韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：文章首先介紹了我國工業(yè)企業(yè)能源計量中存在的一系列問(wèn)題，包括工業(yè)企業(yè)能源計量工作效率低下、工業(yè)企業(yè)能源計量使用的器具老舊、工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低。其次，分析了工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化的必要性。文末提出了工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的設計與初步實(shí)現，主要內容包括工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的目的與目標；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的組成；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的亮點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)企業(yè)；能源計量；計量管理；管理問(wèn)題；信息化分析

1.1工業(yè)企業(yè)能源計量工作效率低下

  工業(yè)企業(yè)能源計量工作依舊使用著(zhù)過(guò)去的人力模式進(jìn)行采集信息以及分析匯總工作，這種人力工作模式相對比工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化模式，存在著(zhù)效率低下、容易出現人工失誤等不足。在一定程度上限制了能源計量信息的有效性、準確性、及時(shí)性。

1.2工業(yè)企業(yè)能源計量使用的器具老舊

  老舊的能源計量器具不適用于復雜的環(huán)境，器具使用的后期維護成本高。并且老舊的能源計量器具傳輸的是模擬信號，它的精度和抗力都比較差，系統可靠性也不高。

1.3工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低

  工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低，不能有效體現能源計量器具的失誤，更加無(wú)法判斷其失誤的實(shí)際原因。相關(guān)工作人員不能根據工業(yè)企業(yè)能源計量工作收集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

  隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，國家對于工業(yè)企業(yè)能源的開(kāi)發(fā)和使用提出了具體的要求，需要工業(yè)企業(yè)相關(guān)工作人員在運營(yíng)過(guò)程中重視節約能源。工業(yè)企業(yè)在日常的運營(yíng)中消耗了大量的能源資源，合理有效控制工業(yè)企業(yè)的能源消耗就可以在一定程度上控制整個(gè)社會(huì )的能源消耗。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化運用到了各種各樣的行業(yè)生產(chǎn)流程中，對提高行業(yè)的生產(chǎn)效率以及管理效率有著(zhù)很明顯的積極影響。工業(yè)企業(yè)將信息化運用到能源計量管理上，可以有效地促進(jìn)工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作的快速發(fā)展。例如，廣東韶鋼集團重視信息化計量管理，投資超3100×104元建成了“計量數據釆集管理系統"，系統供不同部門(mén)使用后，噸鋼年耗費水電的成本節約了7649×104元，噸鋼年耗費氧氣成本節約了1405×104元，通過(guò)能源計量管理信息化系統改進(jìn)生產(chǎn)工藝，取得的間接效益每年也超過(guò)了1×108元。

信息化的能源計量管理工作模式，在一定程度上會(huì )促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的信息化管理，將企業(yè)從過(guò)去傳統的人力能源計量管理模式轉變?yōu)樾畔⒒?，提高了能源計量管理工作的工作質(zhì)量以及工作效率，帶動(dòng)了工業(yè)企業(yè)走向無(wú)紙化的能源計量管理工作模式。

信息化的能源計量管理工作模式，還可以有效地幫助工業(yè)企業(yè)實(shí)現能源資源的合理控制，減少能源資源的浪費。傳統的工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作模式僅僅只是針對于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源計量工作，沒(méi)有對工業(yè)企業(yè)整個(gè)系統的能源計量進(jìn)行輻射，存在著(zhù)部分生產(chǎn)環(huán)節能源計量的遺忘或者忽視情況，能源計量管理的整體性缺乏。所以，傳統的工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作模式不能夠有效地體現出工業(yè)企業(yè)的實(shí)際能源使用具體情況。信息化的能源計量管理工作模式可以有效地改善傳統能源計量管理工作模式存在的不足之處，借助于信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，有效改善能源計量管理工作中存在的組織機構問(wèn)題以及管理制度建設問(wèn)題，如圖1。

