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”在北京召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上，北京電力自動化設備有限公司副總經(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。

以下內容根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

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。一個簡單的背景，上午已經(jīng)講了很多了，3060戰(zhàn)略目標是重大國家戰(zhàn)略，事關中華民族永續(xù)發(fā)展和構建人類命運共同體，這個高度和重要性已經(jīng)不言而喻了。對于能源領域來說構建清潔、低碳、安全、高效的清潔能源，構建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是兩大關鍵，這兩大關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鍵來開展的。

整個智慧物聯(lián)系統(tǒng)，通過自研邊緣計算終端以及云平臺實現(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，任何一個地方有了異常，在園區(qū)里，在圖形上就可以顯示出來。點擊哪棟建筑，就可以顯示相關能耗和異常情況。

我們在園區(qū)里建了光儲充的系統(tǒng)，光伏、儲能、充電樁，可以實時監(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，導致我們現(xiàn)在這些儲能系統(tǒng)都停了，只有電網(wǎng)給我們供貨。針對電池儲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，也有個視頻，可以給大家分享一下。

這個模組里面是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)電芯也會發(fā)生燃爆。整個鋼針是燒紅的狀態(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行滅火，只能等它整體燒完。

這是我們取出來的電芯，四節(jié)電芯完全燒毀，整個殼體完全變形了。四節(jié)電芯好幾天時間都還處于高溫狀態(tài)，這個反應是非常強烈的。

我們特制的電池模組，整個外殼都一樣，這時候開始穿刺。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，整個電池模組恢復原狀。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期使用之后必然會發(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控制在可控范圍內，這也是從本質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合，包括軍事的，包括數(shù)據(jù)中心、海上鉆井平臺、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)，包括整個樓控系統(tǒng)監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)測，相關能監(jiān)測的內容都做進去了，這里看一個我們做的電梯監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測電梯位置和狀態(tài)，有異常狀態(tài)就彈窗報警，可以進行及時處理和解救人員等工作。這是我們在數(shù)字園區(qū)里面可以直接定義會議室，這是定位到了A座會議室，可以看到是三維的，點擊進去可以看到會議室界面，里面的燈光、照明、空調、投影、幕布，一系列東西都是聯(lián)動的，我們是一鍵場景化應用，要會談模式就會談模式，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)，包括整個園區(qū)的資產管理，預付費系統(tǒng)，視頻監(jiān)控，人員數(shù)字化，智慧停車，包括火災識別預警以及消防應急疏散，現(xiàn)在大家看到是整個園區(qū)視頻系統(tǒng)，點擊每個視頻都可以實時顯示當前的狀態(tài)，以及可以自動識別相關隱患。這是我們系統(tǒng)的人員管理，在園區(qū)大門口設置了外來訪客系統(tǒng)以及人臉識別系統(tǒng)，最近也是加了測溫系統(tǒng)，跟疫情結合起來了，實時監(jiān)測所有的出入人員，車輛管理也是一樣的，每一輛車進出以及停車位置都能顯示，可以完全保證整個園區(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)火災消防聯(lián)動，我們自研火災的預警系統(tǒng)、圖像型火焰識別系統(tǒng)，消防系統(tǒng)和人員疏散聯(lián)動運行，可以最快速地對火災事故進行預警處置，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維，也是從園區(qū)里定位到配電室，點擊配電室，三個配電室的三維建模，包括走線、橋架。這是配電室的開門操作，遠程可以進行各種控制，變壓器、回電情況，環(huán)境監(jiān)測這一塊監(jiān)測了視頻、門禁、水禁、空調控制，基本上是全方位的監(jiān)測系統(tǒng)，推動了智能化、圖像化，實時性監(jiān)控模式。配電室的監(jiān)控后續(xù)的市場需求還是非常大的，能大大提高人員的知曉。這塊是整個低壓開關柜的監(jiān)控，電極每個柜子都可以看到它的運行情況，電壓、電流情況。配電室里面的視頻也都可以實時展示，點擊視頻就可以看到里面的實時情況。

    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，里面各個子系統(tǒng)非常多，包括輕量化數(shù)字孿生、能源評估系統(tǒng)、軟件定義邊緣智能設備、智能配電系統(tǒng)、樓宇系統(tǒng)、物業(yè)系統(tǒng)，還有移動端管理系統(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計。

