易雲恆安科瑞電氣有限公司 *** 上海嘉定201801總結：能源管理系統是能源消耗的監控管理系統，可以實時監控各類能源的使用情況，自動分析各裝置的能耗和能效並給出合理的建議，從而進一步優化裝置，實現企業能源使用的理想配置， 並確保所有裝置處於高效、節能、減排的狀態。關鍵字：能源管理; 能源消耗收集; 能耗分析; 能耗監測 1 能源管理系統應用背景 11.能源管理概述 能源消耗是連續的，不宜無計畫地任意使用，隨著我國經濟發展和環境資源壓力的加大，節能減排形勢嚴峻，我國經濟持續快速增長也引發了能源危機等問題。 節能減排、低碳環保不再只是社會的熱門話題，更是我們未來的必由之路。 認真貫徹落實黨的十九大精神，要求加快推進節能降耗，加快實施清潔生產，加快資源迴圈利用，向節約、清潔、低碳、高效生產方式轉變，同時實施節約型、節能型發展戰略， 並將保護放在首位。乙個企業建設乙個能源管理體系，不僅可以滿足企業對能源管理的需求，而且可以隨著企業的不斷發展而擴大。 該系統的使用可以有效降低能源消耗資料統計的成本，形成維護和報告、資料處理，通過對監測資料的分析，幫助企業進行實時監控、準確的統計和詳細的能源消耗，為企業節約能源和自我完善提供堅實的資料基礎和強有力的決策支援。 1.2.分析企業現狀，能耗資料資訊是企業重要的能耗點和關鍵指標，大多數企業沒有充分利用資訊化的集中管理手段，收集乙個車間或裝置的能耗資訊，沒有這些資訊就無法準確分析生產過程中的能耗和成本情況; 導致能源消耗在生產過程中沒有起到關鍵作用和指導作用。大多數企業仍然使用老式的儀表而不預留資料通訊介面，儀表無法形成網路連線，能源消耗等資訊的採集主要依靠傳統的人工抄表進行資料記錄，工作強度大，人工誤差容易造成資料不準確， 資料不能通過結構儲存，不能通過資訊系統在企業內部共享。1.3、企業管理需求13.1、電力監控能源管理系統的主要目標之一是收集和監測用電資訊，建立企業能耗資料中心，為企業精細化運營和生產成本降低提供資料管理平台：通過實時準確採集電力資料，解決人工完成的電力資料採集任務; 通過資料分析，及時發現用電問題，對總能耗趨勢的分析、總電能耗的偏差分析、按裝置或地區對電量的比較、對電量比的比較分析，為企業的生產經營提供有力的決策資料; 實現裝置智慧型用電，提高電能利用率，達到節能效果; 對關鍵工序的用電指標和單位產品能耗指標進行監控，對規定的節能目標設定警戒線，對未達標的指標在生產過程中進行自動報警、動態監控和實時監控。 1.3.2、水源監測：可根據廠區圖上的區域，對各廠區、車間的工業用水、生活用水、綠化用水等實時資料進行監控。 實時展示用水方案，有效監督整個工廠的水資源管理。 1.3.3、氣體監測可實現對整個廠區天然氣、壓縮空氣、高溫蒸汽等氣體能耗的實時監測和集中管理，有效避免浪費，規範執行。 1.3.4、能耗分析、能源成本分析及賬單管理; 能源消耗統計、賬本和報表。 1.4、解決方案是更換原有的水、電、氣表，採用具有通訊遠端傳輸功能的智慧型監控儀表，採集檢測資料並上傳至通訊管理伺服器，由能源管理系統分析呈現能耗使用情況。 1.5. 能源管理系統的基本功能15.1**監控：實時檢視各監測點多種能耗指標，包括電壓、電流、負載、電、水流量、氣流量等。 1.5.2、統計分析：從成本、能耗、指標三個部分出發，分為日、月、年三個模組，通過能耗軌跡圖、**等多種形式反映用能裝置的能耗情況。 操作和檢視歷史資料也很容易。 1.5.3、對單一用能裝置不同時間段能耗指標差異進行資料分析比較，對比同類能耗裝置同時間段能耗指標差異，指導使用者管理能耗。 1.5.4、分析結果形式：能源管理系統可在伺服器介面顯示，相關資訊也可通過APP或微信服務號展示，讓使用者隨時了解配電室現場執行情況、水、氣能耗情況。 