不僅如此，信息化的能源計量管理工作模式還可以有效地收集工業(yè)企業(yè)日常運行中產(chǎn)生的數據信息，對這些數據信息進(jìn)行有效地分析利用，整理歸納后，得出一系列工業(yè)企業(yè)日常運行中能源計量管理工作的結論。針對結論中存在的問(wèn)題，找到影響能源計量管理工作中存在的組織機構問(wèn)題的影響因素，以及管理制度建設問(wèn)題的影響因素，結合先進(jìn)的管理技術(shù)以及科學(xué)的制度建設，對工業(yè)企業(yè)的能源使用工作進(jìn)行有效地改進(jìn)，優(yōu)化工業(yè)企業(yè)的能源消耗流程，實(shí)現工業(yè)企業(yè)的能源合理控制。

 

圖1信息化計量數據處理工作模式

3.1工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化系統的目的與目標

  工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化系統的目的與目標，主要在于保證工業(yè)企業(yè)的能源計量管理工作水平，以及能源計量的檢定監督工作的有效落實(shí)。具體來(lái)說(shuō)，就是保證工業(yè)企業(yè)的能源計量結果的準確性、真實(shí)性、代表性，可以幫助工業(yè)企業(yè)進(jìn)行貿易結算，輔助工業(yè)企業(yè)發(fā)現自身在能源使用過(guò)程中的不足之處，為高效使用能源資源保駕護航。

工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統可以更好地幫助相關(guān)工作人員管理能源計量的相關(guān)機械設備，將工業(yè)企業(yè)的全部能源計量工作有效落實(shí)，做到不遺漏、不錯記，在一定程度上，加大相關(guān)監督管理工作人員對于工業(yè)企業(yè)能源消耗的監督管理工作力度，避免能源計量機械設備的質(zhì)量問(wèn)題導致的工藝波動(dòng)，避免工業(yè)企業(yè)發(fā)生安全事故。

3.2工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的組成

  工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統的主要組成部分就是現場(chǎng)器具檢定系統、器具掃碼查看系統以及計量器具管理系統?，F場(chǎng)器具檢定系統主要的工作任務(wù)就是送檢器具通過(guò)掃描設備入檢；原始校驗數據錄入；填寫(xiě)檢定信息；把數據錄入計量管理系統。器具掃碼查看系統的主要工作任務(wù)，就是輔助相關(guān)現場(chǎng)操作施工人員使用先進(jìn)的數碼儀器，對計量現場(chǎng)的儀表器具進(jìn)行掃碼處理。通過(guò)器具掃碼查看系統運行，可以及時(shí)查看有效日期、檢定日期以及技術(shù)信息等內容。計量器具管理系統的主要工作任務(wù)，就是負責查看工業(yè)企業(yè)的能源計量器具臺賬，器具到期提醒檢定等信息，保證有計劃地送檢，提前預警相關(guān)工作人員。

3.3工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊

  工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊包括登錄權限功能模塊、通訊錄功能模塊、數據分析功能模塊、器具檢定功能模塊、器具管理功能模塊、資產(chǎn)管理功能模塊、組織結構功能模塊、信息發(fā)布功能模塊。登錄權限功能模塊的主要功能體現在輔助相關(guān)工作人員進(jìn)行修改密碼等簡(jiǎn)單的登錄操作。通訊錄功能模塊的主要功能體現在為工作人員提供通訊錄查詢(xún)功能。數據分析功能模塊的主要功能包括任務(wù)統計、器具備件統計和器具統計。器具檢定功能模塊的主要功能體現在掃碼設備以及檢定驗收。器具管理功能模塊的主要功能體現在數據處理、到期漏檢、器具臺賬以及計量網(wǎng)絡(luò )。資產(chǎn)管理功能模塊的主要功能體現在相關(guān)機械器具的采購、入庫和出庫。組織結構功能模塊的主要功能體現在器具歸屬地的查看、添加器具以及組織機構。信息發(fā)布功能模塊主要功能體現在計量管理手冊和管理制度、通知和通告的發(fā)布和執行、發(fā)布與計量相關(guān)的政策法規。

4.1平臺概述

  安科瑞企業(yè)能源管理平臺采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理，監測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

4.2應用場(chǎng)所

  鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、化學(xué)原料以及機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等。

