严格意义上讲，能效管理这并不是一个陌生的市场。中国有超过5000家的公司在做着节能服务。它们都不大，原因是这个行业没有统一的标准，这就使得整个方案的连接和部署的复杂度非常高。一家小公司满负荷运转，一年也就只能做几个项目，而且费用很高。如何基于标准物联平台实现能效管理，本文将重点阐述与讨论。

根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，在这种情况下，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球。中国是能源消耗大国，2015年能源消费总量41亿吨标准煤，单位GDP在中国所产生的能耗是世界平均水平的3倍左右。2011年杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）出版了一本名为《第三次工业革命—新经济模式如何改变世界》的书。书中观点指出，第三次工业革命由信息技术推动全球化，首先要解决人类赖以生存的能源问题。联网的再生能源如何实现储存和共享，并且如何使每家每户都能够参与再生能源生产中来是全书探讨的第一个主题。将能源的生产、制造、存储、运输实现互联网化，这是解决能源危机最行之有效的方法，全球化的能源进程始终与第三次工业革命相辅相成、相互渗透。

一、 能源消费趋势与挑战

基于这样一种观点，业内提出了“智慧能源”的概念，将其定义为应用互联网和现代通讯技术对能源的生产、使用、调度和效率状况进行实时监控、分析，并达到最佳状态的开放的、透明的、去中心化和广泛资源参与的综合管理系统。如果把这样管理系统比喻成一张网的话，那智能网关无疑是这张网中的中枢神经。当前的智慧能源建设、智慧楼宇和智能照明技术的发展，就是能源互联网发展的早期尝试。

基于ICT在能源、工业、交通、建筑等领域的融合应用，智慧能源技术可以实现各领域用能技术的动态整合和优化管理，在整合能源需求侧和供应侧、协调跨区域能源调度运行、优化能源管理方式等方面，具有革命性的促进作用。可以预见的是，智慧能源技术将逐渐演变成为能源运行和管理的核心。依托移动互联网、云计算和物联网等技术，智慧能源技术将承担能源供需监测、平衡的职责，能源数据中心将成为系统优化、调度和决策的核心。各行业的设备运行方式和生产经营方式将发生变化，新产业模式和市场机遇也将诞生。通常来说，能源消耗监控与管理往往会遇到如下问题：

• 现场能源消耗数据的采集困难，包括能源采集的连接/部署难度，主要原因是目前能源管理并没有统一的标准，因而需要支持不同的协议。
• 能源管理行业相对分散，地方性企业针对不同的项目不同方案，没有标准化、产品化的方案可以推广复制。
• 初始投资成本高、运营维护周期长。节能服务公司需要信息技术投入，包括设备、网关、服务器、管理软件等。另一方面，能源管理需要长期运行，一般需要运行五到十年。
• 能源管理系统属于封闭系统，很多比较有价值的能效数据或信息，没法做到汇聚共享，也无法支持进一步的数据挖掘、分析。

以上问题最终导致的是，目前大部分的能源管理系统主要的功能仍然是数据展示，节能效果并不明显。理想的状态应该是，系统可以告诉企业具体什么地方能耗是多少，能耗高的原因是什么，应该怎么去做节能。

二、 物联网关、平台与能效管理

本文从技术角度寻求解决方案，可以低成本地采集数据，智能地进行数据采集、分析、挖掘，最终通过系统自适应/控制，达到最佳节能效果。而这个能源管理方案就是基于物联平台的能效管理解决方案。

1. 基于物联网关、平台的能效管理解决方案参考架构（如图1）

图1、基于物联网关与平台的能效管理参考架构

智能网关和传感器：智能网关可以通过传感器采集到前端能耗数据，包括采集到更多设备运行的状况。

通信网络：将采集的数据传输至物联平台。通过企业工厂网络、企业园区网络、企业广域网络将能耗数据上送。

物联平台：履行网关设备管理，故障检测和预测、设备运行监测、节能建议和管理、能耗监测与分析、数据管理服务、业务数据管理等功能。它帮助实现最顶层的业务数据的存储、管理、统计分析。

智慧能源管理的实现，需要整合资源。数据服务API接口开放给行业合作伙伴，开发不同的分析软件、应用软件。主要包括两类重要应用，一类是对设备运行的监测及故障预警工作，可以通过数据分析实现；另一类是在能源管理方面通过数据分析，指示在什么地方可以改进节能效果，支持节能管理决策并自动发送到智能网关进行控制。H3C的能效管理解决方案通过标准化与定制化结合，实现传感器、物联网关、物联平台、上层应用服务商的资源整合与生态构建，作为虚拟方案解决服务商的角色为用户创造价值。

