胡冠楠 Acrelhgn

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：針對鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀，從能源數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等方面，分析鋼鐵企業(yè)在節(jié)能減排方面的工作方法和取得的成效。為提升鋼鐵行業(yè)的能源管理水平，減少電力及燃料等資源的浪費，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)，對鋼鐵企業(yè)進(jìn)行智能化改造、信息化建設(shè)是B不可少的工作。其中，建立能源管理系統(tǒng)是智能制造系統(tǒng)中很重要的組成部分。首先，介紹了目前中國鋼廠能源管理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和特點。其次，闡述了目前鋼鐵生產(chǎn)過程中存在的問題、節(jié)能減排工作開展情況以及在節(jié)能工作上所采取的措施。再次，總結(jié)了鋼鐵企業(yè)能源管理體系中需解決問題和取得成果。針對中國大型鋼廠能源生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、利用存在問題，提出基于大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建能耗預(yù)測分析系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用效果分析。最后從技術(shù)層面和管理層面對該系統(tǒng)優(yōu)化改造提出建議。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)節(jié)能；集成管理；能源平衡

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，能源消耗日益增加，尤其是在過去的 20 年里，全球能源需求呈爆炸性增長趨勢，其增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了經(jīng)濟(jì)的增長速度。鋼鐵生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長、工序多。在能源生產(chǎn)方面，由于中國鋼鐵行業(yè)具有明顯特點，因此對能源數(shù)據(jù)收集和利用要求更高。例如：在鋼鐵生產(chǎn)過程中對各種能量和各種設(shè)備及物料消耗進(jìn)行監(jiān)測管理與控制；對電力、煤氣及蒸汽等能源生產(chǎn)供應(yīng)進(jìn)行管理與控制；在對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)過程中要考慮到影響能耗的各種因素。因此針對不同設(shè)備、工序、流程等建立多層次節(jié)能數(shù)據(jù)庫及模型，形成節(jié)能分析診斷工具來優(yōu)化工藝參數(shù)。此外，通過能耗預(yù)測分析，實現(xiàn)節(jié)能減排目的。例如：建立能耗預(yù)測模型以獲得能耗水平信息；利用大數(shù)據(jù)平臺及算法構(gòu)建能耗預(yù)測和優(yōu)化決策系統(tǒng)等。為提高鋼鐵行業(yè)用能效率和降低能源消耗、排放等問題。

1 研究背景

鋼鐵行業(yè)能源消耗總量大，能耗占工業(yè)總能耗的比例高。中國鋼鐵工業(yè)已形成了以高爐煉鐵、煉鋼、軋鋼等工序為主的鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源消耗量逐年增加，而中國的設(shè)備運行效率低，管理水平差。鋼鐵企業(yè)通過加大資金投入來建設(shè)節(jié)能環(huán)?？刂葡到y(tǒng)，但仍有許多方面需要改進(jìn)與完善，提高能效管理水平。而節(jié)能減排是一個系統(tǒng)性工程，從原材料的采購到能源的生產(chǎn)供應(yīng)都要進(jìn)行系統(tǒng)控制與調(diào)節(jié)。因此鋼鐵企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮能源數(shù)據(jù)分析和預(yù)測的作用，不斷完善節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外對能源管理系統(tǒng)的研究起步較晚，但發(fā)展較快。目前已有大量研究成果，如：能耗預(yù)測模型，節(jié)能分析診斷工具，節(jié)能方案優(yōu)化軟件及信息管理系統(tǒng)等。國外對能源大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)研究起步較早，如：美國能源部、國家電力監(jiān)管委員會、加州大學(xué)圣迭戈分校以及英國劍橋大學(xué)和美國德克薩斯州理工大學(xué)等均對能耗大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)做出了相應(yīng)貢獻(xiàn)。國內(nèi)對能源大數(shù)據(jù)研究相對較少，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用還不夠成熟。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)目前大多采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)對能源管理系統(tǒng)進(jìn)行改造與優(yōu)化。國外對鋼鐵企業(yè)的能源管理系統(tǒng)建設(shè)研究已有多年歷史，并已積累了大量經(jīng)驗。國外鋼鐵企業(yè)多采用基于大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)建立能耗管理系統(tǒng)，將能耗數(shù)據(jù)收集并進(jìn)行有效分析，進(jìn)而形成企業(yè)內(nèi)部節(jié)能分析診斷工具，實現(xiàn)不同工序生產(chǎn)流程在全生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)設(shè)備、工藝參數(shù)以及能耗等多方面優(yōu)化和實時控制。