4.3平臺結構

圖2平臺結構

4.4平臺主要功能

4.4.1首頁(yè)

  首頁(yè)通過(guò)展示企業(yè)各類(lèi)能耗總量、折標值、能源成本、能源消耗趨勢、分項能耗占比、區域能源消耗對比,并三維展示企業(yè)重要工藝或設備的能源消耗動(dòng)態(tài)，可直觀(guān)了解企業(yè)當前用能。

4.4.2運行監控

  能源管理系統的動(dòng)態(tài)顯示對企業(yè)使用的各種能源（電、水、蒸汽）進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并提供從概貌到具體的動(dòng)態(tài)圖形顯示，并提供區域數據監控，在工廠(chǎng)平面圖或者某個(gè)車(chē)間的平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據。系統提供對能源管理系統運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監視功能，實(shí)現對能源系統運行過(guò)程中關(guān)鍵的用能狀態(tài)參數的變化趨勢、耗能設備的運行狀態(tài)以及系統運行報警事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，確保整個(gè)能源供給、轉換和消耗過(guò)程的安全、可靠和穩定。系統提供圖形化工具，不僅可以組態(tài)出數字化的監控界面，還具有實(shí)時(shí)趨勢顯示。

（1）變配電系統的電氣主接線(xiàn)圖展示，實(shí)現對全電量參數以及開(kāi)關(guān)斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡度、諧波等參數。

（2）水、燃氣、壓縮空氣等系統各分支管道分布示意圖以及流量、壓力、溫度等參數狀態(tài)的實(shí)時(shí)監視；

（3）重點(diǎn)用能設備系統（如壓機等)的運行狀態(tài)以及用能參數的實(shí)時(shí)監視；

（4）過(guò)壓、過(guò)流、欠壓等保護信號報警、系統通信中斷、電量、非電量參數越限、能耗超標預警等實(shí)時(shí)事件報警監視。

（5）工藝流程圖展示重點(diǎn)關(guān)注工藝各設備運行參量以及能耗情況

4.4.3變壓器監控

  展示各變壓器負載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規劃。通過(guò)各種運行參數狀態(tài)下用電效能的對比，測算變壓器損耗，找出變壓器經(jīng)濟運行區間。根據變壓器經(jīng)濟運行區間，調整負載，從而降低變壓器損耗，節約電量。

4.4.4用能統計

  系統支持為企業(yè)不同的計量監測對象，提供快速查詢(xún)顯示日、周、月、季、年的企業(yè)用能情況同比環(huán)比、產(chǎn)品單耗、產(chǎn)品折標對比、能耗排名等。數據通過(guò)棒圖，餅圖，直方圖等形式，實(shí)現對系統中耗電量、耗水量、耗氣量等能耗數據的統計分析。大到整個(gè)企業(yè)，小到單個(gè)設備或車(chē)間，通過(guò)對這些區域的計量節點(diǎn)能耗數據查詢(xún)分析，實(shí)現整個(gè)企業(yè)能耗數據的統計分析，滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)現對任意時(shí)段內區域、車(chē)間、工藝和設備類(lèi)型等的能耗數據查詢(xún)要求。通過(guò)對比不同區域等的能耗數據情況，了解不同對象區域等的能耗規律，自動(dòng)對這些對象進(jìn)行能耗排名，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費。

4.4.5分項用能

  系統提供對企業(yè)分項用能的分項統計。根據分項，用柱狀圖以及餅圖，展示各分項用能情況，直觀(guān)，清晰。通過(guò)用能趨勢，及時(shí)掌握企業(yè)分項用能趨勢情況。對于分項用能異常，能即時(shí)發(fā)現，調整策略，改善用能，節約能源。

4.4.6產(chǎn)品/產(chǎn)值單耗

  系統可以與企業(yè)MES系統對接，導入產(chǎn)品產(chǎn)量。對不能導入的數據提供人工錄入功能。通過(guò)系統采集的能耗數據，結合產(chǎn)品產(chǎn)量，計算產(chǎn)品單耗，生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。以便企業(yè)能夠根據產(chǎn)品單耗情況來(lái)調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.4.7用能成本分析