2. 适用智能能源的网关系统（如图2）

图2、智能能源网关设计参考架构

• 物联网关具有多种丰富硬件接口以适应不同需求

以无线通信技术为例，如GPRS/3G/4G因其覆盖范围广的显著优势，可用于而不限用于手机用户终端与物联网中网关或服务器之间数据传输。Wi-Fi可满足大容量数据传输，常用于物联网中网关、客户端和服务器三者之间的数据传输。ZigBee所具有的短距离、高容量、低速率、低成本、低功耗特点，适合传输传感器采集到的数据。网关需要具备多种通信协议的转换能力，提供丰富的硬件接口（移动网络、串行接口、Ethernet网络、Wi-Fi、ZigBee）等多种接口。

以智能照明为例，目前智能照明广泛采用Wi-Fi转ZigBee的方案，既拥有Wi-Fi的通用兼容性，又具有ZigBee的低功耗、低成本、组网规模大等优势，适用于照明灯具数量大、使用领域广泛的特点。

以城市热力供应为例，为了解决城市供热地理位置分散带来的供热监测因子的采集困难，供热检测控制系统采用传感器与PLC对换热站中的温度、压力、流量、液位等监测因子进行实时监测，网关通过RS485/RS232完成对监测因子的数据采集与处理，网关与服务器之间采用GPRS网络进行数据上报和下发，控制人员通过服务器的交互界面监视监测因子变化，进而对控制换热站中设备运行进行调节。

以智能楼宇控制系统为例，系统负责完成楼宇中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统等的监控管理。由计算机对各子系统进行监测、记录、控制,实现分散节能控制和集中科学管理,为物业管理现代化提供物质基础。由于智能楼宇控制网络复杂，控制对象种类繁多，又要考虑到楼宇的具体布线要求，因此具有较多不同的子网络，因此对网关的硬件接口资源往往要求更高。

• 支持定制化和标准化相结合

网关具有丰富的硬件接口，拥有广泛的接入能力。事实上，不同的项目对网关的数据采集与处理能力的要求也不尽相同。为此用户往往希望网关预留二次开发接口，方便客户进行定制开发，以适应不同领域的需求。举个简单的例子，在智能照明控制系统中，用户希望实时上报能耗数据以监控用电情况。而在智能供热控制系统中，用户往往不需要实时更新能耗数据而希望每天上报一次数据并绘出能耗曲线。那么用户可以完全利用网关预留的接口进行二次开发，个性化设置功耗数据的采集和处理并开发新的人机交互界面。

在支持定制开发的同时，为了实现数据的互联互通，便于不同设备的互相访问，对网关提出了标准化要求。例如，IEEE 1888协议作为应用层面的通信协议利，用互联网技术（支持IPv6，兼容IPv4）使所有传感数据和控制数据进行自由传输与交互。它可以广泛应用于能源系统，包括下一代电力管理系统、楼宇能源管理系统、设施设备管理系统等领域的通信，特别是在工业、建筑、园区等领域的能源管理方面。

3. 适用智能能源的物联平台（如图3）

图3、智能能源的物联平台参考架构

智能网关在能源互联网的项目中发挥着数据上传下达的关键作用。智能网关在采集数据时，一方面可以在本地进行数据缓存及处理，另外一方面，需要把数据发送到物联平台。根据这个特性，网关需要兼容定制化及标准化的特点。定制化是为了满足不同的业务需要，而标准化，则是为了解决信息孤岛的问题，使不同系统的平台获取的数据，能够共享分析。物联网平台作为物联网系统大脑，通常包括：

• 网关设备控制和操作，如通讯，设备监控和管理，安全，以及固件更新
• 物联网数据接收，转换与管理。例如以预定义的策略从传感器收集数据
• 物联网应用开发，包括事件驱动逻辑，应用程序编程，可视化数据展示
• 能耗数据与业务数据进行对接与分析，实现节能目标

三、 总结

H3C所理解的基于物联网关、物联平台的能效管理解决方案，需要通过跨界合作实现，与行业合作伙伴一起搭建生态圈，提供领先的能源管理技术，提供端到端物联网解决方案，简化能源管理方案部署，提升管理效益。