摘 要：為了穩步推進(jìn)雙碳目標，在能源消費強度和消費總量的“雙控”背景下，企業(yè)需要考慮如何應對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)?，F有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應系統“單獨規劃、單獨設計、獨立運行”的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設備計量精度不高、計量數據不準確；人工抄表可靠性低；難以有效監測和評估主要耗能設備的用能效率；缺少決策數據支持，對于節能評估無(wú)法提供可靠參考數據；缺乏有效的企業(yè)能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺，采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、盡可能地高效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

 

關(guān)鍵詞：雙碳；雙控；企業(yè)能源管控；節能降耗    

 

       某工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )消耗大量的純水和電，這兩部分的費用占總生產(chǎn)成本的比例很高。為了更深入地掌握目前該企業(yè)能源規劃落地的實(shí)際情況，保證該企業(yè)能效指標和節能目標的貫徹執行，展示綠色低碳成就，需要借助信息技術(shù)工具，搭建企業(yè)能源管理平臺，持續推進(jìn)節能減排、實(shí)現用能的精細化管理。

       據統計，該工廠(chǎng)每月耗電量在1億千瓦時(shí)以上，年耗電量超過(guò)10億千瓦時(shí)。部署Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺后，按系統給出的節能建議進(jìn)行生產(chǎn)工藝調整后，產(chǎn)品單耗有明顯下降。

       項目監測區域涵蓋化一車(chē)間、化二車(chē)間、腐蝕車(chē)間、純水車(chē)間、預處理車(chē)間、高溫純水車(chē)間等主要車(chē)間以及其他剩余各車(chē)間。監測的能源種類(lèi)包括電和水，總計需要接入新增的332塊電表、新增的140塊水表、若干原有水表以及若干原有的智能設備。

       系統需求主要包括：

       ● 用能統計

       從區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)分類(lèi)/分項用能情況進(jìn)行統計，并進(jìn)行趨勢和同環(huán)比分析；

       ● 能耗預測

       通過(guò)對廠(chǎng)區、車(chē)間的能耗使用情況進(jìn)行分析，構建能耗計算模型，進(jìn)行訓練，調整并優(yōu)化模型，采用預測算法對企業(yè)未來(lái)能耗趨勢進(jìn)行，為節能提供有效的決策依據；

       ● 產(chǎn)品單耗

       計算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗，水單耗，結合車(chē)速，計算哪種車(chē)速效益更高；

       ● 容需量統計

       提供容需量統計,實(shí)時(shí)展示容量需量?jì)r(jià)格的變化情況，為降低電費提供依據；

       ● 產(chǎn)量統計

       提供產(chǎn)量統計,支持手動(dòng)錄入及與MES對接獲取產(chǎn)量數據；

       ● 電能質(zhì)量監測

       對電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并以矢量圖的形式展示三相不平衡度，支持歷史數據的查詢(xún)；

       ● 自定義報表

       通過(guò)自定義報表格式和計算公式，靈活生成各種定制化報表，包括容需量報表、萬(wàn)元產(chǎn)值報表、電費分攤報表等；

       ● 異常報警

       對目標事件快速定位，通過(guò)手機短信、APP、釘釘等方式及時(shí)通知相關(guān)人員，快速定位能耗異常區域；

       ● 數據轉發(fā)

       實(shí)現能源管理系統和MES系統的數據互通，打破信息孤島；

       ● 能源駕駛艙

       定制大屏頁(yè)面及首頁(yè)，以工廠(chǎng)車(chē)間為單位劃分進(jìn)行數據統計，與現有的第三方系統在指揮中心統一集中展示。

 

       現場(chǎng)采用多回路計量?jì)x表和遠傳水表，對用電回路和用水支路進(jìn)行采集，通過(guò)RS485接口與電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，實(shí)現全電力參數和流量等數據的監測、預警與存儲，再由電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)，通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建在數據中心的能源管控平臺上。

       平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，詳細拓撲結構如下：

       系統可分為三層：即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和平臺管理層。

       現場(chǎng)設備層：10KV/380V部分的計量?jì)x表和遠傳水表，通訊協(xié)議為標準modbus-rtu，用于采集用電回路全電力參數和用水支路流量的各類(lèi)儀表，也是構建該配電、耗水系統必要的基本組成元素。

