电力系统信息化技术在工业园区能源管理中的应用

引言

工业园区作为能源密集型区域，对电力供应的稳定性与能源管理的精度具有极高要求。随着能源结构多元化及用能需求的持续增长，传统管理模式在数据处理、调度优化及碳排放控制等方面已难以满足高效运行需求。电力系统信息化技术的引入，为工业园区提供了智能化、自动化的管理手段，能够有效提升能源利用效率并强化系统的安全性与可控性，成为推动园区能源管理转型升级的重要技术路径。

1.电力系统信息化技术概述

1.1 电力系统信息化的定义与特征

电力系统信息化是指利用信息与通信技术，实现电力生产、传输、分配及消费全过程的数字化、智能化管理。该技术以电力数据的实时采集、传输与处理为基础，通过数据驱动的决策模型，支撑能源调度、负荷预测、设备监测及运行优化。其特征表现为数据的高时效性、系统的互联性与控制的自适应性。信息化系统能够整合多源异构数据，构建统一的数据管理与分析平台，为电力系统提供可视化、可预测及可控的运行环境，并显著提升能源利用效率与运行安全性，从而为工业园区能源管理提供精准、稳定的技术支撑[1]。

1.2 关键技术组成

电力系统信息化技术由感知层、通信层与应用层构成。感知层依托智能电表、传感器及状态监测装置，实现对电力参数及设备运行状态的高精度采集。通信层通过光纤通信、无线网络及工业以太网等多种传输方式，确保数据的低延迟与高可靠性传输。应用层以能源管理系统、调度自动化系统及大数据分析平台为核心，结合云计算与边缘计算架构，实现能源的集中管理与分布式优化。各层级通过标准化接口与协议协同运行，形成覆盖全网的实时监控、智能调度及决策支持体系，满足工业园区能源管理中高效性与精细化的要求。

2.电力系统信息化技术在工业园区能源管理中的应用

2.1 能源数据采集与监测

能源数据采集与监测基于分层感知架构，利用智能电表、功率传感器及高精度数据采集终端实现对电压、电流、功率因数及谐波等关键参数的毫秒级采集。通过 IEC 61850 与 Modbus 等标准通信协议，数据可在 0.5s内完成传输并进入中央数据库，实现对能源消耗的动态可视化管理。系统采用分布式边缘计算节点对现场数据进行初步处理，能够在数据量达到 10⁵ 点/s 的情况下保证实时性。通过异常监测算法，可在参数偏离设定阈值时自动生成预警，降低设备故障风险。此外，结合时间同步网络（PTP），可实现毫秒级精度的时序对齐，确保跨设备与跨区域数据分析的有效性，从而为后续的负荷预测与调度优化提供可靠的高质量数据支撑。

2.2 能源负荷预测与优化调度

能源负荷预测与优化调度依托多源数据融合与机器学习模型，实现对短期与中长期负荷趋势的精确预测。通过引入基于 LSTM 的深度学习算法，可在采样周期为 15min 的条件下将预测误差降低至 3% 以内，显著优于传统线性回归模型。预测结果结合工业园区的生产计划、气象数据与电价信号，输入混合整数规划（MIP）模型进行优化调度计算。调度策略能够在约束条件下实现负荷移峰与能量平衡，从而在最大负荷时段降低电网压力约12% 。此外，采用分布式调度架构可支持多变电站与分布式能源的协同优化，确保光伏与储能设备在调度过程中高效参与，实现综合能源成本的最小化并提高系统运行的稳定性。

2.3 分布式能源与微电网管理

分布式能源与微电网管理依托信息化技术实现高效调度与协同优化，确保能源利用的灵活性与经济性。通过分布式能源管理系统（DERMS），可将光伏、风电、燃气轮机和储能设备整合到统一的调度平台，实现秒级状态感知与控制。系统利用分布式优化算法，在满足 IEEE 1547 并网标准的前提下，实现对分布式能源输出功率的动态调整。例如，光伏出力预测模型可在采样周期为5 分钟时，将预测误差控制在 ±2.5% ，并结合储能系统完成功率平滑，减少电网频率波动约 15% 。微电网控制层采用分层自治架构，支持孤岛模式与并网模式的自适应切换，确保关键负荷在外部电网故障时仍具备 100% 供电能力。此外，基于数字孪生技术的仿真平台可实时验证调度策略的可行性，有效降低运行风险并提升分布式能源在工业园区的消纳率[2]。

2.4 碳排放与能效管理

碳排放与能效管理依赖信息化平台实现实时监测、精准核算与动态优化。通过安装高精度排放因子采集模块，可在 1 分钟内获取二氧化碳、氮氧化物等主要排放数据，并以 0.1% 精度完成计量。系统基于 ISO 14064 标准构建碳排放核算模型，将能源消耗数据与排放系数关联，实现排放量的自动化计算。能效管理部分引入分项能耗分析技术，将设备能效指标细化到单台设备层级，并以每秒5000 条记录的速率进行数据采集与分析，从而发现能效低于基准值 5% 以上的设备并自动生成优化策略。通过能效基准模型与 AI 自适应调节算法，能在不影响生产的前提下，将单位产品能耗降低8%～12% 。此外，碳排放与能效数据可与碳交易平台无缝对接，支持工业园区开展基于实时数据的碳资产管理与绿色能源配置优化，推动园区实现低碳运营目标。

2.5 安全与可靠性保障

安全与可靠性保障是工业园区电力信息化系统稳定运行的核心。信息安全方面，系统采用多层加密与零信任架构，通过AES-256 数据加密与TLS1.3 通信协议，实现数据在传输与存储过程中的双重防护。访问控制基于RBAC 模型，可在毫秒级完成权限校验，防止非法操作。运行可靠性通过冗余设计与容错机制得以强化，关键节点采用 _N+1 配置，保证在单点故障条件下系统可用性保持在 99.999% 。实时故障诊断模块利用基于支持向量机（SVM）的异常识别算法，能够在 500 毫秒内定位故障并自动触发应急切换。同时，系统集成分布式账本技术确保操作日志的可追溯性，有效防止数据篡改。此外，配合动态风险评估与电网稳定性仿真，可提前识别潜在风险并实施预防性调度，从而全面保障工业园区能源管理平台的安全性与持续可靠运行[3]。

3.结语

总而言之，电力系统信息化技术在工业园区能源管理中发挥着核心作用，通过实时数据采集、智能预测、分布式能源调度、碳排放管控及安全保障等多维度的技术集成，实现能源的精细化管理与高效配置。信息化平台能够支撑能源消耗的透明化与优化化，提升系统运行的稳定性与经济性，促进园区向绿色低碳和智能化方向转型。同时，分布式能源与微电网的协同管理为能源结构调整和成本控制提供了有效手段，并显著增强了能源系统的灵活性与可控性。未来，随着人工智能、区块链及数字孪生等新兴技术的深入融合，工业园区能源管理将进一步迈向自主化、智能化和可持续化的发展阶段。

参考文献

[1]鞠益宏.分布式能源在智能电网中的集成技术与实现路径[J].电力设备管理,2024,(21):176-178.

[2]眭演祥,陈中辉,王剑锋,等.基于大数据的工业企业能源管理平台设计与实现[J].电子产品可靠性与环境试验,2024,42(05):65-69.

[3]张甜,高建伟,刘浩宇,等.算力综合能源系统中信息与能源技术的融合应用[J].电力建设,2025,46(02):26-34.