浅谈能源管理系统在企业中的应用及系统介绍

王宇

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：能源管理系统是对能源消耗的一种监控管理系统，它可以实时监测各类型能源使用的情况，自动分析各设备的能耗、能效情况并给出合理建议，从而进一步对设备进行优化，以实现企业对能源使用的理想配置，确保所有设备处于高效、节能、减排的运行状态。

关键词：能源管理；能耗采集；能耗分析；用能监测

1能源管理系统应用背景

1.1能源管理概述

能源的消耗是持续的，没有规划地任意使用是不可取的，随着我国经济的发展和环境资源压力越来越大，节能减排形势严峻，在中国，持续高速的经济增长的同时也引发了能源供应危机等问题。节能减排、低碳环保不再只是一个社会的热点话题，更是我们未来的必经之路。认真贯彻落实党的十九大精神，要求加快推进节能降耗，加快实施清洁生产，加快资源循环利用，向节约、清洁、低碳、高效生产方式转变，实施节约与开发并举、把节约放在前列的能源发展战略。

一个企业建设能源管理系统不仅能够满足公司对能源管理的需求，而且能够随企业的持续发展而拓展。利用该系统能够有效降低企业因能源消耗数据统计、表单维护以及报表、数据处理而产生的费用，通过对监测数据进行在线分析，帮助企业进行能源消耗的实时监测、准确统计和详细预测，为企业节能降耗和自我完善提供确凿的数据基础和有力的决策支持。

1.2企业现状分析

能耗数据信息是企业的重要能耗点和关键指标，多数企业并没有充分运用信息化集中管理手段，采集某个车间或设备的能耗信息，没有该信息就无法在生产过程中准确分析能量消耗情况和成本情况，造成了能耗在生产过程中没有起到关键作用和指导作用。大多数企业仍然使用的老式仪表并没有预留数据通信接口，仪表无法形成网络连接，能耗等信息的采集主要靠传统的人工抄表进行数据记录，工作强度大，人工易出错造成数据不准确，数据无法通过结构化存储，无法在企业内部通过信息化系统之间共享。

1.3企业管理需求

1.3.1用电监控

能源管理系统主要目标之一是采集与监测用电信息，建立企业的能耗数据中心，为企业的精细化运营、生产成本的降低提供数据管理平台:通过实时、准确采集电力数据，解决原人工完成的电力数据采集任务;通过数据分析及时发现电力能耗问题，通过能耗总量走势分析、电总能耗的偏差分析、电能耗按设备或区域进行对比、环比分析等，为企业生产运营提供有力的决策数据;实现设备的智能化用电，提高电能利用率，达到节能效果;对重点工作流程的电能耗指标、单位产品能耗指标等进行监控，对规定的节能目标设置警戒线，对未达目标的指标进行自动告警、动态监测及在生产过程中实时监测。

1.3.2用水监控

可以在厂区地图上按照区域监控各个厂区、车间的工业用水、生活用水、绿化用水等实时数据。实时显示用水计划情况，有效监督整个厂区用水管理。

1.3.3用气监控

可以实现对整个厂区的天然气、压缩空气、高温蒸汽等气体能耗进行实时监控和使用安全进行集中管理，达到有效避免浪费及规范操作的目的。

1.3.4能耗分析

能源成本分析和账单管理;能源消耗统计台账与报表。

1.4解决思路

通过对原有水、电、气表进行替换，改用具有通讯远传功能的智能监测仪表，采集检测数据后，上传至通讯管理服务器，能源管理系统对能耗使用情况进行分析与呈现。

1.5能源管理系统基本功能

1.5.1在线监测:

实时查看各监测点的多种能耗指标，包括电压、电流、负荷、电量，用水流量、用气流量等。

1.5.2统计分析:

从费用、能耗、指标三部分出发，分为日、月、年三大模块，并通过能源消耗轨迹图、表格等多种形式，反映用能设备的能源消耗情况。且便于操作、查看历史数据。

1.5.3数据分析比较

单台用能设备不同时间段内的能耗指标差异的比较，及同一时间段内同类能源设备的能耗指标差异的比较，指导用户进行能耗使用的管理。

1.5.4分析结果展现形式:

能源管理系统可在服务器界面展示，也可通过APP或微信服务号展示相关信息，用户可随时了解配电室现场运行情况、水、气能源消耗情况。平台同时具有故障及时报警、信息推送等功能。

2能源管理系统方案设计

2.1设计目标

能源管理系统是应用物联网技术结合现代合理用能管理思想为企业构建的信息系统，其目标是让企业通过智能化能源管理系统科学用能，实现“安全、可靠、经济、高效、洁净”的用能目标和用能管理的“可视化”。

通过用能管理的“可视化”运用服务器管理系统，帮助企业改变用能方式、提升用能效率、优化资源配置及改善用能环境，实现:减少能源消耗，降低用能成本。

2.2结构设计

2.2.1系统结构

能源管理系统包括能效管理应用层、网络通讯层、现场设备层。

图1 能源管理系统示意图

◎能效管理应用层:完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用、权限分级控制等;并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。

