淺談智慧能源管理系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

安科瑞 劉邁

　　摘要：鋼鐵行業(yè)作為能源消耗高密集型行業(yè)，在能源利用和碳排放方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在“雙碳”目標(biāo)的背 景下，加強(qiáng)鋼鐵企業(yè)的能源管理，提高能源利用效率，對(duì)于推動(dòng)行業(yè)綠色發(fā)展和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。為了有效應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，本文提出構(gòu)建一套適用于企業(yè)發(fā)展的智慧能源管理平臺(tái)。 該平臺(tái)以綜合能源協(xié)同利用為核心，通過精細(xì)化計(jì)量、科學(xué)核算和智能調(diào)控，能有效降低碳排放和用能成本。

　　關(guān)鍵詞：碳中和 ; 碳排放 ; 智慧能源

　　1、引言

　　2020 年 9 月 22 日，在第七十五 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上向世界宣布了中國(guó)的 新達(dá)峰目標(biāo)與碳中和愿景?！爸袊?guó)將提高國(guó)家自 主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化 碳排放力爭(zhēng)于 2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！?023 年 2 月 6 日，中國(guó)節(jié)能協(xié) 會(huì)制定并發(fā)布了《零碳工廠評(píng)價(jià)規(guī)范團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管 理辦法》: 鼓勵(lì)利用自身的資源優(yōu)勢(shì)，加大與政府、 企業(yè)的合作，幫助企業(yè)在降碳同時(shí)，積極對(duì)接投融 資機(jī)構(gòu)，為減排企業(yè)引入綠色融資機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)減排 的正面收益。努力打造“零碳工廠”，助力碳達(dá)峰 碳中和目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)。 隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的 擴(kuò)大和產(chǎn)能的提升，用能成本也不斷上升，企業(yè)越 來越關(guān)注能源成本的控制和能源效率的提升。另 外，雙碳政策的推進(jìn)，多元化的分布式能源供應(yīng)是 企業(yè)未來能源供給的趨勢(shì)，但傳統(tǒng)的工廠能源管 理水平已不能適應(yīng)多樣化的用能形式，亟需探索 一種智慧能源管理的新模式。

　　目前我國(guó)在碳中和與降碳方面已經(jīng)取得了顯 著的進(jìn)展。政府積極推動(dòng)雙碳工作，采取了一系 列措施來推進(jìn)節(jié)能減排和低碳發(fā)展。全國(guó)碳市場(chǎng) 的建設(shè)也在穩(wěn)步進(jìn)行，為企業(yè)減排溫室氣體、推動(dòng) 行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了重要平臺(tái)。此外，社會(huì) 各界對(duì)雙碳工作的關(guān)注度也在不斷提高，積極參 與降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)，推動(dòng)生產(chǎn)生活方式的低 碳化、綠色化 。然而，盡管取得了一些成績(jī)，我國(guó)在碳中和與降碳方面仍面臨一些挑戰(zhàn)和不足。 首先，產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型面臨穩(wěn)增長(zhǎng)、降成本、促創(chuàng)新 等多重約束。在推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型的過程中，如何在 保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)降低碳排放、提高能源利用 效率，以及推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，都是需要解 決的問題。然后，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整也是一個(gè)重要挑 戰(zhàn)。我國(guó)在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)上仍然以化石能源為 主，如何加快清潔能源的發(fā)展，解決能源安全保 障、機(jī)制理順和技術(shù)創(chuàng)新等問題，是實(shí)現(xiàn)碳中和目 標(biāo)的關(guān)鍵。Zui后，區(qū)域發(fā)展不均衡也加大了雙 碳工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度。不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水 平、資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在差異，因此，需要建 設(shè)一套適合企業(yè)發(fā)展的、滿足綜合能源協(xié)同利用 的、能夠有效降低碳排放和用能成本的智慧能源 管理平臺(tái)。

　　1.1現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管理系統(tǒng)的控制與服務(wù)方向

　　工業(yè)制造業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來也面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不科學(xué)合理、能源消耗量高等的問題。因此，依托于分層式的能源數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，對(duì)于現(xiàn)代企業(yè)的智能化能源控制與服務(wù)，主要包括數(shù)據(jù)采集、篩選處理與分析，以及生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制、能源消耗與利用等的管理方向。

　　(1)數(shù)據(jù)采集、篩選處理與分析。能源管理控制系統(tǒng)的信息采集層，負(fù)責(zé)利用現(xiàn)場(chǎng)采集儀表、異構(gòu)通訊采集設(shè)備等，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)工藝、能源消耗與應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息，并通過現(xiàn)場(chǎng)控制中心作出采集層信息的簡(jiǎn)單篩選與處理，以此作