1.2 鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

在鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)中，主要包含能源計量、能源調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備能耗管理等方面。在能源計量方面，鋼鐵工業(yè)作為高耗能行業(yè)，對數(shù)據(jù)的采集能力要求較高。當(dāng)前鋼鐵企業(yè)使用的智能計量儀表能夠滿足鋼 鐵企業(yè)能源計量需求，但仍存在能耗較大、數(shù)據(jù)信息不準(zhǔn)確的問題。在鋼鐵資源的消耗上，由于高爐等工藝復(fù)雜、能耗大、成本高，對數(shù)據(jù)的分析及處理能力要求較高。煉鐵過程中會產(chǎn)生大量的煤氣泄漏等污染氣體，對環(huán)境造成很大的影響，如何提高鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)煤氣回收及利用效率、降低生產(chǎn)成本等是未來發(fā)展趨勢。

2 能源調(diào)度系統(tǒng)

能源調(diào)度系統(tǒng)是將各部門生產(chǎn)工藝所需的各種能源，如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、余熱蒸汽等，按其用途和特點進(jìn)行合理分配，再對各部門生產(chǎn)能源進(jìn)行集中管理和控制。以高爐煤氣回收系統(tǒng)為例，具體工藝包括高爐鼓風(fēng)機、風(fēng)閥、焦?fàn)t熱風(fēng)管道以及轉(zhuǎn)爐頂送風(fēng)管道與焦?fàn)t熱風(fēng)管道。鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的工業(yè)氣體，這些氣體需要經(jīng)過凈化處理后才能使用。在煉鐵過程中產(chǎn)生大量的焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等工業(yè)氣體，這些工業(yè)氣體需要在煉鋼廠中儲存和凈化處理。從能源優(yōu)化角度來看，通過能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)對企業(yè)主要用能設(shè)備的節(jié)能監(jiān)測與分析，為企業(yè)合理優(yōu)化資源配置提供參考。以轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)為例該系統(tǒng)可以通過對高爐鼓風(fēng)機、冷卻水箱等主要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)分析出各生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況，在此基礎(chǔ)上制定節(jié)能改造方案，并提出合理化建議。

2.1 設(shè)備能耗管理

設(shè)備運行中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量一般會被用來加熱爐料、輔助加熱等，同時這些熱量還會產(chǎn)生大量的熱能損耗。因此，設(shè)備運行時要注意控制熱損失，防止由于能源損耗過大而導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)異常。煉鐵工序主要包括冶煉、精煉、燒結(jié)、球團(tuán)等工序。各工序之間通過流程管理系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，能源調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)各工序能耗及負(fù)荷數(shù)據(jù)，制定合理的生產(chǎn)計劃。高爐煤氣主要用于燒結(jié)煙氣脫硫脫硝及回收利用高爐煤氣進(jìn)行發(fā)電等。高爐煤氣回收利用系統(tǒng)是將高爐內(nèi)從爐頂至爐缸的燃燒過程分解成若干個單獨部分組成的獨立循環(huán)，從而實現(xiàn)對高爐氣和焦?fàn)t氣的分離、凈化和利用目標(biāo)。焦?fàn)t煤氣主要用于燒結(jié)礦脫硫及制粉作業(yè)等方面。焦?fàn)t煤氣回收利用系統(tǒng)主要包括三個部分：

（1）噴吹煤粉系統(tǒng)；

（2）噴煤噴入煤氣凈化系統(tǒng)；

（3）焦油加氫裝置。

在設(shè)備運行過程中，需要實時對設(shè)備進(jìn)行檢測與調(diào)整，確保各設(shè)備處于正常狀態(tài)，避免因各種原因?qū)е碌脑O(shè)備故障導(dǎo)致生產(chǎn)異常或重大事故發(fā)生。通過科學(xué)合理的計劃及優(yōu)化控制方法使各車間之間的能源得到平衡，降低能耗損耗。鋼鐵企業(yè)對設(shè)備能耗監(jiān)測及控制管理水平參差不齊，因此加強鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)建設(shè)迫在眉睫、意義重大。

