簡婷
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:在個(gè)企業(yè)中,能耗是企業(yè)正常工作的根本保障,同時(shí)也是企業(yè)成本的主要構(gòu)成部分。企業(yè)在相應(yīng)的工作和使用的能耗包括水、電、氣等。過去,由于能耗的消耗占總的企業(yè)成本比例小,多的強(qiáng)調(diào)安全與保障,對能耗消耗的關(guān)注度不夠,多年以來,企業(yè)的能耗體系或多或少直存在多種方面的問題。
關(guān)鍵詞:企業(yè)能耗管理;數(shù)據(jù)管理;平臺(tái)建設(shè)開發(fā)
1企業(yè)能耗體系存在的問題
多年以來,企業(yè)的能耗體系或多或少直存在以下方面的問題:
2建設(shè)能耗管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模塊與方案
2.1設(shè)計(jì)思路
總體架構(gòu)作為能耗管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范建設(shè)總體方案在高層的模型化,為了保證總體架構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、成熟性和可實(shí)施性,在總體架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,遵循“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)”的原則,采用業(yè)務(wù)架構(gòu)分析、應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的三步設(shè)計(jì)方法。業(yè)務(wù)架構(gòu)是從營銷管理和服務(wù)角度對業(yè)務(wù)覆蓋范圍內(nèi)的過程、環(huán)節(jié)、規(guī)則的細(xì)化、抽象和建模;應(yīng)用架構(gòu)是為了支持業(yè)務(wù)運(yùn)作的平臺(tái)功能藍(lán)圖,是未來平臺(tái)功能體系的抽象全視圖;系統(tǒng)架構(gòu)是目標(biāo)平臺(tái)體系的藍(lán)圖,是整體解決方案的模型化,系統(tǒng)架構(gòu)主要體現(xiàn)了需要建設(shè)的平臺(tái)、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)采用,以及需要哪些基礎(chǔ)架構(gòu)來支持平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。三步設(shè)計(jì)方法通過業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)的規(guī)劃,建立了從業(yè)務(wù)到平臺(tái)的有形、科學(xué)的方法,保證業(yè)務(wù)能夠得到平臺(tái)支撐。這是種可以延續(xù)和擴(kuò)展的方法lun,不是次性的過程,而是可指導(dǎo)未來持續(xù)的規(guī)劃和分析不斷完善的種方法lun。
2.2總體框架
基礎(chǔ)功能平臺(tái)、能耗管理分析平臺(tái)、配電監(jiān)控管理系統(tǒng)、租戶計(jì)量收費(fèi)平臺(tái)、支付管理平臺(tái)、移動(dòng)端平臺(tái)。
2.2.1基礎(chǔ)功能平臺(tái)
門戶管理、權(quán)限設(shè)置、用戶管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)采集、基礎(chǔ)報(bào)表、信息發(fā)布、報(bào)警管理等
2.2.2能耗管理分析平臺(tái)
2.3配電監(jiān)控管理平臺(tái)
配電監(jiān)控管理平臺(tái)可以建立供電網(wǎng)絡(luò)仿真模型,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,監(jiān)測故障,實(shí)現(xiàn)配電室無人值班。配電監(jiān)控管理平臺(tái)在配電發(fā)生故障時(shí),能在zui快的時(shí)間內(nèi)切除故障,保護(hù)次設(shè)備,縮小停電范圍;對于發(fā)生故障的部分,能協(xié)助運(yùn)行人員分析故障原因,快速查找和排除故障,盡量縮短故障停電時(shí)間,保證辦公及生產(chǎn)的穩(wěn)定與持續(xù)。對于有備用電源或者備用設(shè)備的場合,發(fā)生故障時(shí)還能在極短的時(shí)間內(nèi)有選擇性的自動(dòng)使用備用電源或者設(shè)備,提高平臺(tái)供電可靠性。
平臺(tái)特點(diǎn):
1)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集
遙測量:電壓、電流、有功、無功、電能等;
遙信量:開關(guān)狀態(tài)、刀閘位置、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等;
脈沖量:電度量、諧波、時(shí)間量、設(shè)備參數(shù)、保護(hù)定值等;
非電量:溫度、壓力、濕度、防盜報(bào)警等。
2)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視監(jiān)測設(shè)備層表計(jì)或保護(hù)裝置等的通訊狀態(tài);
監(jiān)測主機(jī)(備用機(jī))的運(yùn)行狀態(tài),包括CPU負(fù)載、CPU工作溫度、硬盤空間、運(yùn)行時(shí)間等;
監(jiān)測主電源及UPS的運(yùn)行狀態(tài),UPS剩余電量不足時(shí)發(fā)出告警。
3)可靠的報(bào)警信息
可以對導(dǎo)致設(shè)備故障和停機(jī)的潛在故障發(fā)出報(bào)警信息;
可以設(shè)置針對電量越限、電力質(zhì)量事件發(fā)生,或設(shè)備狀態(tài)變化的情況觸發(fā)報(bào)警;
當(dāng)產(chǎn)生報(bào)警時(shí),可自動(dòng)彈出出報(bào)警窗口,列表顯示報(bào)警信息。
4)詳盡的事件記錄
記錄所有系統(tǒng)事件、報(bào)警事件、操作事件;
可對事件記錄進(jìn)行查詢篩選、打印、導(dǎo)出成Excel格式文件等操作;
事件記錄正確率≥99.9999%。
5)豐富的圖形界面
可以根據(jù)用戶的需要,配置電網(wǎng)關(guān)口圖、負(fù)荷表格、曲線棒圖、電氣主接線圖、按電壓等級(jí)的分接線圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表格,系統(tǒng)運(yùn)行工況圖等圖形界面;
可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)繪制成各種曲線、棒圖、餅圖,方便觀察比較;
可以使用動(dòng)畫模擬的方式實(shí)時(shí)模擬現(xiàn)場設(shè)備的動(dòng)作情況,或者通過動(dòng)畫來仿真的操作各種設(shè)備,形象直觀。
2.4租戶計(jì)量收費(fèi)平臺(tái)