  系統支持為企業(yè)整體以及車(chē)間等各個(gè)需要單獨進(jìn)行能耗考核的對象提供各種能源消耗的總費用成本的統計對比功能?？商峁╇?、水、氣等各種能源類(lèi)型在統計周期中的消耗量以及對應的費用數據，并且可以將各種能源的費用進(jìn)行百分比占比統計和對比，以了解整個(gè)企業(yè)能源費用成本的詳細分布情況。同時(shí)支持對單位成本費用進(jìn)行分析。用戶(hù)可選擇多個(gè)考核區域進(jìn)行耗能成本的對比分析，為用戶(hù)建立有效的績(jì)效獎懲機制和日常管理提供真實(shí)、可靠的數據依據。

4.4.8用能成本

  系統支持為企業(yè)以及需要單獨考核計量的區域提供能源成本預算管理功能，允許用戶(hù)錄入能源成本的詳細預算計劃，通過(guò)對比能源實(shí)際費用和預算費用進(jìn)行預算執行管理，可以直觀(guān)的了解到每月或者每年能源成本是否超出預算，方便用戶(hù)及時(shí)的進(jìn)行預算的調整和干預。此外，系統還支持按照的預測算法進(jìn)行能源成本的成本預測，根據歷史的預算執行情況和實(shí)際耗能的數據預測后續的幾個(gè)月的能源成本費用，幫助用戶(hù)進(jìn)行有效的成本計劃管理。

4.4.9績(jì)效分析

  對各類(lèi)能源使用、消耗、轉換，按班組、區域、車(chē)間，產(chǎn)線(xiàn)、工段、設備等進(jìn)行日、周、月、年、時(shí)段績(jì)效統計按照能源計劃或定額制定的績(jì)效指標進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內部能效水平和節能潛力。

4.4.10能耗預測

  通過(guò)對企業(yè)車(chē)間、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備等的能耗使用情況進(jìn)行分析，建立能耗計算模型，根據人工智能算法對數據和模型進(jìn)行修正，對未來(lái)企業(yè)能耗趨勢進(jìn)行，為節能提供有效的決策依據。

4.4.11運行監測

  系統的設備運行監測功能專(zhuān)門(mén)針對重點(diǎn)耗能設備提供的管理，主要包括設備運行狀態(tài)及關(guān)鍵參數監視、設備臺賬管理、設備能耗統計分析以及設備維護管理。通過(guò)對設備工作狀態(tài)參數以及工況參數的實(shí)時(shí)采集和監視可及時(shí)判斷設備的運行工況是否正常；設備能耗統計分析可提供針對設備對象的實(shí)時(shí)耗能量以及歷史耗能趨勢的分析和對比；設備臺賬管理以及維護管理可建立全面的設備基本信息檔案，可快速實(shí)現對于設備各種特性參數的查詢(xún)和統計分類(lèi)，對設備及其主要零配件的檢修、更換歷史記錄進(jìn)行信息化管理，并可提供設備計劃檢修到期提醒以及逾期檢修告警等功能，便于為每一個(gè)重要設備建立經(jīng)濟運行檔案，確保設備的安全、穩定、經(jīng)濟運行。

4.4.12能源平衡及損耗分析

  能源平衡及損耗統計分析主要為企業(yè)的電、水、氣等能源在轉換、運輸、使用過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節提供能量平衡分析，及時(shí)的發(fā)現能量在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問(wèn)題，提醒用戶(hù)及時(shí)進(jìn)行干預。通過(guò)分別統計重要用能環(huán)節的能源供給量和能源消耗量并計算兩者之間的差值損耗量，來(lái)評估個(gè)各環(huán)節的用能損耗程度。比如對用水系統的干管計量和各個(gè)車(chē)間支管的計量消耗量之和進(jìn)行損耗分析，有利于及時(shí)發(fā)現是否存在水管漏水或者違規用水的情況；對用電系統的低壓進(jìn)線(xiàn)計量和各饋線(xiàn)回路的計量消耗量之和進(jìn)行損耗分析，來(lái)評估判斷是否存在違規用電、竊電等異常用電現場(chǎng)，幫助用戶(hù)發(fā)現并糾正能源使用過(guò)程中的能源浪費問(wèn)題，降低能源綜合運行成本。

