基于信息化平臺的企業能源管理系統研究

李燦

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基于信息化平臺的企業能源管理系統研究

李燦

云南機場集團有限責任公司，云南 昆明 650211

根據國家提倡的企業節能減排要求及企業對能源優化和節能增效的迫切需求，研究了企業如何基于信息化平臺構建能源管理系統來實現有效的能源管理，以降低企業的能源消耗，提升企業的能源綜合利用效率。

節能減排信息化；能源管理；能耗分析；綜合監控

引言

企業的生產運營離不開能源供應。常見的企業能源有水、電、氣、熱媒、冷媒等各類能源介質，同時，能源消耗占據了企業生產運營成本的較大比例。因此，如何幫助企業提升能源使用效率，優化能源應用，達到節能降耗的目標，是目前企業廣泛思考和改進的重點課題。

基于信息化平臺建設的能源管理系統，旨在實時采集和動態監控企業的真實能耗情況，對企業能源在“產、供、用、耗、計劃”等重要生產環節進行客觀的監測和分析，盡可能地發現企業用能過程中不合理和不優化的方面，深度挖掘設備、生產和管理等方面的節能潛力，明確企業的節能方向，為改進能源管理、優化能源使用，為企業節能降耗增效提供科學依據。

1 能源數據采集與綜合監控

能源管理綜合監控，目的在于實現對企業整個能源生產過程的全面監測。只有真實地了解企業的用能狀況和能耗分布狀況，才能在此基礎上尋找潛在的節能空間和優化機會。

能源管理的綜合監控，從能源信息監控的對象來看，主要包含主要生產系統、輔助生產系統、采暖/冷卻（空調）、照明、運輸、倉儲六大部分。六大部分的用能單元所使用各種能源和能源介質的消耗，占據了企業絕大部分用能，并通過對企業綜合能耗、單位產值綜合能耗、產品單位產量綜合能耗進行統計和計算，實現對企業的能耗狀態綜合監控和全面感知[1]。

從能源管理綜合監控的信息化平臺應用角度來看，主要包含能耗數據的信息采集、加工運算及轉換、實時展示、存儲及分析四個層面，分別對應著能源數據采集系統、數據運算及處理系統、數據及信息展示系統、數據存儲及分析系統四個子系統部分。各個子系統需要實現的基礎功能可以規劃為：

（1）能源數據采集系統

廣泛的能源數據采集是系統建設的基礎。考慮到企業能源數據分布于生產各個環節和區域，能源數據可能來自于生產系統的PLC、智能控制器、智能計量儀表以及一部分手工輸入或需要進行智能改造的傳統儀表。要實現這些數據的全面采集，要求數據采集軟件具備強大的通信能力和接口能力，能夠滿足各個廠家PLC、控制器的數據采集，同時需要支持各類標準的現場通信協議，實現全面廣泛的數據采集[2]。

（2）能源數據處理運算

經過廣泛采集的能源數據，在進行處理、運算及轉換后，形成有效的能源信息，輔助相關管理人員進行判斷和決策，因此，在能源數據處理運算部分，要求數據處理軟件具備以設備、工藝為核心的能源模型應用，將能源數據與設備、工藝段、產品等關聯起來，進行綜合運算，為多視角的用能分析和能源利用率分析提供基礎。

比如，對風機的監控，其主體監控設備是風機，則可以在系統中建立一個風機模板對象與之對應，這個風機模板對象封裝了風機的所有相關屬性：數據輸入輸出、報警、事件、邏輯運算、能源屬性、安全模式等。由于能源管理系統還對能源數據及設備在管理方面有更多要求，如總能耗、各種狀態下的獨立能耗、計量儀表、能源費率、設備檢修、設備能耗效率等[3]。

同時，根據企業能源數據和主要生產數據的規模，能源數據處理應該支持分布式應用，滿足各類規模不同的企業級不同數據量級別的數據處理運算。

（3）能源數據及信息的實時展示

經過采集、運算處理后的能源數據及能源信息，能夠以直觀、友好的方式展示給生產管理人員或能源管理人員，實現全面的能源信息實時監控，能夠從全廠、車間、生產線、設備等不同層面進行能源監控和監測，這要求能源信息展示軟件具備強大的生產組態能力，不同的企業或生產過程能夠很好地在該軟件基礎上建立生產過程仿真監控系統，同時融入能源信息，實現能源信息的綜合監測和實時展示[4]。

（4）能源數據及信息的存儲和分析

能源數據及信息的存儲至關重要，是后續進行能源分析、優化和調整的關鍵支撐。因此，能源數據存儲系統軟件需要具備強大的數據存儲能力和標準的數據開放接口。考慮到能源計量數據的實時性和持續性，為了精確計量和累計運算，需要實時、不間斷地對能源數據進行存儲，這要求能源數據及信息存儲軟件為實時數據庫系統，具有強大的實時性、高速率、高穩定性、時序性等特點，為后續精準的能源計量和多維度能源數據分析提供支撐。

2 企業能耗統計分析

要節能，首先要知道哪里耗能，要精確能源消耗和成本計算。不僅要考慮與費率變化掛鉤，還與主要的能耗設備和生產運營過程中各種狀態密切相關。信息化平臺應支持各種自定義事件和狀態。這些事件和狀態也是能源對象的屬性，系統能夠計算出每種事件/狀態下的能源消耗狀況和成本狀況，讓用戶能夠直觀地看到關鍵區域、關鍵能耗設備的能源消耗在哪些環節和過程，實現清晰、直觀的用能耗能監測分析。

