。

2.3.1 安装条件评估与屋顶发布

安装条件评估与屋顶发布功能主要针对屋顶业主用户。业主在建设前期提供屋顶基础条件信息，平台初步筛选后安排无人机对屋顶进行信息采集，之后结合当地政策、补贴进行投资效益预测，估算未来25年的发电量以及收益。

屋顶资源发布界面为用户提供了屋顶资源发布、状态查询和平台推荐的投资商列表。用户发布的屋顶资源，经平台智能评级后推荐或发布给投资商、EPC厂商等平台用户，帮助屋顶业主用户寻找到合适的投资建设方；用户可在此跟踪屋顶状态，了解推荐的投资商信息；增进双方互信的同时，借助用户对投资商服务的反馈和评价，平台可以更好地规范投资商用户。

2.3.2 投资意向

投资方可在平台设置自己的投资意向。平台会在投资商注册信息的基础上，根据投资商的投资条件和要求进行更精准的资源推荐，提高投资撮合成功率。

2.3.3 设备使用分析

基于接入平台的各类光伏电站，借助大数据分析技术，对主要设备的使用情况进行统计分析，为建站用户、投资商等用户设备选型提供参考，为政府部门、电网企业规范分布式光伏设备行业标准提供一定参考。

2.3.4 我的电站

投资商、户用用户等电站经营者，可在平台进行电站绑定，查询电站信息、对应的报表数据和补贴测算数据，还可选择添加增值服务，实现电站实时监测。

2.3.5 综合管理

对于电站业主用户（户用用户、投资商等），综合管理属于增值服务，需加装专用采集设备，实现电站的实时监控、运维等服务；对于电网企业、政府部门，综合管理提供全区域分布式光伏电站的综合运行监测服务。

（1）综合管理首页。

不同类型的用户登录后会进入相对应的综合管理首页。图3为电力公司综合管理界面首页，展示内容包括行政区域内发电量、发电功率、节能减排、各电站性能排名情况、各地市发电量、日发电量走势、告警等信息。

（2）运行监测。

运行监测包括电站监测、电气接线图监测、故障查询、设备监测、状态监测和区域监测。监测内容涵盖实时/历史数据、运行状态、环境、发电趋势、组串设备运行情况对比分析等。

（3）辅助分析。

辅助分析包括发电量预测、设备运行分析、节能减排分析、热力图分析和区域光伏热点分析。

根据气象、发电量等数据建立发电预测模型，预测未来几天内的发电功率曲线和发电量。

基于当天逆变器实时出力情况进行分析，实现不同品牌、不同型号逆变器之间运行效率、启动时间、运行时长和逆变效率的直观对比。

通过热力图分析，展示所有逆变器各时间点实时工作状态，直观反映相同时间逆变器间工作效率差异，有助于投资商和运维团队及时发现设备问题并解决，提高设备工作效率。

借助区域光伏热点分析，为电网企业、政府部门提供多种查询热度地图，从而直观看到各区域用户对光伏相关信息的查询情况，了解潜在的光伏安装需求，为制定下一步计划提供一定辅助分析。

（4）运维管理。

运维管理包括了运维计划、工单管理和运维人员管理三部分，具有发现异常、自动维护工单下发、维修闭合管理和状态评价下的清扫、巡视、检测工单生成等功能。

（5）电站发电量报表查询。

平台为用户提供年度报表和月度报表的查询。

2.4 金融服务

金融支持是分布式电源产业发展的关键一环。由于我国分布式电源产业发展面临诸多风险因素，导致与之配套的金融服务较为滞后，极大制约了分布式电源产业的持续健康发展。

图3 电力公司综合管理系统界面首页

平台为业主和投资方、银行等主体提供投融资服务（见图4）。通过大数据的精准分析以及科学的模型构建，一方面为业主及投资商推荐合适的投融资渠道；另一方面协助有明确投融资意向的用户，向金融机构发起贷款申请，并提交光伏项目审批进度、电站预期收益情况，方便金融机构进行贷前评估。同时针对已经完成投融资服务的项目，定期向金融机构发送电站运行及收益情况，控制贷后风险。

