源网荷储一体化虚拟电厂在高耗能工业领域的智慧能源应用方案（63页 PPT）

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源网荷储一体化虚拟电厂 在高耗能工业领域的智慧能源应用 连接 + 洞察 + 优化 助力智慧能源数字化转型 【以数据智能为核心的工业互联网平台服务智慧能源】 寄云科技 娄勇刚 2024.04 1- 寄云工业互联网平台的能源数字化行动路径 2- 能源和工业深度融合的综合能源服务应用案 例 ( 煤化工 石化 化工 ) 目 录 数字化 姓 " 工 " 不姓 " 互 " 自动化 智能化 工业互联网是新一代网络信息技术与工业深度融合 的产物，是实现产业数字化、网络化、智能化发展 的重要基础设施”（中国工业互联网研究院） 云 智 大 工业互联网平台是工业自动化迈向数字化和智能化技术基石 姓 " 工 " 不姓 " 网 " 信息化 + 工业自动化 算法模型 + 精益化管理 标准化 精益化 工业物联网 智能应用 智 能 化 程 度 技术路线 2019.03 引入 B+ 轮融资 探索高端制造的工业智能应用 发布 NeuSeer 工业智能平台 2016.05 2022.11 2021.05 完成北方华创、 NeuSeer 2.0 中车资本和中网投 全新产品系列发布的 C+ 融资 2020.12 完成中电科领投的 C 轮融资 引入 B 轮融资 预测性维护、设备效率优化 2015.09 2017.02 2018.05 2022.09 全新 NeuSeer 3.0 产品发 布 2017.08 寄云发展历程 寄云科技是中国第一批自主信创工业互联网的头部企业 ，先后参与了《工业互联网平台参考架构》、《工业互联网平台 应用实施指南 第 1 部分：总则》、《工业 互 联网数据字典》等多项国家标准制定工作 ，以及《工业互联网平台白皮书》、《工业大 数据白皮书 》、《工业 App 白皮书》、《工业互联网平台创新应用白皮 书》等行业白皮书的编制工作 ，加速推进工业互联网平台创新发展。 完成天使轮融资 引入 A 轮融资 发布工业大 数据产品 2013.09 公司成立 引入 Pre-A 轮融 资 • 囊括项目需求 • 基于产品能力 • 联合生态伙伴 • 2018 年 B 轮近亿元融资：达晨领投 ，云启资本和基石基金参与投资 ，基于“新基建”装备预测性维修、生产质量优化、运营优化等装备数字化研发； 2021-2022 NeuSeer 2.0 以产品能力为核心的发展 NeuSeer 1.0 以项目需求为核心的发展 生产 智能化 2022 未来 NeuSeer 3.0 以平台生态为核心的发展 运营 智能化 装备 智能化 • 2022 年超亿元 C+ 轮融资：投资方为北京集成电路装备产业投资并购基金、中车资本和中国互联网投资基金，围绕重点应用领域，为能源电力、石油化工、 半 导体等垂直行业客户提供以数据智能为核心的工业互联网产品和服务； 寄云 NeuSeer 发展路 线 • 2020 年近亿元 C 轮融资：中电科领投，继续强化以数据智能为中心平台产品能力，在高端制造领域，与客户和行业合作伙伴共同开发基于数据的智能化应用； NeuSeer Apps NeuSeer Edge Neu seer stack 实时监控 设备管理 Neu seer Edge 时序数据库 微服务 /PaaS 采集网关 NeuSeer 1.0 Neuseer APPS 基础的数据分析 NeuSeer Stack 基于工业网关， 对石油钻机装 备关键子系统自动化数据进行 实时监测， 提供实时告警， 并 构建设备健康档案 ，提供预测 性维护及常规维护保养的功能。 • 降低 90 人次非必要出差 • 增加 3400 万备件的销售 基于采集的 DCS 实时数据， 对 关键的生产工艺进行监测和告 警， 对关键的危化品按行业标 准进行管理， 实时计算产能 ， 并提供应急处置预案 • 对关键危险工艺实现了全面 的监测 • 全面洞察实时产能 采集 CNC 实时运行数据 ，与 ERP 、 MES 的生产计划和工艺路线数据 进行结合 ，精确的计算 OEE 、 JPH 、 MTTR 、 MTBF 等 指标 ，实现生产效率的提升。 • 实现无人化生产管控 • 提高设备智能化程 度 NeuSeer 1.0 的应 用 需要大 量 行业实践 总结典型应用场景 根据项目需求 高度定制 数据处理流程不完整 数据分析的价值打折 要发展装备应用开发 和数据分析的工具平台 NeuSeer 1.0 的反 思 典型应用场景 • 针对设备：预测性维护 • 针对产线：故障检测与诊断 • 针对场站：实时生产决策 • 针对安全：安全生产管控 完整的工业互联网产品线 • 工业物联网产品线 • 设备资产大 数据产品线 边缘计算网关 容器化、本地存储、实时应用和模型 设备资产大 数据平台 数据存储、数据拓扑和数据对象、指标计算、规则引擎、分析和建模、可视化开发 边缘智能 PLC DCS CNC 数据治理 数据资产、数据质量 数据共享、数据安全 PLM 工业网关 实时数据采集 工业物联网平台 实时监控、告警、物模型、规则、可视化 ERP MES NeuSeer 2.0 目标：产品化 预测性维护 PdM 故障检测与诊断 FDD 实时生产决策 RPI 安全生产管控 PSS 第三方应 用 基于寄云工业数据分析建模产 品， 开发数十个模型， 构建 车辆关键子系统的故障诊断和 预测能力。 • 提高车辆故障预警能力 • 降低运维成本 基于寄云工业物联网平台 ，构建水 处理实时生产管控和设备运维管理 平台 ，对水厂设备进行无人化管理。 • 实现无人化生产管控 • 提高设备智能化程 度 基于寄云工业物联网产品和大 数据产品， 构建半导体装备的 工艺监测 、 异常检测 、 配方 和集群管理。 • 国产化替代 • 数据处理性能提高数十倍 NeuSeer 2.0 的应用案 例 要继续聚焦行业场景， 进一步研发沉入行业的标准化产品 要进一步实现 IT 数据与 OT 自动化的真正融合 要构建开放生态，结合合作伙伴的优势， 合力服务企业智能化升级 NeuSeer 2.0 的反 思 NeuSeer 3.0 1 、行业化：行业应用和解决方 案 提供了数十种针对能源电力、新能源、石油天然气、半 导体的算法模型，通过分析模板支持二次开发。 对比分析 根因分析 稳定性分析 虚拟量测 关联分析 趋势预测 异常检测 寻优与控制 1 、行业化：行业算法和模 型 设备接入 数据治理 数据分析 边缘计算 应用开发 2 、产品化 提供更完整的工业互联网应用开发和工业数据分析产品 智能控制 支持 NeuSeer DA 算法模型的执行 支持 NeuSeer 物联网平台的连接 工业级的设计 支持 IEC61131-3 编程 实时操作系统 支持多种工业数据采集协议 支持 Simulink 集成 支持多语言的开发环境 2.1 工业网关 & 工业控制：智能网关和智能控制 器 数据采集及控制 常用自动化系统（ PLC 、 DCS 、 CNC ）及传感器的接 入。支持 SECS/GEM 、 WITSML 、 Interface A 、 IEC104 等特定行业协议。支持下发控制指令及配置参数。 IT/OT 数据融合 支持 MQTT 、 CoAP 、 kafka 、 OPC UA 等 ， 连接 MES 、 ERP 、 PLM ， SCM 等业务系统。集群支持 100 万 +/ 秒时序数据接入， 2.2 工业物联网： 完整的数据采集及控制能 力 指标计算 工业常用的算子（基于状态的时间统计 ，基于时间的积 分、求和 ，基于层级关系的统计计算等） ，拖拽及自定 义脚本构建 KPI 指标（如 OEE ， MTTR ， JPH 等） 提供机器学习及 AI 模型的运行环境 ，实现算法模型指 标计算（如设备综合健康度、 RUL 、故障预测等）。 规则引擎 多种模式的条件判断提供基于物模板及跨物实例 的规则定义。 支持多种模式的条件判断（多条件的与或判断、 多选多、 防抖等） ，可以通过规则实现报警、 指令下发以及执行指定的服务。 设备数字定义 定义设备属性、 自定义脚本服务、事件、事件 响应 ，资产树。 2.2 工业物联网： 设备数字定义及指标计 算 应用模板 包括新能源集控平台 ，智慧油田等行业应用 ， 以及设备管理、告警管理、在线监测等基于设备 的通用应用。另外可基于这些应用快速开发应用。 