用戶可以對符合自身管理需要的事件或狀態進行靈活設置。以主要能耗設備為例，主要能源設備類狀態包括設備空轉/待機，設備正常運行，設備保養維護，設備開停機，設備故障等；生產事件類包括設定值超限，運營管理命令，人工觸發，班次班組輪換等[5]。

通過上述方式，不但能實現生產過程中主要的能耗區域和設備的能耗計量數據，還能準確地了解到在不同狀態下的能耗狀況。在此基礎上，通過對設備運行過程中的運行效率和能耗狀況進行績效分析，找到設備最佳性能和最佳能耗的平衡點，讓這些主要的能耗區域和設施設備處于最佳的能效運行狀態。

3 企業能源管理及優化

3.1 能源平衡

企業能源平衡就是通過對能源數據的聚集和分析，計量和統計是進行企業能源平衡的基礎，旨在準確掌握企業能耗狀態和用能水平。能源平衡表應反映出企業能源購入、能源加工轉換與消耗、單位產品能耗、主要耗能設備和工藝能耗，并由此能分析能源利用效率、能源管理節能措施和節能經濟效益、預測能源消費量等，為企業尋找節能機會提供信息支撐。

以某種常見的能源介質為例，通用的能源平衡管理包括：（1）首先確定能耗測量點，采集必要的和相關的能源數據；（2）選擇能耗測量時間。選取有代表性的正常負荷、高峰負荷、平均負荷以及正常工作日能耗、正常月能耗，便于進行有代表性的更接近實際的分析；（3）按預定的能耗測量方法進行測試，記錄、整理、統計測量的能耗數據；（4）按能源傳輸路徑和工藝流程，根據測量的數據，一步一步地進行能源利用率計算；（5）繪制能源平衡圖表，列出能源所有收支項目；（6）進行能源分析，分清有效消耗和無效損耗，找出能耗不合理現象和浪費問題[6]。

3.2 能源對標

能源管理或統計分析中的許多問題往往是通過對標才發現的，能源對標的目標，是實現設備、工藝段、車間、工廠的能源消耗內部與外部同比、環比等分析，以實時了解當前的能耗狀況和水平，不斷修正、優化和改進能源利用率。在能源統計分析中常作如下對標。

（1）實際水平與計劃水平比，即實際能耗與計劃能耗的對標。

（2）能耗的動態對標。常用的有與去年同期對標，與分析期的前期對標，與歷史最好水平對標以及同類指標按時間順序排列對標等方法。

（3）企業內部對標，即相同車間相同班次，相同機臺的指標對標。通過這種比較，可以看出企業內部電能消耗的差別，便于發現先進、幫助后進、推動增產節電。

（4）國內外同行業對標。為趕超國內外行進水平，應收集整理出同行業國內外先進水平的資料，然后經常對標宣傳，激發企業努力趕超和持續改進的積極性[7]。

3.3 能源優化

企業應用基于信息化平臺的能源管理系統，能夠便捷地實現對能源數據和信息的綜合監控、存儲和分析。結合能源平衡和能源對標等統計分析方法，準確掌握企業的用能耗能狀況，尋找能耗改進機會，提升企業能源應用效率，實現能源管理的優化和持續的改進完善。

4 結束語

在企業生產運營管理中，節能降耗已經成為企業必不可少的工作。傳統的節能降耗管理，主要通過對關鍵能耗設備的技術改造、變頻改造等硬件層面的物理節能。這種節能方式能夠一次性帶來顯著的節能效果。本文著重強調通過信息化的軟件平臺，實現對企業整體的能源管理，從系統、流程、方法層面進行軟體的節能降耗，幫助企業進行持續和完善的節能指導，這也是目前企業在能源管理中非常重要的部分。

[1]趙旭東.能源管理體系[M].北京：中國標準出版社，2014：7.

[2]王淑敏.工廠成本費用控制精細化管理手冊[M].北京：人民郵電出版社，2014：34.

[3]陸鐘武，蔡九菊.系統節能基礎[M].沈陽：東北大學出版社有限公司，2010：56.

[4]劉振亞.全球能源互聯網[M].北京：中國電力出版社，2015：31.

[5]吳金星.工業節能技術[M].北京：機械工業出版社，2014：81.

[6]趙志軍.節能在線監測系統建設指南[M].北京：中國標準出版社，2014：26.

[7]馬有江.現代節能減排技術與應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2013：102.

Research on Enterprise Energy Management System Based on Informatization Platform of Energy Conservation and Emission Reduction

Li Can

Yunnan Airport Group Co., Ltd., Yunnan Kunming 650211

According to the requirements of enterprises and enterprise energy-saving emission reduction countries to promote the urgent demand for energy efficiency and energy optimization, studies how enterprises based on the information platform construction and energy management system to achieve effective energy management, to reduce the energy consumption of enterprises, enhance the overall efficiency of the energy utilization.

energy saving and emission reduction informatization; energy resource Management; energy consumption analysis; comprehensive monitoring

TK01+8

A

李燦，男，研究生學歷，職稱為中級職稱，研究方向為機場相關動力能源、節能減排、弱電及信息系統管理開發相關工作。