2.2 能源監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

鋼鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量，而熱量的有效利用則需要在能源監(jiān)控系統(tǒng)中實現(xiàn)。能源監(jiān)控系統(tǒng)由工業(yè)以太網(wǎng)組成，工業(yè)以太網(wǎng)通過通信協(xié)議將現(xiàn)場傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳送給監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將數(shù)據(jù)傳送給現(xiàn)場的管理人員，可對其數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析并做出相應(yīng)的操作。通過對能源監(jiān)測系統(tǒng)的使用，可以有效地提高企業(yè)能耗情況。在鋼鐵生產(chǎn)過程中，許多資源都需要經(jīng)過回收才能使用，因此提高煤氣回收率、回收再利用就顯得尤為重要。在鋼鐵生產(chǎn)工序中能源的消耗主要包括：燃料燃燒能耗、動力設(shè)備能耗、工藝操作參數(shù)等。在能源管理系統(tǒng)中設(shè)置智能計量儀表后能夠有效地提高工業(yè)能源利用率，降低生產(chǎn)成本；利用數(shù)字化技術(shù)提高電力系統(tǒng)自動化水平和優(yōu)化調(diào)度能力等。此外，利用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)對電力設(shè)備的實時監(jiān)測與監(jiān)控也是未來發(fā)展趨勢之一。通過對生產(chǎn)設(shè)備運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)其運行中可能存在的問題并進(jìn)行處理，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的收集與分析能為能源調(diào)度、節(jié)能減排提供重要依據(jù)。

3 優(yōu)化建議

3.1 能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）系統(tǒng)平臺建設(shè)。

（2）優(yōu)化數(shù)據(jù)處理算法。為了更好地利用數(shù)據(jù)，可以對算法進(jìn)行優(yōu)化，增加模型的數(shù)量和質(zhì)量，這樣可以提高系統(tǒng)的預(yù)測精度，實現(xiàn)對能源消耗情況的實時監(jiān)測功能，從而對實際生產(chǎn)狀況做出判斷。

（3）加強數(shù)據(jù)分析能力。為了提高能耗預(yù)測和產(chǎn)量預(yù)報的準(zhǔn)確性，可以建立相應(yīng)管理系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督和監(jiān)管，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升能源生產(chǎn)效率和優(yōu)化資源配置。

（4）強化節(jié)能減排管理。為了更好地促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作，需要不斷提升管理水平。一方面在數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析方面進(jìn)行改進(jìn)；另一方面加強對各項能耗設(shè)備等數(shù)據(jù)的監(jiān)督和監(jiān)管。

鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)通過對能源數(shù)據(jù)的實時采集、計算、統(tǒng)計，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中各項能耗指標(biāo)的變化情況進(jìn)行分析，可以準(zhǔn)確掌握能源消耗情況，從而為節(jié)能減排工作提供依據(jù)。鋼鐵企業(yè)需要根據(jù)實際情況選擇合適的能源管理系統(tǒng)應(yīng)用方式，通過能耗數(shù)據(jù)計算結(jié)果以及生產(chǎn)狀況，了解企業(yè)的生產(chǎn)、運輸成本，結(jié)合各單位工序能耗水平進(jìn)行對比分析，找出存在的問題，制定相應(yīng)改善措施。鋼鐵企業(yè)需要建立一套完善、規(guī)范的管理制度，對各項數(shù)據(jù)及時進(jìn)行處理、更新。通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程及節(jié)能減排策略和方法，通過技術(shù)創(chuàng)新降低能源消耗率和排放濃度。在鋼鐵企業(yè)的能效模型中，節(jié)能減排指標(biāo)是主要的部分。在鋼鐵企業(yè)中要充分利用能源管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測。通過對不同能源類別與指標(biāo)進(jìn)行分析對比，找出能源消耗和節(jié)能工作中存在的問題并提出相應(yīng)決措施。鋼鐵企業(yè)在能耗監(jiān)測中應(yīng)注意建立合理的數(shù)據(jù)采集和處理方法，并建立合適的能耗模型及預(yù)警機制，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高對能耗數(shù)據(jù)分析能力。

3.2 能源管理系統(tǒng)要具備可操作性

（1）能源管理系統(tǒng)要能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能，要能將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，并能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

（2）能源管理系統(tǒng)需要具備能源的計算功能，能對消耗的資源進(jìn)行計算和分析。

（3）能源管理系統(tǒng)需要能夠滿足生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)計劃等功能，同時能夠?qū)δ茉聪倪M(jìn)行統(tǒng)計。

（4）節(jié)能減排工作開展情況要定期進(jìn)行跟蹤和總結(jié)，并針對存在的問題及時采取相應(yīng)的措施。此外，鋼鐵企業(yè)對于節(jié)能減排工作也應(yīng)加強重視性，將其作為一項重要工作來對待，從而保證節(jié)能減排工作能夠有效開展并落實到位。企業(yè)中要建立一套完整的能源管理系統(tǒng)并投入使用，這是企業(yè)節(jié)能減排工作開展的重要保障。

3.3 完善能源管理制度和措施

節(jié)能減排工作開展情況的好壞，主要取決于企業(yè)是否建立健全了相應(yīng)的能源管理制度，只有這樣才能保證節(jié)能減排相關(guān)措施的落實。

