淺談智慧能源管理系統(tǒng)在綠色建筑中的設(shè)計與實現(xiàn)

（1）頁

  頁通過展示企業(yè)各類能耗總量、折標值、能源成本、能源消耗趨勢、分項能耗占比、區(qū)域能源消耗對比,并三維展示企業(yè)重要工藝或設(shè)備的能源消耗動態(tài)，可直觀了解企業(yè)當前用能。

（2）運行監(jiān)控

  能源管理系統(tǒng)的動態(tài)顯示對企業(yè)使用的各種能源（電、水、蒸汽）進行實時監(jiān)控，并提供從概貌到具體的動態(tài)圖形顯示，并提供區(qū)域數(shù)據(jù)監(jiān)控，在工廠平面圖或者某個車間的平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)。

  系統(tǒng)提供對能源管理系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)視功能，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)運行過程中關(guān)鍵的用能狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢、耗能設(shè)備的運行狀態(tài)以及系統(tǒng)運行報警事件進行實時監(jiān)視，確保整個能源供給、轉(zhuǎn)換和消耗過程的、可靠和穩(wěn)定。系統(tǒng)提供圖形化工具，不僅可以組態(tài)出數(shù)字化的監(jiān)控界面，還具有實時趨勢顯示。

  ● 變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖展示，實現(xiàn)對全電量參數(shù)以及開關(guān)斷路器狀態(tài)的實時監(jiān)視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、三相不平衡度、諧波等參數(shù)。

  ● 水、燃氣、壓縮空氣等系統(tǒng)各分支管道分布示意圖以及流量、壓力、溫度等參數(shù)狀態(tài)的實時監(jiān)視；

  ● 用能設(shè)備系統(tǒng)（如壓機等)的運行狀態(tài)以及用能參數(shù)的實時監(jiān)視；

  ● 過壓、過流、欠壓等保護信號報警、系統(tǒng)通信中斷、電量、非電量參數(shù)越限、能耗超標預(yù)警等實時事件報警監(jiān)視。

  ● 工藝流程圖展示關(guān)注工藝各設(shè)備運行參量以及能耗情況。

（3）變壓器監(jiān)控

  展示各變壓器負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比，測算變壓器損耗，找出變壓器較好經(jīng)濟運行區(qū)間。根據(jù)變壓器經(jīng)濟運行區(qū)間，調(diào)整負載，從而降低變壓器損耗，節(jié)約電量。

（4）用能統(tǒng)計

  系統(tǒng)支持為企業(yè)不同的計量監(jiān)測對象，提供快速查詢顯示日、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、能耗前等。數(shù)據(jù)通過棒圖，餅圖，直方圖等形式，實現(xiàn)對系統(tǒng)中耗電量、耗水量、耗氣量等能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。大到整個企業(yè)，小到單個設(shè)備或車間，通過對這些區(qū)域的計量節(jié)點能耗數(shù)據(jù)查詢分析，實現(xiàn)整個企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，滿足用戶實現(xiàn)對任意時段內(nèi)區(qū)域、車間、工藝和設(shè)備類型等的能耗數(shù)據(jù)查詢要求。通過對比不同區(qū)域等的能耗數(shù)據(jù)情況，了解不同對象區(qū)域等的能耗規(guī)律，自動對這些對象進行能耗前，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

（5）分項用能

  系統(tǒng)提供對企業(yè)分項用能的分項統(tǒng)計。根據(jù)分項，用柱狀圖以及餅圖，展示各分項用能情況，直觀，清晰。通過用能趨勢，及時掌握企業(yè)分項用能趨勢情況。對于分項用能異常，能即時發(fā)現(xiàn)，調(diào)整策略，改善用能，節(jié)約能源。

（6）產(chǎn)品/產(chǎn)值單耗

  系統(tǒng)可以與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，導(dǎo)入產(chǎn)品產(chǎn)量。對不能導(dǎo)入的數(shù)據(jù)提供人工錄入功能。通過系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)品產(chǎn)量，計算產(chǎn)品單耗，生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

（7）用能成本分析

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

（8）用能成本預(yù)測分析

  系統(tǒng)支持為企業(yè)以及需要單獨考核計量的區(qū)域提供能源成本預(yù)算管理功能，允許用戶錄入能源成本的詳細預(yù)算計劃，通過對比能源實際費用和預(yù)算費用進行預(yù)算執(zhí)行管理，可以直觀的了解到每月或者每年能源成本是否超出預(yù)算，方便用戶及時的進行預(yù)算的調(diào)整和干預(yù)。此外，系統(tǒng)還支持按照的預(yù)測算法進行能源成本的成本預(yù)測，根據(jù)歷史的預(yù)算執(zhí)行情況和實際耗能的數(shù)據(jù)預(yù)測后續(xù)的幾個月的能源成本費用，幫助用戶進行有效的成本計劃管理。

