編者按：2021年7月8日，以“碳中和與未來能源”為主題的“第三屆未來能源大會(huì)”在北京召開，本次大會(huì)由中國能源研究會(huì)與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì)上，北京電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司副總經(jīng)理 陳杰發(fā)表了“智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)賦能園區(qū)碳中和”的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

陳杰：非常榮幸能跟大家講一下《智慧物聯(lián)管理系統(tǒng)賦能園區(qū)碳中和》，我們最近做的工作主要是以數(shù)字化為主。一個(gè)簡(jiǎn)單的背景，上午已經(jīng)講了很多了，3060戰(zhàn)略目標(biāo)是重大國家戰(zhàn)略，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，這個(gè)高度和重要性已經(jīng)不言而喻了。對(duì)于能源領(lǐng)域來說構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的清潔能源，構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是兩大關(guān)鍵，這兩大關(guān)鍵很好地說明了今天的主題，碳中和以及未來能源，這就是碳中和和未來能源的形態(tài)，我們最近的工作也是基于這兩大關(guān)鍵來開展的。

整個(gè)智慧物聯(lián)系統(tǒng)，通過自研邊緣計(jì)算終端以及云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同，為客戶提供整體的解決方案。下面可以看一下我們整套系統(tǒng)，相關(guān)的參數(shù)，三維可交互形式呈現(xiàn)數(shù)字園區(qū)的全貌，任何一個(gè)地方有了異常，在園區(qū)里，在圖形上就可以顯示出來。點(diǎn)擊哪棟建筑，就可以顯示相關(guān)能耗和異常情況。

我們?cè)趫@區(qū)里建了光儲(chǔ)充的系統(tǒng)，光伏、儲(chǔ)能、充電樁，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控里面所有的信息。4月16日大紅門電池爆炸事故要講一下，導(dǎo)致我們現(xiàn)在這些儲(chǔ)能系統(tǒng)都停了，只有電網(wǎng)給我們供貨。針對(duì)電池儲(chǔ)能我們做了一些研究，包括今天上午嘉賓也講到了放火防爆的處理，我們是新型的放火防爆鋰電池模組，去天津電子18所做的穿刺試驗(yàn)，也有個(gè)視頻，可以給大家分享一下。

這個(gè)模組里面是4節(jié)三元鋰的電芯，鋼針穿透第一節(jié)電芯發(fā)生了爆炸，真正有聲音的話是非常響的，而且冒出了大量的濃煙，都是有毒的。第一節(jié)、第二節(jié)發(fā)生了爆炸，過幾十秒，第三節(jié)電芯燃爆，最后第四節(jié)電芯也會(huì)發(fā)生燃爆。整個(gè)鋼針是燒紅的狀態(tài)，真正鋰電池發(fā)生事故，溫度是極高的，基本上消防人員沒辦法進(jìn)行滅火，只能等它整體燒完。

這是我們?nèi)〕鰜淼碾娦荆墓?jié)電芯完全燒毀，整個(gè)殼體完全變形了。四節(jié)電芯好幾天時(shí)間都還處于高溫狀態(tài)，這個(gè)反應(yīng)是非常強(qiáng)烈的。

我們特制的電池模組，整個(gè)外殼都一樣，這時(shí)候開始穿刺。鋼針穿透第一節(jié)電芯，有輕微的爆炸，但是在模組內(nèi)部基本上已經(jīng)消化了，而且略微冒出了白煙，基本上是15秒左右，白煙基本沒了，整個(gè)電池模組恢復(fù)原狀。效果還是非常明顯的，講一下原理。

首先我們判斷所有的鋰電池長(zhǎng)期使用之后必然會(huì)發(fā)生燃爆，這是不可避免的。我們要做得是什么？發(fā)生燃爆之后讓事故最小化，以及不發(fā)生其他的影響，我們回歸第一性原理，針對(duì)燃燒的三要素，等離子狀態(tài)燃燒過程的形成基本上可以把火災(zāi)控制在可控范圍內(nèi)，這也是從本質(zhì)上解決鋰電池燃爆的問題。

第一節(jié)電芯穿透了，基本上燒毀了，后面三節(jié)電芯完全是正常的，拆下來作測(cè)試都是可以正常使用的狀態(tài)。這是我們把所有電池情況監(jiān)控進(jìn)去的圖，三維建模。