4.4.13節能分析

  節能分析主要是為企業(yè)在實(shí)施節能措施后，具體節能效果的分析，通過(guò)錄入節能措施，對比分析實(shí)施節能措施前與實(shí)施節能措施后的用能情況，以此來(lái)評判節能措施的實(shí)施效果，為企業(yè)節能提供幫助，提高經(jīng)濟效益。

4.4.14分析報告

  系統提供的用戶(hù)分析報告主要是為企業(yè)的中、高層管理人員提供有關(guān)企業(yè)的能耗數據統計結果匯總和分析結論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說(shuō)明。一般包括企業(yè)的能源利用情況、線(xiàn)路損耗情況、設備運行情況、運維情況，用能趨勢排名，重點(diǎn)能耗排名，綜合能耗排名等。通過(guò)豐富多樣的圖形化組件組態(tài)成為一份用戶(hù)分析報告，讓用戶(hù)全面了解系統的運行情況，方便用戶(hù)發(fā)現設備異常，從而找出改善點(diǎn)，以及針對用能情況挖掘節能潛力。

4.4.15事件記錄

  事件報警分析主要是為系統的異常運行狀態(tài)或故障原因診斷分析提供依據和分析手段。系統運行過(guò)程中所產(chǎn)生的各種報警時(shí)間均會(huì )被自動(dòng)記錄和存儲，通過(guò)對事件的發(fā)生時(shí)間、范圍對象、事件的類(lèi)型、事件的等級以及事件描述關(guān)鍵字搜索查詢(xún)，即可快速的實(shí)現對目標事件的查詢(xún)和分類(lèi)。

4.4.16自定義報表

  用戶(hù)可通過(guò)自定義報表頭與列，靈活生成各種報表，從各種能耗數據及費用比較，到電力峰谷平報表；從碳排放報告到系統能耗評估，從能耗指標到能耗預算等等，使用者無(wú)需繁瑣的編輯，只需要簡(jiǎn)單操作就能生成精美的報表。

4.4.17移動(dòng)端支持

  APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶(hù)按能源分類(lèi)、區域、車(chē)間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、用能預測、運行監視、異常報警等。

4.4.18運行環(huán)境

(1)瀏覽器運行設備

(2)臺式電腦，手機、平板等移動(dòng)端設備

(3)瀏覽器運行環(huán)境

(4)支持、火狐、搜狗、360等主流瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)

(5)客戶(hù)端運行設備

(6)安卓系統移動(dòng)設備（android5.0以上），蘋(píng)果ios系統

 

4.5推薦現場(chǎng)設備選型（根據實(shí)際需求選配）

 

  工業(yè)企業(yè)能源計量管理問(wèn)題信息化處理可為相關(guān)工作人員提供更方便、快捷、準確的能源計量結果。利用信息化的能源計量管理系統，可以得到更多、更全面、更詳細的工業(yè)企業(yè)能源消耗的實(shí)際情況。工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節中有效地落實(shí)能源計量管理標準化處理，可以在一定程度上提高工業(yè)企業(yè)的能源計量管理的工作水平，以及企業(yè)的能源使用的監督考核力度，有效促進(jìn)工業(yè)企業(yè)提升自身的能源計量管理的工作質(zhì)量以及工作效率。

 

【參考文獻】

[1]鄭有為,刁祥瑞,許繼遠,張國玉.互聯(lián)網(wǎng)+在能源計量管理當中的應用[J].中國金屬通報,2019(04):143-144.

[2]郭云德,任時(shí)朝.工業(yè)企業(yè)能源計量管理問(wèn)題信息化分析[J].大眾標準化,2020(20):228-229.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

作者簡(jiǎn)介：韓歡慶，女，本科，現就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為工業(yè)能源管理系統。