应用开发 基于应用模板 ，在零代码的开发环境中 ，利用丰富的控 件（ 200+ 组件 ，包括图表、三维模型预览、地图、仪 表盘等） ，通过拖拽控件及绑定数据快速开发应用 ，并 支持自定义样式和控件。应用自带独立的系统管理功能。 应用发布 支持应用与应用数据（物模板、物实例等） 的绑 定 ，并在线发布到边缘计算平台 ，或发布为网 页版和安装包应用。 2.2 工业物联网： 应用快速开发及管 理 容器化的开放环境 容器化的开放运行环境； 支持第三方应用部署。 安全 基于安全操作系统的硬件资源合作 ，构建安 全的业务底座。定期第三方的安全漏洞检测。 高性能 500,000 点 / 秒的物联网消息处理。 边云协同 支持云端开发的第三方应用 / 模型 ，通 过容器方式运行、部署、升级。 边缘侧的小型化工业物联网平台；支持实时状态监测、告警； 支持无网络的运行；本地化的 实时数据存储和服务；支持第三方应用通过 API 读取设备状态数据 ，开发行业应用。 2.2 工业物联网： 边缘计算一体机 应用 / 模型协 同 物联网和数据服务 数据接入 数据融合 数据质量 数据资产 数据服务 2.3 设备资产大 数据：全 面的数据治理能 力 一站式的设备资产数据分析和建模平台 提供模型全生命周期管理 支持灵活的部署模式 提供车富的案例集和分析模板 2.4 智能分析：更强大 的数据分析和建模能 力 云上训练 , 边侧推理 采用 Kubernetes 原生的容器编排和调度能力 ，模型容器化部署， 无缝下发应用到多个边侧执行推理任务。 边云协同 , 统一管理 云上采用边侧采集的数据分布式训练和统一管理机器学习模型， 并远程 监控模型运行 情况 ，实现边云协同能力。 模 型 下 发 上 传 数 据 模型训练 模型管理 各种传感器收集信息 信 息 上 报 上 传 数 据 执行推理 执行推理 执行推理 2.4 智能分析： 模型下发，边云协 同 电力 开箱即用 , 支持定 制 装备智能化应用 生产智能化应用 化工 油气 轨道交通 离散制造 水务 半导体制造 2.5 设备资产企业 云 自动化 借助寄云 NeuSeer 工业互联网平台的数字化能力，为其客户提供针对设 备 管理、工艺优化、质量优化、能耗管理等方面应用的合作伙伴。 工业软件 在工业物联网和大 数据平台能力 方面深 度结合，共同开发智能化的行业应用。 装备 借助寄云 NeuSeer 工业互联网平台，实现更智能的设备远 程 运维和智能控制，提升装备的智能化程 度。 平台 联合拓展行业客户，为客户提供 数智化解决方案。 科研院所 围绕机理和数据的结合，构建更 多应用场景的数据分析。 3. 合作伙伴及生 态 发展回顾 2021 年荣获 2022 年荣获 2022 年荣获 北京市专精特新 国家级专精特新 北方华创及多家央企产业 小巨人 小巨人 资本过亿元的 C+ 轮投资 2021 年荣获 中电科数千万投资 能源与工业深度融合 行业应用 Industry Applications 智慧“能源大脑” —— 源网荷储一体化虚拟电厂服务平 台 管起来：千万级智能能源终端管理 联起来：海量能源节点的互联 聚起来：海量数据的流通与聚合 用起来：精准的源输配荷协同、微应用服务、 新商业模式 虚拟电厂是以智慧“能源大脑”为数字化支撑实现业务构建 对内：以电力市场引导电力资源运行为驱动，通过协调、优化和控 制由分布式电源、储能、可控负荷等柔性负荷聚合而成的分布式能 源集群 对外：作为一个整体参与大 用户电力直接 交易、跨省跨区交易，现 货交易、辅助服务交易、需求侧响应等 动态：涉及各种不确定性，组合优化、聚合调控、协同响应，以及多目标优化计算和调控资源，满足电网灵活调 控 需求侧能管是基础 调度策略是核心 可持续运营是目标 【源网荷储一体化虚拟电厂】核心业务：业务数字化到数字能源资产化 工业互联网在虚拟电厂建设中扮演“连接 - 洞察 - 优化”的重要作用 数字孪生： 构建基于运行数据和 机理模型的仿真系统，加速优化工艺配 方的开发，降低设计成本； 智能控制： 在基于传统静态规则 自动化控制基础上，对历史数据的学习 和对当前状态感知，实现智能化控制； 预测性维护： 不再基于固定门 限的传统预测性维护，而是通过历史数 据来训练模型实现在故障早期阶段的预 警。 