（1）健全相關(guān)制度：目前企業(yè)的能源管理制度包括能源供應(yīng)管理、能源核算及考核等相關(guān)制度。

（2）建立激勵機制：為了保證節(jié)能減排工作能夠順利開展，還需要建立與完善相應(yīng)的激勵機制，通過采取獎勵補貼等方式，激勵相關(guān)人員參與節(jié)能減排工作。

（3）加強宣傳教育：為了確保能源管理工作能夠有效開展，還要積極組織相關(guān)人員對節(jié)能工作進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（4）積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新：為了確保節(jié)能減排工作的順利開展，企業(yè)需加強技術(shù)創(chuàng)新，通過采用實用、可靠、符合當(dāng)前鋼鐵行業(yè)發(fā)展要求的技術(shù)裝備和產(chǎn)品技術(shù)、工藝及設(shè)備等措施來促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的革新。

（5）加強能源監(jiān)督檢查和考核：在保證能效數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該通過科學(xué)監(jiān)管體系對各個用能單位進(jìn)行有效監(jiān)督檢查以及考核。由于鋼鐵行業(yè)對能源的消耗比較大，所以要想在企業(yè)中實現(xiàn)節(jié)能減排，就需要對現(xiàn)有的管理體制進(jìn)行調(diào)整，使其能夠適應(yīng)新的能源政策。鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)在實際運行中已經(jīng)取得了一定的效果，但仍有很大提升空間。隨著信息化時代的到來以及計算機技術(shù)、通信技術(shù)等科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的飛速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)也正在向數(shù)字化、智能化邁進(jìn)。因此，可以預(yù)計將來會有更多的企業(yè)使用智能節(jié)能管理系統(tǒng)（EMS）對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、計算、統(tǒng)計及分析，為企業(yè)節(jié)能減排工作提供決策依據(jù)和技術(shù)支持。在鋼鐵企業(yè)中要充分利用節(jié)能減排工作成果并進(jìn)一步開展智能節(jié)能系統(tǒng)建設(shè)。

4 安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、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)實行集中扁平化的動態(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、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，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。

6.1 應(yīng)用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

6.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

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)交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(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，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)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(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，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

5 系統(tǒng)功能

平臺采用自動化、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)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(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)。

5.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

5.2大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

5.3首頁

首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

5.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進(jìn)行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實時展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

檢測：對能源報警信息進(jìn)行集中顯示，可以對報警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對報警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；

5.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。

5.6變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(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。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

5.7儀表實時監(jiān)控

展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

5.8能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

5.9用能統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設(shè)備、班組、分項等維度，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、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，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。

5.1成本分析

統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。

5.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

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。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo)，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。

5.12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(jìn)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(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，評定能源消耗是否合理。

5.13運行監(jiān)測

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)測設(shè)備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視。可直接從動態(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、時間等維度查詢相關(guān)能源用量。

5.14自定義能耗報表

用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導(dǎo)出報表。

5.15同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

5.16分析報告

以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運行情況、運維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，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，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

5.17能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運行、停機及異常狀態(tài)，及時解決設(shè)備故障停運導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。

5.18線損分析

根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(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(jìn)行干預(yù)。

5.19碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計算，并結(jié)合減排指標(biāo)實現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實現(xiàn)。

5.20電能質(zhì)量監(jiān)測

實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

5.21運維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設(shè)備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、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。

5.22報警管理

針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災(zāi)隱患報警、能耗超標(biāo)報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

5.23能耗抄表

可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。

5.24能耗分析自定義時間抄表

可自定義時間段內(nèi)各個拓?fù)涔?jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

5.25容需量報表

提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。

5.26復(fù)費率報表

對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

5.27文檔管理

對國標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔。對儀表臺賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

5.28 3D可視化大屏

對場景進(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。

5.29 3D子系統(tǒng)

對各動力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設(shè)備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。

5.30工業(yè)組態(tài)

可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5.31自定義駕駛艙

可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

5.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對系統(tǒng)的項目、探測器、設(shè)備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

5.33手機APP

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、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

5.34知識產(chǎn)權(quán)證書

6 系統(tǒng)硬件配置

7 結(jié)束語

綜上所述，能源管理系統(tǒng)是智能制造系統(tǒng)中很重要的組成部分，是實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)的重要手段，也在節(jié)能減排工作中發(fā)揮著重要作用。隨著國家節(jié)能減排規(guī)劃的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)促進(jìn)節(jié)能減排探究[J].冶金與材料,2023(6)181-183.

[2]耿思染,喬非,李莉.面向節(jié)能減排的鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].機電一體化,2010,16(10):86-89.

[3]李絨.重鋼新區(qū)能源管理系統(tǒng)促進(jìn)節(jié)能減排探究[J].大科技,2015,(26):271-271+272.[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與選型手冊.2022.05版.

[5]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.