放火防爆鋰電池我們用在安全要求很高的場(chǎng)合，包括軍事的，包括數(shù)據(jù)中心、海上鉆井平臺(tái)、通信基站，跟人接觸的必須采用放火防爆的形式。后續(xù)如果有需要，大家可以接下來繼續(xù)交流。

第三塊是我們的智能樓宇系統(tǒng)，包括整個(gè)樓控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)，相關(guān)能監(jiān)測(cè)的內(nèi)容都做進(jìn)去了，這里看一個(gè)我們做的電梯監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電梯位置和狀態(tài)，有異常狀態(tài)就彈窗報(bào)警，可以進(jìn)行及時(shí)處理和解救人員等工作。這是我們?cè)跀?shù)字園區(qū)里面可以直接定義會(huì)議室，這是定位到了A座會(huì)議室，可以看到是三維的，點(diǎn)擊進(jìn)去可以看到會(huì)議室界面，里面的燈光、照明、空調(diào)、投影、幕布，一系列東西都是聯(lián)動(dòng)的，我們是一鍵場(chǎng)景化應(yīng)用，要會(huì)談模式就會(huì)談模式，投影模式就投影模式，還是挺方便的。

第四塊是智慧物業(yè)管理系統(tǒng)，包括整個(gè)園區(qū)的資產(chǎn)管理，預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，視頻監(jiān)控，人員數(shù)字化，智慧停車，包括火災(zāi)識(shí)別預(yù)警以及消防應(yīng)急疏散，現(xiàn)在大家看到是整個(gè)園區(qū)視頻系統(tǒng)，點(diǎn)擊每個(gè)視頻都可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的狀態(tài)，以及可以自動(dòng)識(shí)別相關(guān)隱患。這是我們系統(tǒng)的人員管理，在園區(qū)大門口設(shè)置了外來訪客系統(tǒng)以及人臉識(shí)別系統(tǒng)，最近也是加了測(cè)溫系統(tǒng)，跟疫情結(jié)合起來了，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有的出入人員，車輛管理也是一樣的，每一輛車進(jìn)出以及停車位置都能顯示，可以完全保證整個(gè)園區(qū)的安全性以及受控區(qū)域不被打擾。

還有一部分是智慧物業(yè)火災(zāi)消防聯(lián)動(dòng)，我們自研火災(zāi)的預(yù)警系統(tǒng)、圖像型火焰識(shí)別系統(tǒng)，消防系統(tǒng)和人員疏散聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，可以最快速地對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行預(yù)警處置，全方位提高消防工作科技化、信息化、智能化水平。

第五塊是變電室智能運(yùn)維，也是從園區(qū)里定位到配電室，點(diǎn)擊配電室，三個(gè)配電室的三維建模，包括走線、橋架。這是配電室的開門操作，遠(yuǎn)程可以進(jìn)行各種控制，變壓器、回電情況，環(huán)境監(jiān)測(cè)這一塊監(jiān)測(cè)了視頻、門禁、水禁、空調(diào)控制，基本上是全方位的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，推動(dòng)了智能化、圖像化，實(shí)時(shí)性監(jiān)控模式。配電室的監(jiān)控后續(xù)的市場(chǎng)需求還是非常大的，能大大提高人員的知曉。這塊是整個(gè)低壓開關(guān)柜的監(jiān)控，電極每個(gè)柜子都可以看到它的運(yùn)行情況，電壓、電流情況。配電室里面的視頻也都可以實(shí)時(shí)展示，點(diǎn)擊視頻就可以看到里面的實(shí)時(shí)情況。

    以上這五部分基本上是我們這塊系統(tǒng)里園區(qū)的綜合概況部分，里面各個(gè)子系統(tǒng)非常多，包括輕量化數(shù)字孿生、能源評(píng)估系統(tǒng)、軟件定義邊緣智能設(shè)備、智能配電系統(tǒng)、樓宇系統(tǒng)、物業(yè)系統(tǒng)，還有移動(dòng)端管理系統(tǒng)，還有虛擬電廠功能以及后續(xù)碳排放、碳交易核算系統(tǒng)，基本上全套系統(tǒng)都可以在我們系統(tǒng)里做，而且可以給客戶做定制化的設(shè)計(jì)。

