能源控制器應用

能源控制器用于計量、測量、邊緣計算。在電力信息采集系統(tǒng) 具有普遍應用，在低壓居民臺區(qū)，以變壓器為中心，以居民用戶為末端節(jié)點，基于HPLC 載波技術(shù)形成臺區(qū)能源控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)臺區(qū)計量、變壓器監(jiān)測、環(huán)境量采集、分支/表箱設(shè)備采集、居民用戶電能、水、氣、熱能計量數(shù)據(jù)采集，以及臺區(qū)負荷控制及優(yōu)化，在工商業(yè)用戶，除了計量與采集外，更多的是用于企業(yè)負荷控制與能效管理。除此之外，還可用于電動汽車有序充電、分布式能源管理、電能質(zhì)量分析等。

功能配置如下：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)、控制、事件、數(shù)據(jù)傳輸、時鐘及定位、本地功能、能源控制器維護、安全防護、臺區(qū)智能監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、低壓側(cè)用電管理、無功補償、分布式能源管理、多元化負荷管理、能效管理等功能。

1. 數(shù)據(jù)采集：電能表數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)量采集、脈沖量采集、交流模擬量采集、直流模擬量采集；

2. 數(shù)據(jù)處理：能源控制器支持實時數(shù)據(jù)、秒凍結(jié)、分鐘凍結(jié)、小時凍結(jié)、日凍結(jié)、月凍結(jié)、結(jié)算日凍結(jié)、年凍結(jié)功能，凍結(jié)周期以及存儲深度可配置，凍結(jié)數(shù)據(jù)源可配置為任意能源控制器實時數(shù)據(jù)。

3. 負荷控制：包括功率定值控制、電量定值控制、保電/剔除、遠程控制這四大類。

4. 事件及上報：根據(jù)主站設(shè)置的事件屬性自動判斷事件產(chǎn)生或恢復，事件產(chǎn)生或恢復時，根據(jù)主站的配置決定是否需要上報，同時記錄上報狀態(tài)。每條記錄的內(nèi)容包括事件類型、發(fā)生時間及相關(guān)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)信息。

5. 數(shù)據(jù)傳輸：與主站通信，考慮業(yè)務現(xiàn)狀，能源控制器延用營、配主站的連接通道，同時兼容物聯(lián)管理平臺；與電能表通信，按設(shè)定的抄收間隔抄收和存儲電能表數(shù)據(jù)；可以接受主站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令，將電能表的數(shù)據(jù)通過遠程信道直接傳送到主站。

6. 時鐘及定位：時鐘自動同步，支持與主站時鐘同步、與無線公網(wǎng)時鐘同步、與衛(wèi)星時鐘同步；集成GPS/北斗雙模，定位精度應滿足水平誤差≤10m，高程誤差≤15m。

7. 本地功能及維護：具有本地狀態(tài)指示，指示運行、告警等工作狀態(tài)。具備本地液晶顯示，可進行參數(shù)設(shè)置或APP數(shù)據(jù)展示；具備USB 以及以太網(wǎng)等本地維護接口，通過維護接口可配置運行參數(shù)，進行軟件升級等；具有自動識別功能模塊、自測試、自診斷功能，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的部件或功能模塊工作異常能立即恢復并記錄異常信息。

8. 安全防護：支持內(nèi)嵌國家密碼管理部門認可的密碼算法的安全芯片/安全模組，實現(xiàn)主站、能源控制器的身份認證及數(shù)據(jù)交互的完整性、機密性、可用性保護，并宜實現(xiàn)對本地重要存儲數(shù)據(jù)的機密性、完整性保護。

系統(tǒng)整體電源由AC/DC單元提供，共包括兩部分，其中一部分直接給交采板計量單元供電，另一部分再通過電源管理單元輸出5V及3.3V給核心板、主板及模塊供電。主板外設(shè)包括點陣液晶、百兆以太網(wǎng)、ESAM、USBHUB 、藍牙模塊、功能模組（4G、控制、遙信、485、載波、回路巡檢等，模塊通過USB與主板進行通信）、USB 調(diào)試口等，其中遙信跟RS-485模塊采用隔離DC/DC方案設(shè)計；主板與交采板之間通過SPI/UART進行通信。

能源控制器最早源于2014年由國網(wǎng)營銷部組織開展的模組化終端預研項目。在用電信息采集系統(tǒng) 建設(shè)過程中，存在原有用電信息采集終端在部分地區(qū)存在功能與需求不匹配和通信方式單一的問題，不能滿足各地區(qū)的差異化需求，此外終端的種類較多，對制造企業(yè)的要求較高，制約了生產(chǎn)企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。如果將用電信息采集終端設(shè)計成多個功能獨立的模組結(jié)構(gòu)型式，并按各地區(qū)實際需求配制相應的模組組合，可形成具有不同功能的終端，以滿足市場對用電信息采集終端多樣化的需求。基于上述原因，基于模組化外型的能源控制器應運而生，形成了以“產(chǎn)品模組化、模組產(chǎn)品化”為核心理念，并結(jié)合工業(yè)總線、分布式電源設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)、大容量存儲、多信道兼容互換等先進技術(shù)，通過對用戶需求的理解和分析，將終端分解成多個獨立、通用的功能模塊。