开发集成： 为装备建立标准数据 和控制接口，与外部自动化和业务系统 高效集成，全流程 自动化控制 和编排； 统一平台，降低数字化转型成本 • 设备物联： 在工业物联与边缘层进 行多源数据采集和智能边缘计算； • 数据融合： 在工业大 数据服务 层对 数据实现集成、管理与探索； • 业务建模： 在工业智能研发层实现 模型的建立、部署、运行及存储； • 应用开发： 在配置与执行层实时查 看能耗状态，实现智能人机协同能耗管 理； • 1 平台：寄云 NeuSeer 工业数据智能平台 N 应用：以数据智能为驱动的垂直行业解决方案 能源互联网：产品延展空间 资产数智，降低企业生产成本 运营数智，提升企业盈利空间 体系化数据治理： 多业务系统 数据和多装备数据融合，治理和标准化； 工艺稳定性控制： 对工艺配方 管理，基于生产推荐最优配方；检测结 果和工艺参数关联模型稳定性评估，动 态优化工艺参数； 缺陷诊断与预测： 产线实时工 艺数据与检测数据构建数据模型，实现 产线级别的虚拟量测和根因分析。 实时透明生产管控：构建全方 位智能化的生产管控平台，对产能、损 失和效率进行实时分析和管控。 精益能效管理： 全面安全打通生 产 系统信息通道；实时掌握能耗设备健 康 状态并进行故障预测；基于集群能源 供 需调度和全局动态寻优管控； 源 - 网 - 荷 - 储协同： 实时监测 和调 控能源供需；优化能源调度和储能 利用 , 最大 程 度提高能源效率和 降低 能耗。 绿电交易： 参与电量 / 负荷 / 电预 测 预，实施智能化电力交易决策与优化 交 易执行，实现电力供需精准匹配； 碳交易： 整合碳排放数据、碳交易 规 则和市场机制，实现碳配额交易、清 算 和监管，促进碳减排和低碳发展； 能源金融： 整合能源数据、风险评 估和金融模型，优化能源资源配置、降 低能源成本、推动能源转型。 寄云精益工业能效管控系统技术体系 连接 + 洞察 装备智能 生产智能 经营智 能 能源数智，构建碳中和时代第二曲线 31 电力市场 支撑服务平台 工商业储能 调度交易能量云 车网互动 光储充一体化 零碳工厂 综合能源管理 零碳园区 综合能源管理 • 峰谷套利：消纳绿 色能源和谷电，减少 电网压力； • 电力市场：参与调 频，备用辅助市场， 获得市场化收入或者 官方补贴； • 废旧动力电池梯级 利用； • 虚拟电厂：新能源汽 车与商业楼宇、工厂 园区甚至家庭链接起 来； • 充电服务：电力负荷 低估、电价低时， 让 新能源车充电； • 电力市场：电力负荷 高峰、电价高时放电， 削峰填谷、获取价差 收益。 • EMS ：为大 用户提供 能效优化服务； • 售电服务：电力市 场价格预测 ，光伏发 电功率预测； 负荷用 电量预测； • 虚拟电厂：帮助用 户决策可调负荷的用 电行为；代理购电业 务，提供智能用电方 案； • 智慧能源：利用工 业物联网平台，建立 平台和资源间有效联 系，形成规模效应， 实现双向互动运行模 式； • 对分布式资源和负荷 进行高效调控与精准 预测，确保及时、可 控和准确的完成指令 任务。 • 辅助市场：参与调峰、 调频、备用辅助服务； • 需求响应：按时按容量 调节可控负荷需求； • 现货市场：代表用户集 群在电力现货市场进行现 货交易； • 售电服务：帮助用电降 低度电电价，达到电价结 构性降本的目的。 • 虚拟电厂：增强虚 拟电厂灵活性，充分 利用和消纳清洁能源； • 合同能源管理： 自 发自用，余量上网； • 绿电市场：参与调 峰主能量市场，降低 购电成本； 应用成果 | 源网荷储一体化虚拟电厂在光 - 储 - 充 - 用综合运营 服务 设备商 & 运营商 源网荷储一体化虚拟电厂综合运营服务平台 投资商 & 金融 智慧光伏 发电交易管控云 资源业主 绿氢化工 氢氨运输 氢储 热电联产 分解储存绿氢 电解水制氢 某煤化工集团的源网荷储一体化虚拟电厂 构建以 " 绿能开发、绿氢生产、绿色发展 为主导的能源转型发展新格局 需求侧 供给侧 合成氨 绿氢 绿电 热力 可再生能源 供给交通能源 开发可再生资源 绿氢供