企业能耗管理平台综合解决方案.docx

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企业能耗管理平台综合解决方案

企业能耗管理平台综合解决方案

二〇一六年三月二十四日

1. 概述

1.1 背景

在我国的能源消耗中，工业是我国能源消耗的大户，能源消耗

量占全国能源消耗总量的 70%左右，而不同类型工业企业的工艺流

程，装置情况、产品类型、能源管理水平对能源消耗都会产生不同

的影响。

建设一个全厂级的集中统一的能源管理系统，可以实现对

能源数据进行在线采集、计算、分析及处理，从而对能源物料平衡、

调度与优化、能源设备运行与管理等方面发挥着重要的作用。

能耗管理系统是企业信息化系统的一个重要组成部分，因此在

企业信息化系统的架构中，把能源管理作为企业信息化系统中的一

个基本应用构件，作为大型企业自动化和信息化的重要组成部分，

是一项用途广泛、意义深远的工程。

1.2 整体需求分析

企业希望能够采用先进的自动化、信息化技术建立能源管理调

度中心，实现从能源数据采集——过程监控——能源介质消耗分析

——能耗管理等全过程的自动化、高效化、科学化管理。

从而使能

源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，使之能够运用

先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理。

其中包括

能源生产管理统计报表、平衡分析、实绩管理、预测分析等。

实现

全厂能源系统的统一调度。

优化能源介质平衡、最大限度地高效利

用能源，提高环保质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体

能源管理水平的目的。

2. 设计内容与原则

2.1 设计内容

★自动化系统

1）能耗管控中心网络系统及设备系统；

2）能耗管控中心软硬件平台系统；

3）能耗系统各站点的数据采集系统；

4）调度及操作人员所需的人机界面系统；

5）设备冗余，安全监测系统；

6）历史数据海量存储及分析系统等。

★辅助系统

1）能耗系统视频安全监控系统；

2）能耗系统配套报警系统；

3）能耗系统大屏幕显示系统等。

2.2 设计原则

★完善能耗信息的采集、存储、管理和利用

★规范能耗系统的自动化系统设计

★实现对能耗系统采用分散控制和集中管理

★减少能耗管理环节，优化能源管理流程，建立客观能源消耗评

价体系

★减少能耗系统运行成本，提高劳动生产率

★加快能耗系统的故障和异常处理，提高对全企业能源事故的反

应能力

★通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境

★为进一步对能耗数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件

★酌情接入企业其他管理系统，比如部门 KPI 考评，为企业各种

管理平台提供基础数据

3. 系统平台总体架构

能耗管理系统平台总体架构自底向上包括远程数据采集单元、

通讯网络、能源调度管理中心三级物理结构组成。

远程数据采集单元：

将各个能耗单位划分成具体使用单元，安

装各种数据采集设备，实时采集上报使用数据。

通讯网络：

本系统平台可采用企业专属内网、热点、网络运营

商提供的网络（宽带、蜂窝数据）等进行数据通讯。

能源调度管理中心：

通过 web 应用服务器、数据库应用服务器，

将远程传来的数据进行整合、处理，实时显示在管理中心大屏或客

户端 PC。

平台总体架构设计图如下：

4. 企业能耗管理系统平台建设功能

企业能耗管理系统架构由能源调度管理中心、通讯网络、远程

数据采集单元等三级物理结构，其中信息采集与防护特点如下：

能源“死角”信息采集：

现场安装数据采集管理器，并且遵循

低功耗设计原则，具备远程管理功能，方便随时部署与升级。

信息安全防护：

能充分保证企业生产信息的安全，不但能完成

工业标准协议透传，还能防止非法入侵等网络攻击。

能源信息管理：

能源管理系统可以充分、有效的管理能源信息，

建立好合理的能源策略。

通过企业能耗综合管理平台软件通过对耗能设备的特性进行分

析，加装合适的改造设备,可以提高设备的性能，提高用电设备的效

率，降低原料损耗。

根据设备运行历史记录合理安排检修，能够有