2015年，由國網(wǎng)營銷部基于國網(wǎng)科技項目“計量裝置在線智能診斷及采集系統(tǒng)運行可靠性關(guān)鍵技術(shù)研究”研究成果“模組化終端硬件結(jié)構(gòu)”，進一步提出需求，要求基于能源控制器的終端軟件基于統(tǒng)一操作系統(tǒng)進行設(shè)計。

2016年，國網(wǎng)營銷部組織編制的采集2.0終端分技術(shù)報告中，提出了硬件模組化、統(tǒng)一操作系統(tǒng)、統(tǒng)一終端軟件平臺的思路和方案，并提出了800M主頻及4G存儲空間的相關(guān)指標。該技術(shù)報告為能源控制器指明了發(fā)展方向。

2018年，國網(wǎng)營銷部組織業(yè)內(nèi)主流設(shè)備廠家開展了統(tǒng)一終端軟件平臺的進一步研究，提出“軟件APP化、軟件定義終端”的思路。

2019年，國網(wǎng)營銷部組織多次會議討論能源控制器相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和形式規(guī)范，結(jié)合容器技術(shù)提出了統(tǒng)一操作系統(tǒng)、硬件接口層、系統(tǒng)APP、基礎(chǔ)APP和高級APP的整體軟件框架方案。

2020年，國網(wǎng)營銷部根據(jù)業(yè)內(nèi)設(shè)備廠家開發(fā)過程中碰到的技術(shù)問題，對能源控制器相關(guān)規(guī)范進行了修訂。至此，能源控制器形成了量產(chǎn)產(chǎn)品。

能源控制器根據(jù)應用場景分成公變和專變，根據(jù)應用場景可配備不同的功能模塊形成對應的設(shè)備。如公變標配HPLC 模塊、遠程通信模塊、回路巡檢模塊、遙脈模塊、RS-485模塊；專變標配控制模塊、遠程通信模塊、回路巡檢模塊、遙脈模塊、RS-485模塊。

能源控制器基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)APP，根據(jù)統(tǒng)一的接口標準，可實現(xiàn)不同設(shè)備廠家相同功能高級APP的互換以及新功能APP的拓展安裝。

專利榮譽

2021年6月24日，《雙能源機車控制器、控制系統(tǒng)和雙能源地鐵工程車》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

能源發(fā)展狀況

2012年前三季度，受宏觀經(jīng)濟下滑影響，高耗能行業(yè)增速回落，加之極端不利氣候影響較往年減少，全國能源消費增長放緩，能源資源供應充足，能源供需呈現(xiàn)了少有的寬松態(tài)勢。預計全年電力等主要能源品種消費增長將低于2008、2009年金融危機時期水平，創(chuàng)歷史新低。

能源前景預測

隨著宏觀經(jīng)濟從2012年第四季度開始出現(xiàn)回暖，且在國內(nèi)外貨幣政策趨于寬松、企業(yè)補庫存等多重因素影響下，未來工業(yè)生產(chǎn)將企穩(wěn)，這將拉動對能源的需求。預計，2013年上半年全國能源需求仍將維持一定的寬松狀態(tài)，但隨著經(jīng)濟企穩(wěn)基礎(chǔ)夯實，特別是城鎮(zhèn)化進程加快，從下半年開始，煤炭、電力和油氣等主要能源產(chǎn)品消費量將重新快速增長，屆時全國能源供需形勢仍將回到以往的偏緊狀態(tài)。

能源改革提速

2012年以來，中國能源市場化定價改革取得明顯進展，調(diào)價逐漸走向透明。預計2013年成品油定價新機制將推出、天然氣價格改革試點擴大或推向全國、煤電聯(lián)動有望進一步推進。2012年以來，國家發(fā)展和改革委員會多次強調(diào)，新成品油定價機制有望“擇機出臺”。市場人士普遍認為國際油價和國內(nèi)通脹較低的時候，是新機制出臺的良好時機。

此外，煤價并軌良機已經(jīng)來臨。發(fā)展改革委已就2013年煤炭產(chǎn)運需銜接定調(diào)，核心政策包括三點：首次取消煤炭重點合同；首次放開鐵路運力配置；繼續(xù)完善煤電聯(lián)動機制。同時，發(fā)展改革委牽頭起草的《關(guān)于取消重點合同 推進電煤價格并軌》的報告已上報國務院。另外，就2013年煤電合同談判，發(fā)展改革委已就《深化煤炭市場化改革 做好煤炭產(chǎn)運需銜接工作指導意見》征求意見。

不過，在電價無法實現(xiàn)市場化的情況下，真正的電煤市場化改革依然步履維艱句號或者，雖然并軌后的全面市場化有利于煤價回歸合理水平，也會進一步推動煤電聯(lián)動的進程，但煤電聯(lián)動是一個漫長的過程，短期很難實現(xiàn)。