（9）績效分析

  對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進行日、周、月、年、時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力。

（10）能耗預(yù)測

  通過對企業(yè)車間、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備等的能耗使用情況進行分析，建立能耗計算模型，根據(jù)人工智能算法對數(shù)據(jù)和模型進行修正，對未來企業(yè)能耗趨勢進行預(yù)測分析，為節(jié)能提供有效的決策依據(jù)。

（11）運行監(jiān)測

  系統(tǒng)的設(shè)備運行監(jiān)測功能專門針對耗能設(shè)備提供管理，主要包括設(shè)備運行狀態(tài)及關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)視、設(shè)備臺賬管理、設(shè)備能耗統(tǒng)計分析以及設(shè)備維護管理。通過對設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)以及工況參數(shù)的實時采集和監(jiān)視可及時判斷設(shè)備的運行工況是否正常；設(shè)備能耗統(tǒng)計分析可提供針對設(shè)備對象的實時耗能量以及歷史耗能趨勢的分析和對比；設(shè)備臺賬管理以及維護管理可建立設(shè)備基本信息檔案，可快速實現(xiàn)對于設(shè)備各種特性參數(shù)的查詢和統(tǒng)計分類，對設(shè)備及其主要配件的檢修、更換歷史記錄進行信息化管理，并可提供設(shè)備計劃檢修到期提醒以及逾期檢修告警等功能，便于為每個重要設(shè)備建立經(jīng)濟運行檔案，確保設(shè)備的、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

（12）能源平衡及損耗分析

  能源平衡及損耗統(tǒng)計分析主要為企業(yè)的電、水、氣等能源在轉(zhuǎn)換、運輸、使用過程中的各個環(huán)節(jié)提供能量平衡分析，及時的發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預(yù)。通過分別統(tǒng)計重要用能環(huán)節(jié)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，來評估各環(huán)節(jié)的用能損耗程度。比如對用水系統(tǒng)的干管計量和各個車間支管的計量消耗量之和進行損耗分析，有利于及時發(fā)現(xiàn)是否存在水管漏水或者違規(guī)用水的情況；對用電系統(tǒng)的低壓進線計量和各饋線回路的計量消耗量之和進行損耗分析，來評估判斷是否存在違規(guī)用電、竊電等異常用電現(xiàn)場，幫助用戶發(fā)現(xiàn)并糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低能源綜合運行成本。

（13）節(jié)能分析

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

（14）分析報告

  系統(tǒng)提供的用戶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(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果匯總和分析結(jié)論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說明。般包括企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運行情況、運維情況，用能趨勢前，能耗前，綜合能耗前等。通過豐富多樣的圖形化組件組態(tài)成為份用戶分析報告，讓用戶了解系統(tǒng)的運行情況，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

（15）事件記錄

  事件報警分析主要是為系統(tǒng)的異常運行狀態(tài)或故障原因診斷分析提供依據(jù)和分析手段。系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生的各種報警時間均會被自動記錄和存儲，通過對事件的發(fā)生時間、范圍對象、事件的類型、事件的等級以及事件描述關(guān)鍵字搜索查詢，即可快速的實現(xiàn)對目標事件的查詢和分類。 

（16）自定義報表

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

（17）移動端支持

  APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)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(yù)測、運行監(jiān)視、異常報警等。      

六、結(jié)語

  該系統(tǒng)在實時監(jiān)測各弱電子系統(tǒng)的能耗、能效和運行參數(shù)，通過相同設(shè)備能效指標對比，及時發(fā)現(xiàn)低能效設(shè)備，進而對設(shè)備進行化，提高設(shè)備性能；通過對設(shè)備運行參數(shù)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，減少對設(shè)備的影響，延長設(shè)備壽命，讓所有設(shè)備節(jié)能的運行。對所有設(shè)備集中管控，在“時間”維度上避免浪費，實現(xiàn)在不該用能時段不用能，在該用能時段合理用能，讓所有設(shè)備協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)資源利用。

[1]胥曉云.萊鋼能源智能管控體化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].機電信息.2017（12），56-57. 

[2]黃培.智慧能源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].辦公自動化,2019,24(23):59-61.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

 

作者簡介：劉細鳳，女，本科，現(xiàn)就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為能源管理系統(tǒng)