下面給大家介紹一下我們做的相關(guān)案例情況。

1.低碳公園項(xiàng)目，在這里我們負(fù)責(zé)百分之百可再生能源利用以及交互式公眾宣教體驗(yàn)，還有施工運(yùn)營(yíng)，零廢棄物，新型低碳建筑材料。我們以3060建立了光儲(chǔ)電站，采取并網(wǎng)加儲(chǔ)能的模式，對(duì)整體公園碳排放進(jìn)行全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)低碳公園，這是相關(guān)的配置。光伏容量197千瓦，儲(chǔ)能是270度電，首年實(shí)際減碳132噸，25年累計(jì)的話是3000噸二氧化碳減排，加上植被碳匯，完全可以滿足公園建設(shè)期、運(yùn)營(yíng)期所有碳排放，最終達(dá)到碳中和公園的目的。里面的儲(chǔ)能采用了放火防爆儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)，后續(xù)我們也會(huì)在公園建設(shè)智慧公園管理系統(tǒng)和交互式碳達(dá)峰、碳中和宣傳展廳。

2.直流智慧園區(qū)賦能低碳發(fā)展，我們最近10千伏直流器也在張北投運(yùn)了，建立中亞直流配網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)新能源電能就地消納，削峰填谷，直流開關(guān)以及直流配網(wǎng)建設(shè)。整體樓宇系統(tǒng)建設(shè)，跟物聯(lián)系統(tǒng)建立起來，光儲(chǔ)直接流系統(tǒng)，低碳排放，大數(shù)據(jù)管理，包括虛擬車間，需求相應(yīng)，源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)都會(huì)在這個(gè)系統(tǒng)里應(yīng)用。

3.智慧工地，智慧工地系統(tǒng)就是對(duì)建設(shè)過程中的人、機(jī)、料、法、環(huán)進(jìn)行有效管理，大大減少建設(shè)期、運(yùn)營(yíng)期的碳排放，給大家展示我們風(fēng)電廠的智慧工地項(xiàng)目，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電廠里每個(gè)風(fēng)機(jī)的安裝情況、安裝進(jìn)度以及實(shí)施過程中的各種數(shù)據(jù)。

這是另外一個(gè)智慧工地項(xiàng)目，是我們投入人力最多的項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)攝像頭就有760多個(gè)，不同的應(yīng)用場(chǎng)景差不多有20多個(gè)，每個(gè)場(chǎng)景的授權(quán)級(jí)別不一樣，人員特征不一樣，設(shè)備要求不一樣，工業(yè)流程不一樣，這么一個(gè)大型系統(tǒng)里有這么多要求，我們是給他們開發(fā)了一整套的算法倉庫，每一個(gè)場(chǎng)景我們按需配置不同的算法，就像人員特征值的提取，判斷人員軌跡是怎么行進(jìn)的，或者這個(gè)人在現(xiàn)場(chǎng)徘徊有問題，或者是單人告警作業(yè)，最困難的是場(chǎng)景應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)有一些工藝流程的判斷，包括氣體、液體，液位判斷，什么情況下怎么操作這是最難的，以及我們現(xiàn)在這種人工智能的算法沒有大量樣本學(xué)習(xí)，對(duì)我們來說還是有一定難度，這個(gè)項(xiàng)目做完之后也歡迎大家跟我們一塊聯(lián)系，我們可以一塊去看看。

4.輸變電設(shè)施及環(huán)境在線監(jiān)測(cè)，由于多天下雨，導(dǎo)致桿塔傾斜了，第二天有臺(tái)風(fēng)，怎么做加固？沒有一個(gè)專家說我加固之后，明天臺(tái)風(fēng)一吹，百分之百不倒的。關(guān)鍵問題是沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)，他們只能憑經(jīng)驗(yàn)加固，加固之后第二天萬幸的是臺(tái)風(fēng)沒有把桿塔吹倒，通過這個(gè)事我們跟相關(guān)專家一塊探討，針對(duì)地震、臺(tái)風(fēng)、泥石流、滑坡，包括雷擊，惡劣的自然環(huán)境下對(duì)于桿塔或者其他輸變電設(shè)施健康狀態(tài)進(jìn)行梳理，我們?cè)O(shè)計(jì)了這么一套系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)的量也非常多，包括位移、加速度、傾斜、應(yīng)力，最后開發(fā)了各種算法，形成了一套智能診斷和智能識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)業(yè)主來說我每一個(gè)桿塔都知道它的健康狀態(tài)，未來有可能發(fā)生什么事，怎么處理，通過這套系統(tǒng)完全可以告訴他，給客戶創(chuàng)造了很大的價(jià)值。