租戶計(jì)量收費(fèi)平臺(tái)支持智能電表、智能水表、空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)量收費(fèi),系統(tǒng)支持定時(shí)自動(dòng)采集、自動(dòng)補(bǔ)召、人工補(bǔ)召、實(shí)時(shí)召讀;多規(guī)約、多信道支持;通信加密傳輸、報(bào)文數(shù)字簽名。
平臺(tái)特點(diǎn):
系統(tǒng)支持多種模式的繳費(fèi):物業(yè)繳費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)、柜式自助繳費(fèi)終端、移動(dòng)POS繳費(fèi)終端、移動(dòng)端手機(jī)(微xin、支付寶、APP)、企業(yè)網(wǎng)銀繳費(fèi)、自助繳費(fèi)屏掃碼、充值卡。
2.5支付管理平臺(tái)系統(tǒng)
能夠靈活配置收款賬戶信息(支付渠道),提供了嚴(yán)格的信息加密機(jī)制。
平臺(tái)特點(diǎn):
個(gè)API接口,支持多平臺(tái)多場景接入支付功能,輕松實(shí)現(xiàn)企業(yè)多項(xiàng)目多帳戶資金管理。
2.6移動(dòng)端平臺(tái)
能耗管理系統(tǒng)支持微xin公眾號(hào)、支付寶程序。用戶可以通過移動(dòng)端方便的實(shí)現(xiàn),用戶注冊、設(shè)備綁定、數(shù)據(jù)查詢、帳單查詢、報(bào)表查詢、充值繳費(fèi)等功能。
移動(dòng)端平臺(tái)建設(shè)的模式和要求:
微xin公眾號(hào)、支付寶程序:
客戶需提供:
3 安科瑞企業(yè)能源管控云平臺(tái)介紹
3.1 系統(tǒng)概述
安科瑞企業(yè)能源管理平臺(tái)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(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)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、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測、碳排分析,為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。
3.2 應(yīng)用場所:
鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、
化學(xué)原料以及機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)可分為三層:即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。
現(xiàn)場設(shè)備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等,也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任,這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。
網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺(tái)管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合配置。
3.4平臺(tái)功能
平臺(tái)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(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率和節(jié)能潛力,為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
展示企業(yè)各類能耗總量、折標(biāo)值、能源成本、能源消耗趨勢、分項(xiàng)能耗占比、區(qū)域能源消耗對比,以及當(dāng)天氣情況、污染情況,并三維展示企業(yè)重要工藝或工段的能源消耗動(dòng)態(tài)。
對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況,同時(shí)能快速有效的掌握點(diǎn)位的報(bào)警。
展示各變壓器的負(fù)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(guī)劃。通過各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,找出合適的運(yùn)行模式。根據(jù)合適的運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載,從而降低用電單耗,使電能損失降低。
從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度,采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績分析,折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì),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(fèi)。
與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),在產(chǎn)品單耗中生成產(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(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。
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(jìn)行日、周、月、年、指ding時(shí)段績效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績效指標(biāo)進(jìn)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。
系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測重點(diǎn)設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài),如溫度、濕度、流量、壓力、速度等,并支持變配電系統(tǒng)次運(yùn)行監(jiān)視。可直接從動(dòng)態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù),支持按能源種類、車間、工段、時(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量。
以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行多方面的統(tǒng)計(jì)分析,讓用戶多方面了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,從而找出改善點(diǎn),以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。
