基于物聯網的企業能效管理平臺分析與探討

翟紅

摘要：針對當前企業中能耗設備繁雜、能耗量大的現狀，分析了一種基于物聯網的企業能效管理平臺參考模型方案，利用物聯網技術與數據挖掘技術對動態采集的能耗信息進行分析，為企業能效的管理決策以及制定節能減排規劃提供決策支撐。

關鍵詞：企業能效管理;物聯網;決策支持

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）21-0193-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

智慧城市的建設，讓節能減排成為企業綠色可持續發展的必然趨勢[1]。電能能效管理是節能戰略的重要組成部分，隨著企業電能消耗大幅度上升，優化用電質量，改善傳統用電方式，提升電能利用率的任務迫在眉睫。目前，很多企業逐漸在能耗管理方面加大投入，但仍然缺乏統一的企業能耗監測指標和能耗評價體系，過分強調節能目標，而在能耗管理方面缺乏相應的技術支撐[2-4]。雖然一些能耗監控系統在企業電能消耗統計方面發揮了一定的作用，但是用電設備分布廣泛、分類繁多的情況下，并不能對大量分散能耗數據進行有效采集、存儲、分析與預測，因此對企業實施高效化、智能化的節能降耗管理工作勢在必行。

1 基于物聯網的企業能效管理平臺研究設計思路

基于物聯網的企業能效管理平臺參考模型將嵌入式技術、傳感器技術和通訊技術融人系統的數據采集層和傳輸層，對能耗數據進行智能采集，并將其數據上傳到能耗監測系統中，在此基礎上，利用數據存儲技術和數據挖掘技術，為企業實時、直觀地反映設備能耗趨勢、能耗分布狀況、設備運行狀態，從而形成對全局能源形勢的監控。在能效管理服務平臺上為高能耗企業與節能設備提供商搭建信息橋梁，企業根據可行的節能方案選用設備，通過不同部門之間的協作達到互利共贏。基于物聯網的企業能效管理平臺參考模型主要分為以下兩大步：

1）建設“企業能效管理系統”服務重點企業，對企業用電數據進行采集，存儲并加以分析。

2）分析能耗數據，制定節能方案，建設“基于物聯網的企業能效管理平臺”向企業提供節電服務。

1.1建設“企業能效管理系統”服務重點企業，對企業用電數據進行采集，存儲并加以分析

通過采用基于嵌入式技術和虛擬儀器平臺的電能質量實時監測儀，實現對企業的用電數據信息進行采集與電能質量分析，將多線程異步通信技術和海量數據存儲技術結合起來，實現大量采集終端的并發能耗數據可靠傳輸與存儲;采用數據清洗、數據挖掘技術從大量的實際數據中，還原和糾正因檢測設備故障而缺失或錯誤的用電數據，并提取隱含在其中的潛在有用的信息，為電力用戶企業能效管理云平臺的統計、分析與展現提供實時、準確、完善、有效的統計結果數據。

1.2 分析能耗數據，制定節能方案，建設“基于物聯網的企業能效管理平臺”向企業提供節電服務。

構建云計算中心，將基于物聯網的企業能效管理平臺在邏輯功能方面劃分為物理資源層、云計算基礎服務層、云計算管理層三層。

物理資源層為支撐系統運行的基礎設施集合。

云計算基礎服務層包括數據采集、數據傳輸、數據檢測、數據存儲、數據清洗、數據分析等功能。

云計算管理層為系統管理人員及終端用戶提供系統管理及系統使用的功能，包括系統管理、用電需求側管理、運行維護管理等功能。

2 基于物聯網的企業能效管理平臺技術原理

為了構建高可用性、安全性、可靠性、可伸縮性和擴展性的基于物聯網的企業能效管理平臺，主站軟件使用成熟、標準的J2EEc5]（ Java 2 Enterprise Edition）企業平臺架構搭建，采用多層的分布式應用模型、組件再用、一致化的安全模型及靈活的事務控制，使系統具有更好的移植性，以適應企業能效管理平臺應用環境復雜、業務規則多變、信息發布的需要，以及系統將來的擴展需要。技術原理如下圖所示：

平臺采用分布式多層結構，典型的軟件架構分表現層、應用層、服務層、數據層。根據本系統業務特點，應用層進一步細分為采集子層和業務子層、對外接口等。主站軟件通過對外接口與外系統交互。

表現層：提供統一的業務應用操作界面和信息門戶展示窗口，是系統直接面向操作用戶的部分。

業務層：實現具體業務邏輯，是系統主站的核心層，根據系統的應用特點，業務層可分為采集子層、業務子層、對外接口等。業務子層，負責對現場采集數據進行清洗和挖掘，將檢測數據轉化為決策知識，并在決策知識的形成階段融人專家群智能。

服務層：提供全局通用的業務服務、安全服務等組件服務支持，并實現本系統專用的業務邏輯服務，為業務層提供通用的技術支撐。

數據層：實現海量信息的存儲、訪問、整理，為系統提供數據的管理支持。數據層通過大型關系型數據庫實現。

3 基于物聯網的企業能效管理平臺優勢分析

3.1 可以豐富企業能效管理手段

企業能效管理服務云平臺對企業的能耗數據加以收集、整理、分析，形成企業能效分析報告，使企業用戶可以更全面直觀地了解企業用電效率的整體水平，合理安排生產、科學安裝選用節電設備、合理分配用電負荷，為提高用電效率、降低單位GDP能耗指標在數據層面上提供支持。

3.2 可以促進電力需求側管理和合同能源管理的發展

企業能效管理服務云平臺主要以合同能源管理的方式對外提供服務，推動合同能源管理的發展。同時該平臺將作為企業和電力需求側管理[6]的中堅力量，推動電力需求側管理和企業節能的發展。

3.3 可以促進節能產業和市場的發展

企業能效管理服務云平臺可以幫助企業建立起完善的用電監管系統，通過數據分析，結合企業的自身情況，為企業定制節能方案，達到節能效果。在節能方案的實施中，會拉動節能設備制造商、項目施工單位等一系列市場。

3.4 應用水泥企業案例預期效益分析

以水泥企業中高能耗設備生料磨排風機、窯尾收塵排風機、原料磨循環風機為例，應用基于物聯網的企業能效管理平臺后的節能收益預期如下表1、2所示。

4 結語

企業能耗的高效管理關系著企業的運營成本，基于物聯網的企業能效管理平臺研究在優化用電質量、提升用電效率，為企業管理層檢查節能減排效果、制定節能減排規劃，降低企業成本等方面有著重要的研究意義和價值。

參考文獻：

[1]徐強.加快建設重點用能單位能耗在線監測系統助推生態文明與綠色發展[J].中國能源，2018，40（4）：5-6.

[2]倪章靈.基于物聯網的能效監管系統在某高校節能改造中應用研究[J].福建建筑，2019（2）：83-88.

[3]時翔，王澎.基于物聯網的能效與能耗管理系統的建設[J].電工技術，2016（2）：273.

[4]楊啟岳，張建高，程冠華，等.基于物聯網監測數據的光熱系統能效評估算法的設計與實現[J].中國能源，2017，39（7）：45-47，24.

[5]陳鵬.基于J2EE架構的新一代電能量計量系統[J].商情，2013（18）：126.

[6]羅漪瀾.基于物聯網的用戶側能耗管理系統設計[J].機電信息，2019（20）：105，107.

【通聯編輯：唐一東】