图4 金融服务流程

2.5 知识库

家庭光伏的推广难题主要是消费理念，并非所有用户都具备分布式电源的专业知识，对分布式光伏电站建设方面的政策信息等更是缺少系统性了解。知识库主要针对这种潜在业主，提供分布式电站建设原理、概念、关键设备及典型案例分类介绍，帮助用户了解适合自身条件的分布式光伏电站，推进分布式电源的宣传工作。

3 关键技术

3.1 无人机技术

利用无人机进行屋顶资源勘查和信息收集是平台获取屋顶资源的方式之一。无人机通过搭载红外成像相机和可见光成像相机，能够精确采集光伏屋顶的信息。结合计算机智能终端，可以对屋顶进行精确测绘，确定屋顶遮挡情况、屋顶结构、朝向，形成360°全景图像，并根据屋顶资源定级模型得出屋顶投资价值预估，方便投资者对光伏屋顶价值做出有效分析和预测。另外，也可解决常规人工选址方式成本高、效率低以及风险高等问题。

3.2 物联网技术

为实现对分布式电站全面、实时的监控，保证电站安全、高效运行，需借助物联网技术对分布式电站关键设备实现云平台接入。同时，应推动分布式电源信息接口标准化。

3.3 大数据分析技术

借助大数据分析技术，根据平台注册投资商及EPC厂商的基础信息、投资意向及用户信用评级，结合屋顶资源类型、规模、位置等信息进行智能投资匹配，提高撮合成功率的同时，保证平台公平、公正运营。

3.4 数据挖掘技术

分布式电源的大规模接入产生了大量的客户档案数据以及海量的电站运行监控数据，利用数据挖掘技术可以在合理时间内完成撷取、管理、处理和整理工作，为企业经营决策提供有价值的资讯；同时，可为各类用户提供增值服务，吸引大量用户主动进入到平台。例如：屋顶资源评级、分布式电源热度分析功能，可直观展示分布式电源建设分布热度地图、政策咨询热度地图等，对电网企业进行前期规划、政府进行政策制定或调整、投资商投资决策具有一定的参考作用。

4 结语

随着风能、生物质能、储能技术的进步以及物联网技术的不断发展，未来将构建分布式电源产业生态圈，覆盖风电、潮汐发电、储能等多种形态的分布式电源。利用平台的大数据优势及电网企业的权威背景，打造分布式电源金融一站式服务，减少用户新能源投资顾虑。同时，与政府、银行、融资机构等建立信息发布合作机制，完善分布式电源的信息服务；建设分布式电源信息、能源、服务一体化云平台，为加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系做出积极贡献。

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2017-06-01

卢毓东（1977），男，高级工程师，主要从事机器学习、人工智能、大数据在电力行业的应用研究工作。

（本文编辑：方明霞）

Research on Integrated Operation Service Platform for Distribution Power Supply at Customer Side and Key Technologies under the Context of Energy Internet

LU Yudong1， WEI Hong2， WANG Fuli2， LIU Zhoubin1， HAN Jiajia1
（1.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute， Hangzhou 310014， China；2.Zhejiang Huayun Information Technology Co.， Ltd.， Hangzhou 310008， China）

As the core technology of the energy revolution，Energy Internet aims to use information and new technologies to promote large-scale use and share of distributed renewable energy，promote the integration of a variety of complex network systems and achieve energy use mode change.Under the context，the paper analyzes the construction concept of Energy Internet，the relationship between Energy Internet and distributed power supply， the characteristics， current situation and existing problems of distributed power supply； besides，it introduces the overall framework and functions of the integrated operation service platform for distributed power supply at customer side in Zhejiang province， and discusses the technical characteristics， key technologies and construction results of the platform.

Energy Internet；distributed PV；customer side；resource rating； PV credit

10.19585/j.zjdl.201710017

1007-1881（2017）09-0077-06

TP311.521

B