同時，平台具有及時報警和資訊推送功能。 2、能源管理系統方案設計21、能源管理系統的設計目標是應用物聯網技術結合現代理性能源管理思想，為企業構建資訊系統，其目標是通過智慧型能源管理系統，使企業科學使用能源，實現“安全、可靠、經濟、高效、清潔”的能源消費目標和能源管理的“視覺化”。 通過能耗管理的“視覺化”應用，幫助企業改變能耗方式，提高能效，優化資源配置，改善能源環境，從而降低能耗，降低能源成本。 2.2. 結構設計 22.1、系統結構：能源管理系統包括能效管理應用層、網路通訊層、現場裝置層。 
圖1 能源管理系統示意圖 能效管理應用層：完整的資料採集、驗證、分析、處理、輸出、系統維護、授權使用、許可權分級控制等; 並能將現場執行的重要資料、報警資訊、故障資訊等傳遞給企業決策者。 網路通訊層：現場採用RSX485、乙太網、5G、WiFi等傳輸方式，將區域內的能量採集模組連線到相關通訊管理機，每台通訊管理機通過網路連線到第一台伺服器。 現場裝置層：現場裝置層負責電、水、氣引數的採集和上傳。 現場裝置層由多功能電能表、多功能電能表、水、氣能等採集裝置組成。 2.2.2、功能結構 資料採集結構採集分布在企業配電網中的能耗資料，如將電壓和電流的模擬訊號轉換為數碼訊號，並將電能資料傳輸到資料主站; 主要裝置包括多功能功率計、485通訊伺服器、485通訊網路、5G通訊網路等，系統將各種感測器互連成乙個網路，與主站系統連線; 所述資料中心結構包括資料主站系統、資料庫系統、資料處理系統和資訊發布系統：資料主站系統接收企業感測器採集的資料進行分析和儲存，同時向企業感測器發出指令，請求所需資料; 資料庫系統：儲存企業能耗指標資料和資料處理系統的處理結果; 資料處理系統：完成企業能耗資料的處理。 系統包括應用伺服器、資料分析模型、資訊顯示模型、智慧型功耗模型等; 資訊發布系統：將企業管理資訊發布到Web伺服器，企業通過登入網際網絡獲取電源管理資訊。 該系統包括 Web 伺服器、Web 應用程式、資訊保安系統等。 3、能源管理體系具體實施情況分析 31.系統概要 能源管理系統是利用智慧型整合技術，基於BS架構的能源管理平台，平台收集各能耗監測點的能耗和執行資訊，形成能耗分類、分項、分區域統計分析，統一排程能源，優化能源平衡介質， 減少氣體排放，改善環境質量，降低企業綜合能耗和提高勞動生產率具有重要作用，有助於客戶優化能源利用，從而實現“節能管理，綠色節能”。3.2、平台架構：能源管理系統採用B-S多層結構。 在BS模式下，客戶端執行標準的瀏覽器軟體，通過HTTP協議向Web伺服器發出頁面訪問請求，頁面執行相應的邏輯程式（一般通過元件訪問資料庫），Web伺服器將頁面程式執行返回的結果轉換為HTML文件**給客戶端瀏覽器。 系統採用三層架構，既能滿足使用者的需求，又能滿足系統安全。 同時保持系統核心架構的穩定性，從而保證定製系統的質量、穩定性、開發周期和開發成本。 3.3、系統功能介紹： （1）使用者登入認證功能。 系統可以使用使用者名稱和登入密碼對登入進行認證，進入主介面後會自動彈出新的報警資訊，提醒值班人員和運維人員及時檢視和處理。 （2）能源看板功能。 通過能量流圖，生動地展示企業各部門主要裝置的能耗。 （3）能源監控功能。 能源監控顯示的實時資料和歷史資料以數字**或圖形曲線的形式生動顯示。 （4）能耗統計功能。 能耗統計包括子項能耗、部門能耗和能耗排名三部分，通過不同的展示方式展示企業中各部門、各監測點的實際能耗。 （5）能耗分析功能。 能耗分析包括企業能耗分析、部門綜合能耗分析、裝置能耗分析和指標綜合分析四大類，通過不同的分析方法展示企業各部門和監測點的實際能耗。 （6）報告功能。 報表功能分為**表、月度報表和年度報表。 