重點(diǎn)耗能設(shè)備大數(shù)據(jù)分析:用相關(guān)數(shù)據(jù)分析建立能耗大戶相應(yīng)能效比模型,實(shí)時(shí)監(jiān)測各個(gè)關(guān)鍵因子,隨時(shí)診斷調(diào)整相關(guān)參數(shù),讓能效比維持在較高的效率運(yùn)轉(zhuǎn)。通過對相關(guān)能源標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)進(jìn)行跟蹤比對,建立不同時(shí)間段的供能模型。
(10)運(yùn)維管理
系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理,方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)劃、派工,巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺,進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度,滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。
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(biāo)、用能預(yù)測、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警等。
3.5 能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品選型
應(yīng)用場景 | 型號(hào) | 主要功能 |
高壓重要回路 或低壓進(jìn)線柜 | APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),序電流In,四象限電能,電流、電壓不平衡度,負(fù)載電流柱狀圖顯示,66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄,2-63次諧波,2DI+2DO,RS485/Modbus,LCD顯示 |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜 | AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無功電能精度2級(jí) |
動(dòng)力柜 | ACR120EL | LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計(jì)量;RS485/Modbus;可選復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、需量統(tǒng)計(jì);4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議 |
DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,分相正向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功電能精度0.5S級(jí),無功電能精度2級(jí) | |
照明箱 | DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,分相正向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功電能精度0.5S級(jí),無功電能精度2級(jí) |
DDSD1352 | 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計(jì)量;紅外及RS485通訊;電流規(guī)格:10(60)A,有功電能精度1級(jí),無功精度2級(jí);可選配復(fù)費(fèi)率 | |
DDS1352 | 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計(jì)量;RS485通訊;電流規(guī)格:10(60)A,有功電能精度1級(jí),無功精度2級(jí);尺寸:1P | |
給水管道 | 水表 | 計(jì)量流經(jīng)給水管道用水的體積總量,適用于單向水流,采用電子直讀技術(shù),通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù) |
燃?xì)夤艿?/span> | 燃?xì)獗?/span> | 計(jì)量流經(jīng)燃?xì)夤艿烙脷獾捏w積總量,具有閥控功能,采用電子直讀技術(shù),通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù),計(jì)量精度高,無需外部供電。 |
集中供冷供熱 | 冷熱表 | 測量和顯示用戶的暖氣供熱量、中央空調(diào)的供冷量,由流量傳感器、微處理器和配對溫度傳感器組成。溫度傳感器斷路、短路時(shí)自動(dòng)報(bào)警,電壓低或收到攻擊破壞時(shí)自動(dòng)報(bào)警。通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù),計(jì)量精度高。 |
4 結(jié)束語
本方案從企業(yè)的基本情況出發(fā),結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出建設(shè)能 耗管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模塊與方案。本方案采用企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的能耗數(shù) 據(jù)采集,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),數(shù)據(jù)查看,數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng),提升公 司的能效管理能力,租戶的計(jì)量收費(fèi),能耗統(tǒng)計(jì)與節(jié)能分析等。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳浩.計(jì)費(fèi)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)遷移[D]. 南京郵電大學(xué), 2012.
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[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.
作者簡介:簡婷,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?yàn)橹攸c(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測。
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