◎网络通讯层:现场采用RSX485、以太网、5G、WIFI等传输方式，将区域内的能源采集模块连接至相对的通讯管理机，各通讯管理机通过网络连接至中央服务器。

◎现场设备层:现场设备层负责电、水、气参数的采集和上传。现场设备层有多功能电力仪表、多功能电能表、水、气能等采集装置组成。

2.2.2功能结构

◎数据采集结构

收集分布在企业配网中的能耗数据，如将电压、电流的模拟信号转换成数字信号，将电能数据传输到数据主站;主要设备有多功能电力仪表、485通信服务器、485通信网络、5G通信网络等，系统将各种传感器互联成网络与主站系统连接；

◎数据中心结构

包括数据主站系统、数据库系统和数据处理系统与信息发布系统:

数据主站系统:接收企业传感器采集的数据进行解析及存储，同时向企业传感器发布指令，请求所需要的数据；

数据库系统:存储企业能耗指标数据和数据处理系统的处理结果；

数据处理系统:完成企业能耗数据加工。系统包括应用服务器、数据分析模型、信息展示模型、智能用电模型等；

信息发布系统:将企业管理信息发布到Web服务器，企业通过登陆互联网获取电能管理信息。系统包括Web服务器、Web应用、信息安全系统等。

3能源管理系统具体实现分析

3.1系统概述

能源管理系统是采用先进的智能化集成技术，基于B/S架构的能源管理平台，该平台采集各个能耗监测点的能耗和运行信息，形成能耗的分类、分项、分区域统计分析，对能源的统一调度、优化能源介质平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低企业综合能耗和提高劳动生产率有重要作用，帮助客户更优化的使用能源，从而实现“节能管理、绿色能效”。

3.2平台构架

能源管理系统采用B/S多层结构。在B/S模式中，客户端运行标准的浏览器软件，通过HTTP协议向Web服务器提出页面访问请求，页面执行相应的逻辑程序(一般通过组件访问数据库)，Web服务器再将页面程序执行返回的结果进行转化，转变成HTML文档形式转发给客户端浏览器。

系统采用三层体系结构，可以满足用户个性化需求以及系统安全性等方面的需要;同时保持系统核心架构的稳定性，从而可以保证定制系统的质量、稳定性、开发周期和开发成本等方面的要求。

3.3系统功能介绍

(1)用户登录认证功能。系统可采用用户名和登录密码认证登录，进入主界面后会自动弹出新增告警信息，提醒值班及运维人员及时查看和处理。

(2)能源看板功能。通过能流图形象的将该企业各部门主要设备用能情况展示出来。

(3)能源监控功能。能源监控展示的实时数据和历史数据，通过数字表格或图形曲线的方式将数据形象的展示出来。

(4)能耗统计功能。能耗统计包括分项能耗、部门能耗和能耗排名这三部分，将企业中各部门及各监测点实际用能情况，通过不同的展示方式展现出来。

(5)能耗分析功能。能耗分析包括企业用能分析、部门综合能耗、设备用能分析和指标综合分析这四类，将企业中各部门及各监测点实际用能情况，通过不同的分析方式展现出来。

(6)报表功能。报表功能分为日报表、月报表和年报表。通过多样化的报表服务满足生产现场的多种多样需求。报表设有打印功能，可定时自动打印或触发条件打印，并可导出到excel表格中，显著减少抄表工作的人力成本，提高用户的经济效益。

(7)告警功能。可设置和提示设备的能耗等告警信息。

(8)APP或微信功能。通过APP或微信服务号及时了解设备现场运行情况、能源消耗情况、实现故障及时报警，信息推送等功能。

3.4网络传输方案

采用嵌入式低功耗AＲM核心的工业级嵌入式智能网关，作为站端监控系统的核心，解决各类现场设备接入、数据传输和协议转换问题，提供完整的协议层解决方案，支持各种常见电力系统通信规约，可定制私有协议，同时具有事件处理功能。支持数据冻结和阶段性存储。支持向云平台的数据传输，并可接收云平台的指令实现就地控制、自动巡检等功能，支持远程系统升级。

3.5服务器部署方案

选用一台应用服务器和一台数据库服务器，实现业务和数据分离的架构，服务器部署在企业内部，企业内需要有互联网连接，可将系统访问接口发布于互联网，便于后期的数据访问。

4系统实现目标

(1)实现对企业所使用的各种能源进行计量，对企业的水、气、电能耗数据实现远程抄表，能耗数据界面化，对比分析能耗报表，实施监控和考核。杜绝跑、冒、滴、漏现象的发生，分析比较能耗历史数据，为节能技改提供科学依据。

(2)通过手机APP或网页，生产企业可以通过能源消耗监测及大数据分析云计算中心对生产的设备进行远程加解密、设备故障报警。

(3)通过采集与监测能耗信息，建立企业的能耗数据中心，为企业的精细化运营、生产成本的降低提供数据支撑。

(4)减少值班人员工作强度，避免人工抄表的数据不准确因素，提高事故的反应速度及解决效率。

(5)通过数据分析及时发现能耗问题，通过能耗总量走势分析、能耗的偏差分析，能耗按设备或区域进行对比、环比分析等，为公司生产运营提供有力的决策数据;提高能源利用率，达到节能效果。

5安科瑞企业能源管理平台

5.1 平台概述

安科瑞企业能源管理平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

5.2应用场所

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、化学原料以及机电设备、电器产品、工器具制造等。

5.3平台结构

图2 平台结构

5.4平台主要功能

（编辑：鹰潭站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!