我們提供各種報告服務，以滿足生產現場的多樣化需求。 報表配備列印功能，可自動列印或定期列印觸發，並可匯出為Excel**，大大降低了抄表工作的人工成本，提高了使用者的經濟效益。 （7）報警功能。 您可以設定和提示裝置能耗等報警資訊。 （8）App或微信功能。 通過APP或微信服務號，我們可以及時了解裝置的現場執行狀態和能耗，實現及時的故障報警、資訊推送等功能。 3.4、網路傳輸方案採用嵌入式低功耗A M核心的工業級嵌入式智慧型網關，作為站側監控系統的核心，解決各種現場裝置接入、資料傳輸和協議轉換等問題，提供完整的協議層解決方案，支援多種常用電力系統通訊協議， 自定義私有協議，並具有事件處理功能。支援資料凍結和暫存儲存。 支援資料傳輸到雲平台，並可接收來自雲平台的指令，實現本地控制、自動巡檢等功能，並支援遠端系統公升級。 3.5、伺服器部署方案選擇應用伺服器和資料庫伺服器，實現業務和資料分離的架構，伺服器部署在企業內部，企業需要有網際網絡連線，系統接入介面可以發布在網際網絡上，方便後期資料訪問。 4、系統實現目標（1）實現對企業使用的各種能源的計量，實現對企業水、氣、電能耗資料的遠端抄表，對能耗資料進行介面，對能耗報表進行對比分析，實施監測評估。 杜絕跑、跑、滴、漏的發生，對能耗歷史資料進行分析比對，為節能技術改造提供科學依據。 （2）生產企業通過APP或網頁，通過能耗監測和大資料分析雲計算中心，對生產裝置進行遠端加密和解密，對裝置故障進行報警。 （3）通過收集和監測能耗資訊，建立企業能耗資料中心，為企業精細化運營和降低生產成本提供資料支撐。 （4）減輕值班人員的工作強度，避免人工抄表的不準確因素，提高事故的響應速度和解決效率。 （5）通過資料分析及時發現能耗問題，通過對總能耗趨勢的分析、能耗偏差分析、按裝置或地區對能耗的比較、對能耗比值的分析等，為公司生產經營提供有力的決策資料; 提高能源利用率，達到節能效果。 5. 安科銳企業能源管理平台 51 平台概況安科銳企業能源管理平台採用自動化、資訊化、集中化管理模式，對企業生產、輸配、消環節實行集中化、扁平化的動態監控和資料管理，監控企業電、水、氣、蒸汽、壓縮空氣等各種能源的消耗情況，幫助企業滿足各種能源需求和能源能耗、能質、產品能耗單位、各工序能耗，通過資料分析、挖掘和趨勢分析。對主要耗能裝置的能耗利用情況進行能耗統計、同比分析、能源成本分析、能耗分析、碳排放分析等，為企業加強能源管理、提高能源水平提供基礎資料和支援5.2、應用領域：鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、礦山、醫藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業、木材、化工原料、機電裝置、電氣產品、工具製造等。 5.3、平台結構
圖2 平台結構5四、平台主要功能54.1、通過展示總能耗、貼現值、能耗成本、能耗趨勢、子項能耗佔比、區域能耗對比，三維展示企業重要工序或裝置的能耗動態，直觀了解企業當前能耗情況。 5.4.2、執行監控能源管理系統的動態顯示，實時監控企業使用的各種能源（電、水、蒸汽），並提供從概覽到具體的動態圖形顯示，並提供區域資料監控，快速瀏覽廠區平面圖或車間平面圖中管理的能耗資料。 系統提供對能源管理系統執行狀態的實時監控，實現對能源系統執行中關鍵能耗狀態引數的變化趨勢、耗能裝置的執行狀態和系統執行報警事件的實時監控，確保整個能源供應的安全、可靠和穩定， 轉換和消費過程。該系統提供的圖形工具不僅配置了數字監控介面，還具有實時趨勢顯示。 （1）顯示變電站和配電系統的電氣主接線圖，實現對電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡、諧波等引數的全功率引數和開關斷路器狀態的實時監控。 （2）水、氣、壓縮空氣等系統各支管線分布示意圖，實時監測流量、壓力、溫度等引數狀態; （3）實時監控重點用能裝置系統（如壓力機等）的執行狀態和用能引數; （4）過壓、過流、欠壓等保護訊號報警、系統通訊中斷、用電和非用電引數超限、能耗超標預警等實時事件報警監控。 （5）工藝流程圖的顯示，重點關注工藝中各裝置的執行引數和能耗4.3、變壓器監控顯示每台變壓器的負載，使變壓器配備科學合理的規劃。 通過對各種執行引數下的功率效率進行比較，測得變壓器損耗，得出變壓器的經濟執行區間。 根據變壓器的經濟執行間隔，調整負荷，從而減少變壓器的損耗，節約用電。 5.4.4、能耗統計系統支援企業不同的測控和監控物件，提供每日、每週、每月、每季度、每年企業能耗同比、產品單耗、產品折扣對比、能耗排名等快速查詢和展示。 資料以條形圖、餅圖、直方圖等形式使用，實現對系統中功耗、耗水量、耗氣量等能耗資料的統計分析。 從整個企業到單個裝置或車間，通過對這些區域計量節點的能耗資料進行查詢和分析，實現對整個企業能耗資料的統計分析，從而滿足使用者對任何時間段的區域、車間、工藝和裝置型別的能耗資料查詢需求。 通過對比不同區域等的能耗資料，了解不同目標區域等的能耗規律，自動對這些物件的能耗進行排序，找出能源使用過程中的漏洞和不合理之處，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。 5.4.5、子專案能耗系統提供企業子專案能耗的分項統計。 根據子項，採用條形圖和餅圖顯示每個子項的能耗，直觀清晰。 通過能耗趨勢，及時掌握企業能耗動向。 對於每一項的異常能耗，可以實時發現，並調整策略，改善能耗，節約能源。 5.4.6、產品產值單位消耗系統可與企業MES系統對接，匯入產品產量。 對於無法匯入的資料，提供手動輸入。 通過系統採集的能耗資料，結合產品產量，計算產品單耗，生成產品單耗趨勢圖，進行同比和環比分析。 使企業能夠根據產品的單耗調整生產過程，從而降低能耗。 5.4.7、能源成本分析系統支援對企業整體與車間等需要單獨考核的物件的各種能源消耗總成本進行統計比較。 可提供統計期內電、水、氣等各種能源型別的消耗情況及相應的成本資料，並可與各種能源成本的百分比進行統計和對比，了解整個企業能源成本的詳細分布情況。 它還支援單位成本的分析。 使用者可以選擇多個考核領域進行能耗成本對比分析，為使用者建立有效的績效獎懲機制和日常管理提供真實可靠的資料依據。 5.4.8、能源成本分析系統支援針對需要單獨評估和計量的企業和區域的能源成本預算管理功能，允許使用者輸入能源成本的詳細預算計畫，通過比較實際能源成本和預算成本進行預算執行管理，可以直觀地了解月度或年度能源成本是否超出預算， 以便於使用者及時調整和干預預算。此外，系統還支援根據演算法計算能源成本，幫助使用者根據歷史預算執行情況和後續幾個月的實際能耗資料，對成本計畫進行有效管理。 5.4.9、績效分析：按團隊、區域、車間、生產線、板塊、裝置等，對各類能源的使用、消耗、轉換進行日、周、月、年、定期績效統計，根據能源計畫或定額制定的績效指標進行KPI對比和考核，幫助企業了解內部能效水平和節能潛力。 5.4.10、能耗**通過對企業車間、生產過程、生產裝置等能耗使用情況的分析，建立能耗計算模型，根據人工智慧演算法對資料和模型進行修正，分析企業未來能耗趨勢，為節能提供有效的決策依據。 5.4.11、執行監控系統的裝置執行監控功能，提供關鍵耗能裝置的全方位管理，主要包括裝置執行狀態和關鍵引數監控、裝置台賬管理、裝置能耗統計分析和裝置維護管理。 