效的提高设备安全运行时间，降低维护成本。

设置报警参数，设备

运行不稳定及时报警，保障安全运行。

对企业能源进行集中监视、

测量、控制和管理，实现能源实时及历史数据存储、查询、分析、

统计、分析功能，实现了能源管理的自动化。

充分利用真实数据，

作为节能运转分析的依据，避免了人为判断的疏失，帮助企业强化

能源消耗、能源核算管理，使企业管理更加科学化。

4.1 能源管理调度中心

能源管理调度中心由实时数据库服务器、历史数据库服务器、

Web 发布服务器、操作站及数字大屏显示系统等组成。

设计采用实时数据库实现对现场能源数据和能源设备的采集和

控制，并对采集的数据进行计算、分析、统计。

系统共配置 2 台互

为冗余的实时数据/数据采集服务器，实现对整个能源系统的数据采

集和控制，并兼作应用服务器。

实时数据库采用基于 Windows 平台的实时数据库 MySQL，其

可靠性、稳定性、数据压缩比、响应速度等主要技术指标都能达到

实用要求。

4.2 能耗管理系统主要功能

1）数据采集功能

通过能耗综合管理平台获取企业各项能源数据，并可实现对企

业运行数据实时监视、报警、分析、计算、统计等功能。

2）监控功能

对各个子系统进行监控和实时调整。

实现能源生产潮流监视、

系统故障报警与分析及系统优化调度。

作为能源生产调度指挥控制

中心支撑系统，将负责日常的能源生产调度，保证主作业线正常有

序的生产，并在突发事件期间实施能源应急调度策略，确保能源供

应的安全稳定，达到节能增效。

3）基础能源管理功能

将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划的数据，

进行基础能源管理工作，包括能源实绩分析管理、能源质量管理、

能源平衡管理、能源预测分析、能源系统运行支持管理（包括任务

单管理和潮流分析）等。

4）大屏幕监视功能

在能耗管理调度中心设置能源系统信息显示大屏，实现远程监

视能源系统重点现场工况视频信息，并综合监视各个子系统能耗管

理数据信息和状态信息。

4.3 能耗管控中心管控内容

能耗管控中心控制系统是一个集过程监控、能源设施管理、能

源调度平衡及分析优化为一体的计算机系统。

能源管理调度中心的主要管控内容如下：

1）能源控制

能源数据（包括统计数据和预测数据）被周期性地集中和报告，

实际能源消耗与根据实际生产参数计算出的预期能耗进行比较。

提

高能源数据测量和计算的可靠性，据此提供给企业领导或管理部门

进行计划、观测和控制的依据，为节能项目做出规划。

2）能源协调

对于连续的生产系统，必须具备一个强大的能源管理调度中心

来协调各单一能源介质系统的动态平衡，并在所有介质之间进行综

合动态平衡。

同时支持系统正常运行就必须有多样而又灵活的调节

技术手段，根据生产计划和能源预测，协调能源供应和控制，即满

足生产过程的能量需求，又能合理避免负荷高峰。

3）能源质量

通过一定的检化验手段，例如：

质量分析、质量跟踪、趋势评

估、越线警告等，对外供的各种能源介质进行质量控制，平衡能源

介质品质与产品成本的矛盾。

4）能源实绩

各能源消耗数据通过服务器的处理后，以能源网络图的直观形

式，显示能源量在各个工位的分布情况，并给出各种能源消耗的统

计结果。

5）能源指标

根据系统统计的能源计量数据，结合产品的生产数据，计算出

各生产能耗，在此基础上给出能源控制指标，以便对能源绩效进行

考核管理。

6）能源预测

能源管理调度中心实时接收能量流和特征生产数据，并将数据

进行处理，通过对比前一时刻的数据，并查询数据库中已有的历史

数据，对于各工序能源用户，针对不同的生产和运行状态，采用能

源信息流模型或统计的方法，计算出能源预测结果，并给出能源消

耗的发展趋势。

7）生产管理及设备分析

通过系统模型及时调整能源设备的运行，并根据单台设备运行

数据积累设备运行规律曲线，一旦发现设备运行不正常及时发出报

警信息，并在积累大量设备运行数据前提下，对设备的运行状态及

设备使用寿命等进行分析，为设备的计划检修提供依据。

5. 结语

能耗管理系统平台通过合理的节能策略，配以能耗监控系统可

以有效地降低企业公用设施的能耗。

对公用设施数据进行分析，建

立能耗模型得出企业本身的能耗改进空间；通过对各项数据的综合

监管，消除信息孤岛和节能死角，从而帮助企业实现可持续发展。