       網(wǎng)絡(luò )通訊層：包含電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)接收現場(chǎng)設備層采集的數據，并可進(jìn)行規約轉換、數據存儲，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)將數據存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

       平臺管理層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

 

 

 

 

 

5.1 首頁(yè)

       首頁(yè)展示企業(yè)的能耗情況、碳排放及折標煤趨勢、主要車(chē)間用水用電占比，功率數據、報警數據等相關(guān)信息，可直觀(guān)了解企業(yè)當前的整體情況，實(shí)現數據監視實(shí)時(shí)化、能源管控精細化、企業(yè)管理數字化、節能減排全局化。

5.2 數據監控

5.2.1 電力監控 

       對企業(yè)各用電回路的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，快速定位報警點(diǎn)位，并根據報警等級實(shí)時(shí)觸發(fā)APP、手機短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報等多種方式的報警提醒，地確保整個(gè)能源供給、轉換和消耗過(guò)程的安全、可靠和穩定。

5.2.2 配電圖 

       展示變配電系統的電氣主接線(xiàn)圖，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。

5.2.3 定制大屏

       根據客戶(hù)定制大屏展示界面，滿(mǎn)足客戶(hù)更直觀(guān)，更美觀(guān)，更加實(shí)用的需求。

5.3 能源管理

5.3.1 能源中控

       從監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，對各類(lèi)能耗、單位產(chǎn)品能耗、成本和碳排放量進(jìn)行對比分析，支持多個(gè)同級對象橫向比對，幫助用戶(hù)掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。

5.3.2 能耗統計 

       從能源使用種類(lèi)、監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)用能統計、同比、環(huán)比分析，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。

5.3.3 產(chǎn)品單耗

       與企業(yè)MES系統對接，通過(guò)產(chǎn)量以及系統采集的能耗數據，計算產(chǎn)品單耗，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。

5.3.4 線(xiàn)路損耗

       根據設置的邊界，通過(guò)查看能耗數據上下級的偏差，發(fā)現能耗異常。 

 

5.5 分析報告

5.5.1 運維報告

        以年、月、日對企業(yè)的異常情況、排名、發(fā)生頻次、運維情況等進(jìn)行全面的統計分析，讓用戶(hù)全面了解系統的運行情況，并為用戶(hù)提供數據基礎，方便用戶(hù)快速發(fā)現設備異常，準確定位故障點(diǎn)，提高運維效率，支持導出成PDF文件及打印。

5.5.2 節能報告

       通過(guò)對接工廠(chǎng)生產(chǎn)系統，獲取產(chǎn)量數據，結合系統采集到的能耗數據，得到不同產(chǎn)線(xiàn)的單耗數據。再比對不同產(chǎn)線(xiàn)設備生產(chǎn)情況（車(chē)速、產(chǎn)量），得到產(chǎn)線(xiàn)設備在多少轉速情況，產(chǎn)量和能耗數據處于*區間的結論。工廠(chǎng)以此做出相應的調整，有效降低產(chǎn)品的單耗。

       企業(yè)能源管控平臺為企業(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。

       ?在線(xiàn)監測電能質(zhì)量

幫助企業(yè)在線(xiàn)監測電能質(zhì)量，包括諧波含量、三相不平衡度、功率因數等，避免被罰款。

       ?用能安全

       監測設備運行工況，保證安全運行；預警電氣火災，預防安全事故；及時(shí)排除故障，保證正常生產(chǎn)；快速定位并干預切除隱患，保證能源供應安全。

       ?節省人力成本

       少人或者無(wú)人值守，減少人工統計工作量，降低人力成本。

       ?節能降費

       為企業(yè)工藝整改提供數據支持，結合節能改造的具體實(shí)施，實(shí)現了某條產(chǎn)線(xiàn)單耗下降8%，達到降低生產(chǎn)消耗，提高經(jīng)濟效益的目的。