通過對裝置工作狀態引數和工況引數的實時採集和監控，可以及時判斷裝置的執行情況。 裝置能耗統計分析可以提供裝置物件實時能耗和歷史能耗趨勢的分析和比較。 裝置台賬管理和維修管理可以建立裝置的基礎資訊檔案，可以快速實現對裝置各項特性引數的查詢和統計分類，對裝置及其主要備品備件的維修和更換歷史進行資訊化管理，並可提供裝置定時維修到期提醒和逾期維修報警等功能; 以便於建立各重要裝置的經濟執行檔案，確保裝置安全、穩定、經濟執行。5.4.12、能量平衡與損耗分析能量平衡與損耗統計分析主要為企業電、水、氣等能源的轉換、運輸和使用等各個環節提供能量平衡分析，及時發現使用過程中出現能量洩漏、能耗異常等浪費問題，提醒使用者及時干預。 通過分別統計重要用能環節的供能和能耗，並計算兩者之間的差損，來評估各環節的能耗。 例如，對供水系統主管道計量和各車間支管的計量和消耗進行損耗分析，有利於及時發現是否存在水管漏水或違法用水現象; 對電力系統各饋線迴路低壓進線計量與計量消耗之和進行損耗分析，評估判斷是否存在違法用電、偷電等異常用電場所，幫助使用者發現並糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低綜合能源執行成本。 5.4.13.節能分析 節能分析主要是針對企業實施節能措施後，分析具體節能效果，通過節能措施的輸入，對比分析節能措施的實施情況和節能措施實施後的節能措施實施情況，以判斷節能措施的實施情況， 為企業節能、提高經濟效益提供幫助。5.4.14、分析報告系統提供的使用者分析報告主要是為企業中高層管理人員提供企業能耗資料的統計結果和分析結論的彙總，注重對整體能耗狀況和變化趨勢的描述。 一般包括能源利用率、線損、裝置執行、執行維護、能耗趨勢排名、重點能耗排名、綜合能耗排名等。 通過各種圖形化元件配置，成為使用者分析報表，使使用者了解系統執行情況，方便使用者發現裝置異常，從而找出改進點，根據能耗挖掘節能潛力。 5.4.15、事件記錄、事件報警分析，主要為系統的異常執行狀態或故障原因的診斷分析提供依據和分析。 系統執行過程中產生的各類報警時間都會被自動記錄和儲存，通過對發生時間、範圍物件、事件型別、事件級別和事件描述關鍵詞的搜尋查詢，可以快速實現對目標事件的查詢和分類。 5.4.16、自定義報表使用者可以通過自定義報表頁首和欄目靈活生成各種報表，從各種能耗資料和成本比較到電力峰谷平坦報表; 從碳排放報告到系統能耗評估，從能耗指標到能耗預算等，使用者無需繁瑣的編輯，只需簡單的操作即可生成精美的報告。 5.4.17、移動端支援Android和iOS作業系統，方便使用者掌握能耗、效率分析、同比分析、能耗折扣、能耗、執行監控、異常報警等。 5.4.18. 執行環境 （1）瀏覽器執行裝置 （2）台式電腦、平板電腦等移動裝置 （3）瀏覽器執行環境 （4）支援Google、Firefox、搜狗、360等主流瀏覽器訪問 （5）客戶端執行裝置 （6） Android移動裝置（Android 5.）0 或以上）、Apple iOS 55、建議選擇現場裝置（根據實際需要）。
6、結論系統實時監測各類能源的能耗，通過對同裝置能效指標的對比，及時發現能效低的裝置，從而優化裝置，提高裝置效能; 通過對執行引數的監控，使所有裝置都能節能執行，從而實現能源利用的理想配置，達到企業節能減排的目的。 [參考資料]。[1] 周斌， 能源資訊管理系統的開發與應用[J] 2004[2] 季朝輝， 周毅. **能源管理系統在企業中的應用[J].石油化工建設，2021,43（S2）：150-152[3] 安科銳企業微電網設計與應用手冊。 2020.06 版關於作者：
易雲恆，男，本科學歷 安科瑞電氣有限公司***的主要研究方向為智慧型電網供配電。