下面給大家介紹一下我們做的相關案例情況。

1.低碳公園項目，在這里我們負責百分之百可再生能源利用以及交互式公眾宣教體驗，還有施工運營，零廢棄物，新型低碳建筑材料。我們以3060建立了光儲電站，采取并網(wǎng)加儲能的模式，對整體公園碳排放進行全生命周期管理，實現(xiàn)低碳公園，這是相關的配置。光伏容量197千瓦，儲能是270度電，首年實際減碳132噸，25年累計的話是3000噸二氧化碳減排，加上植被碳匯，完全可以滿足公園建設期、運營期所有碳排放，最終達到碳中和公園的目的。里面的儲能采用了放火防爆儲能鋰電池系統(tǒng)，后續(xù)我們也會在公園建設智慧公園管理系統(tǒng)和交互式碳達峰、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了，建立中亞直流配網(wǎng)，實現(xiàn)新能源電能就地消納，削峰填谷，直流開關以及直流配網(wǎng)建設。整體樓宇系統(tǒng)建設，跟物聯(lián)系統(tǒng)建立起來，光儲直接流系統(tǒng)，低碳排放，大數(shù)據(jù)管理，包括虛擬車間，需求相應，源網(wǎng)荷協(xié)調都會在這個系統(tǒng)里應用。

3.智慧工地，智慧工地系統(tǒng)就是對建設過程中的人、機、料、法、環(huán)進行有效管理，大大減少建設期、運營期的碳排放，給大家展示我們風電廠的智慧工地項目，實時監(jiān)測風電廠里每個風機的安裝情況、安裝進度以及實施過程中的各種數(shù)據(jù)。

這是另外一個智慧工地項目，是我們投入人力最多的項目，現(xiàn)場攝像頭就有760多個，不同的應用場景差不多有20多個，每個場景的授權級別不一樣，人員特征不一樣，設備要求不一樣，工業(yè)流程不一樣，這么一個大型系統(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，每一個場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的，或者這個人在現(xiàn)場徘徊有問題，或者是單人告警作業(yè)，最困難的是場景應用，現(xiàn)場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習，對我們來說還是有一定難度，這個項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.輸變電設施及環(huán)境在線監(jiān)測，由于多天下雨，導致桿塔傾斜了，第二天有臺風，怎么做加固？沒有一個專家說我加固之后，明天臺風一吹，百分之百不倒的。關鍵問題是沒有相關的數(shù)據(jù)，他們只能憑經(jīng)驗加固，加固之后第二天萬幸的是臺風沒有把桿塔吹倒，通過這個事我們跟相關專家一塊探討，針對地震、臺風、泥石流、滑坡，包括雷擊，惡劣的自然環(huán)境下對于桿塔或者其他輸變電設施健康狀態(tài)進行梳理，我們設計了這么一套系統(tǒng)，監(jiān)測的量也非常多，包括位移、加速度、傾斜、應力，最后開發(fā)了各種算法，形成了一套智能診斷和智能識別系統(tǒng)，對業(yè)主來說我每一個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)造了很大的價值。

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

6.風機一體化在線監(jiān)測系統(tǒng)，海上風電風機監(jiān)測比較全，隨著風電廠未來都建完了，發(fā)電效益好不好，就在于運維效果好不好。有了這套系統(tǒng)，跟桿塔比較相近，我們有沉降、變形、齒輪箱、葉片等等十多項指標監(jiān)測，結合這套智能診斷系統(tǒng)，告訴業(yè)主每個風機的健康狀態(tài)和發(fā)電情況，可以大大提高整個運維效力，這是新能源運維這一塊。

以上六個不同領域和行業(yè)做的項目，符合綠色低碳安全高效的核心理念，這四個核心理念也是今天的主題，碳達峰和碳中和要達到的。這個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，在西直門附近，歡迎大家過去都交流。2016年4月中國能建集團裝備有限公司與北京電力設備總廠有限公司進行了改制改革。我們有儲能系統(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。我們公司以各類產品為依托，業(yè)務模式是采用EPC總包的模式，由產品供應商積極向綜合解決方案服務商轉型，為客戶提供相關產品領域的各類整體解決方案。

6月下旬是中國能建集團發(fā)布《踐行3060碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標行動方案白皮書》，上周是能建集宋董事長參加了2021年國際能源變革對話，也提出了《構建3060戰(zhàn)略目標整體的解決方案》，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的這些要求，深度融入集團全產業(yè)鏈，在新能源、儲能、氫能、數(shù)字化這四個方面不斷做技術研發(fā)，尋求技術突破、戰(zhàn)略合作，為碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標的達成，履行責任擔當，貢獻智慧力量。

新能源發(fā)展不用說，是我們國家能源結構調整的必然，源網(wǎng)荷儲也是必備，氫能也是作為直接消費的二次能源，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會非常大。

暢想一下未來能源會是什么形態(tài)，基本上就是電能跟氫能這兩種優(yōu)勢互補的能源占據(jù)了未來終端消費能源的主體，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能和氫能，也可以讓我們在這條路上不斷學習、成長、進步。這四個方向就是我們未來想做的，在這里也歡迎在座的專家、領導，在未來，在我們探索這幾個方向的過程中可以給我們相關的支持指導以及幫助。

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