       ? 持續增值

       實(shí)時(shí)了解耗能狀況，接入電力需求側管理平臺，享受?chē)已a貼，參與碳排放交易，助力碳達峰和碳中和。

       企業(yè)能源管控平臺能滿(mǎn)足企業(yè)各種用戶(hù)的不同需求。

       ?對能源主管部門(mén)及人員（節能管理）

       幫助企業(yè)完善能源管理體系，貫徹能源專(zhuān)業(yè)化、精細化、扁平化管理思路，建立持續改進(jìn)能效的能管模式和機制，提高能管水平，促進(jìn)節能降耗。

       ?對各級用能部門(mén)及人員（能源使用部門(mén)）

     （1）實(shí)時(shí)監視能源消耗，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，減少用能損失；

     （2）全面掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標數據；

     （3）全面分析用能特點(diǎn)，為優(yōu)化用能管理提供決策數據；

       ?對能源運維部門(mén)及人員（能源供給部門(mén)）

     （1）幫助建立數據采集網(wǎng)絡(luò )監控運維，動(dòng)態(tài)監視數據采集狀態(tài)，確保數據采集正常運行，奠定數據基礎。

     （2）實(shí)時(shí)監視能源系統運行狀態(tài)，異常及時(shí)報警，保證生產(chǎn)用能安全，遠程自動(dòng)抄表，降低工作強度，提高工作效率。

       ?對能源統計人員及其他部門(mén)

     （1）自動(dòng)生成各類(lèi)外部單位所需報表，提高數據統計工作效率和準確率。

     （2）共享能耗數據，并與其他系統集成。

 

●  有功精度：0.5S級，無(wú)功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級

●  電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

●  電流規格：3×1(6)A，3×10(80)A

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

●  通訊：RS485接口，同時(shí)支持Modbus、DL/T645規約

●  功能：支持2~31次諧波電壓電流、最大需量及發(fā)生時(shí)間、4個(gè)時(shí)區、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費率上48月/90日歷史凍結數據

●  外形尺寸：90*36*65

 

●  有功精度：0.5S級，無(wú)功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級

●  電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

●  電流規格：3×1(6)A（經(jīng)互感器接入），3×10(80)A（直接接入）

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

●  通訊：最大支持2路獨立485通訊，Modbus RTU規約/DL/T645-07規約可自適應，兩路485可獨立設置，亦可使用不同協(xié)議；波特率1200bps-19200bps可設，奇偶校驗位可設

●  功能：支持1DI1DO；支持有功脈沖輸出

●  外形尺寸：126*88*69，標準DIN35導軌安裝

●  可用電子直讀式，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發(fā)送。該水表的特點(diǎn)包括：高靈敏度，始動(dòng)流量小，計量精度高，具備誤差自動(dòng)修正功能；通訊方式：可通過(guò)MODBUS-RTU通訊接口進(jìn)行通信，管理者可對水表各參數進(jìn)行設置或修改，也可抄回表內的信息以便供管理部門(mén)進(jìn)行統計、監測；斷電后數據可保存10年以上；擴展功能：可根據需要擴展遠程控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能；耐高溫：可在120℃下長(cháng)期工作，水解穩定；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好，環(huán)保：水資源免遭二次污染

●  通信規約依照《CJ-T188-2004戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規約

 

 

 

 

 

 

 

 

       安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動(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)調整負載、調整負荷率、削峰填谷、無(wú)功補償、更新設備提供基礎數據和支持，幫助企業(yè)加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經(jīng)濟運行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經(jīng)濟效益明顯，不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力，同時(shí)是保護環(huán)境和社會(huì )可持續發(fā)展的基礎和源泉，積極響應國家對于節能降耗的政策。

    安科瑞企業(yè)能源管控平臺為客戶(hù)提供增值服務(wù)，包含：空壓機節能改造方案；空調節能改造方案；鍋爐節能改造方案；照明節能改造方案等。

 

[1]《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》

[2]《浙江省關(guān)于建立健全高耗能行業(yè)階梯電價(jià)和單位產(chǎn)品超能耗限額標準懲罰性電價(jià)的實(shí)施意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》

[3]《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設指南》