5.數(shù)據(jù)中心監(jiān)控，各種功能非常全，包括資產(chǎn)管理，這是直觀的容量可視化，這是溫度云圖。三維展示數(shù)字孿生其實(shí)是能大大提高整個(gè)管理效力的，最近我們也給白鶴灘水電站做了相關(guān)的三維項(xiàng)目。

6.風(fēng)機(jī)一體化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)比較全，隨著風(fēng)電廠未來都建完了，發(fā)電效益好不好，就在于運(yùn)維效果好不好。有了這套系統(tǒng)，跟桿塔比較相近，我們有沉降、變形、齒輪箱、葉片等等十多項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，結(jié)合這套智能診斷系統(tǒng)，告訴業(yè)主每個(gè)風(fēng)機(jī)的健康狀態(tài)和發(fā)電情況，可以大大提高整個(gè)運(yùn)維效力，這是新能源運(yùn)維這一塊。

以上六個(gè)不同領(lǐng)域和行業(yè)做的項(xiàng)目，符合綠色低碳安全高效的核心理念，這四個(gè)核心理念也是今天的主題，碳達(dá)峰和碳中和要達(dá)到的。這個(gè)過程中我們要不斷發(fā)現(xiàn)客戶的需求，真正給客戶解決問題，這些系統(tǒng)才能真正推廣開，才能真正實(shí)現(xiàn)共贏。

再介紹一下我們公司，成立于1971年，是比較老的國企，坐落于北京市海淀區(qū)交大東路31號(hào)，在西直門附近，歡迎大家過去都交流。2016年4月中國能建集團(tuán)裝備有限公司與北京電力設(shè)備總廠有限公司進(jìn)行了改制改革。我們有儲(chǔ)能系統(tǒng)和直流配網(wǎng)，電能替代、充電樁、安全電源，效果都非常好，都屬于節(jié)能領(lǐng)域。綜合能源管理系統(tǒng)，智慧工地，工業(yè)三電系統(tǒng)，軌道交通系統(tǒng)等等。我們公司以各類產(chǎn)品為依托，業(yè)務(wù)模式是采用EPC總包的模式，由產(chǎn)品供應(yīng)商積極向綜合解決方案服務(wù)商轉(zhuǎn)型，為客戶提供相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域的各類整體解決方案。

6月下旬是中國能建集團(tuán)發(fā)布《踐行3060碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)行動(dòng)方案白皮書》，上周是能建集宋董事長(zhǎng)參加了2021年國際能源變革對(duì)話，也提出了《構(gòu)建3060戰(zhàn)略目標(biāo)整體的解決方案》，所以我們公司未來基本上基于白皮書的要求以及宋董事長(zhǎng)的這些要求，深度融入集團(tuán)全產(chǎn)業(yè)鏈，在新能源、儲(chǔ)能、氫能、數(shù)字化這四個(gè)方面不斷做技術(shù)研發(fā)，尋求技術(shù)突破、戰(zhàn)略合作，為碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)成，履行責(zé)任擔(dān)當(dāng)，貢獻(xiàn)智慧力量。

新能源發(fā)展不用說，是我們國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然，源網(wǎng)荷儲(chǔ)也是必備，氫能也是作為直接消費(fèi)的二次能源，包括氫燃料電池，還有作為非常靈活的能源載體，作為綠氫的化工體系未來市場(chǎng)會(huì)非常大。

暢想一下未來能源會(huì)是什么形態(tài)，基本上就是電能跟氫能這兩種優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的能源占據(jù)了未來終端消費(fèi)能源的主體，而我們現(xiàn)在主要做的數(shù)字化工作就是貫穿了新能源儲(chǔ)能和氫能，也可以讓我們?cè)谶@條路上不斷學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)、進(jìn)步。這四個(gè)方向就是我們未來想做的，在這里也歡迎在座的專家、領(lǐng)導(dǎo)，在未來，在我們探索這幾個(gè)方向的過程中可以給我們相關(guān)的支持指導(dǎo)以及幫助。

最后是我的聯(lián)系方式，歡迎大家隨時(shí)交流相關(guān)的技術(shù)問題，共同探討，謝謝大家！