　　為生產(chǎn)工藝與流程監(jiān)視、報(bào)警的參考依據(jù)。

　　(2)生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制。工業(yè)或熱電企業(yè)生產(chǎn)的能源消耗監(jiān)測(cè)，主要通過能源管理控制系統(tǒng)，搜集內(nèi)部不同生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，包括產(chǎn)品生產(chǎn)的運(yùn)行信息、能源使用信息，對(duì)多種生產(chǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的信息作出整合，并與過限報(bào)警、故障報(bào)警裝置形成連接，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備安全運(yùn)用中的能源信息監(jiān)控目標(biāo)。

　　(3)能源消耗與利用。工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)的處理與管理，是依據(jù)能源管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理層、決策層，對(duì)涉及電力、燃?xì)?、蒸汽與壓縮空氣等能源，作出全面的監(jiān)控、處理與分析。而后利用能源消耗、能源調(diào)度的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，作為生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)、能源消耗預(yù)測(cè)、能源負(fù)荷平衡、成本控制與優(yōu)化的依據(jù)，完成一系列能源數(shù)據(jù)的決策應(yīng)用。

　　2、軟件模塊設(shè)置

　?。?）現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管控平臺(tái)，主要基于Windows操作系統(tǒng)、SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制軟件，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件數(shù)據(jù)測(cè)量、運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化監(jiān)控控制、信號(hào)報(bào)警等。這一能源消耗與應(yīng)用管理的任務(wù)執(zhí)行過程中，由域服務(wù)器、其他管理與備份服務(wù)器支持，在SCADA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、處理與管理系統(tǒng)中，設(shè)置信號(hào)濾波、量程轉(zhuǎn)換、用戶腳本執(zhí)行、事件記錄、報(bào)警檢查、歷史存儲(chǔ)等的組件。

智能化能源管控平臺(tái)的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　隨后借助于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、PLC可編程邏輯控制器、RTU遠(yuǎn)程終端單元、Web服務(wù)器等的軟硬件，搭建起用于能源管控系統(tǒng)后臺(tái)、交互的人機(jī)界面(HMI)。當(dāng)多種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、電力或熱能能源子站接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，4由域服務(wù)器確定以下信息：(1)此網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的IP地址是否屬于本域內(nèi)。

　?。?）用戶賬號(hào)是否存在、登錄信息的輸入是否正確，若有一項(xiàng)不正確則拒絕登錄。

　?。?）在域服務(wù)器中部署DNS服務(wù)，使用DNS解析子站域名、并通過域名轉(zhuǎn)換，與子站主機(jī)的IP地址進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。

　　在以上能源子站的用戶身份及權(quán)限驗(yàn)證完成后，在Historian數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、0racle服務(wù)器、PI數(shù)據(jù)庫支持下，由能源管控中心系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集、處理的指令信號(hào)，發(fā)送至報(bào)表系統(tǒng)、Web發(fā)布系統(tǒng)等，再使用智能化電子令牌異構(gòu)控制模塊，將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)，傳回至多個(gè)管理服務(wù)器端口。

　　3、智能化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中應(yīng)用的能耗控制功能實(shí)現(xiàn)

　　在Historian數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Oracle服務(wù)器、PI數(shù)據(jù)庫等硬件，以及B/S架構(gòu)、MyEcplice開發(fā)工具、MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持下，搭建起用于數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸與操作指令控制、用戶服務(wù)的智能化能源管控系統(tǒng)。

　　(1)總配電子系統(tǒng)。電力配電系統(tǒng)(TN-C)為三相三線、三相四線制配電系統(tǒng)，包括高壓配電線路、變電站、配電站、配電房等的組成結(jié)構(gòu)。在電力企業(yè)發(fā)電、電力輸送過程中，由供電電源向不同用電區(qū)域、用電設(shè)備，合理有效分配電力資源，而配電子系統(tǒng)管理模塊可通過儀表能耗監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)查看各支路的用電情況、能源消耗狀況，包括系統(tǒng)產(chǎn)能、分表用能、環(huán)比負(fù)載等的數(shù)據(jù)信息，以及整個(gè)配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　(2)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)配置。選用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、無線智能電表、XL10智能信號(hào)采集器，從電力生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)器中，采集生產(chǎn)機(jī)器運(yùn)行、待機(jī)、故障、停機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，得到生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率、故障等數(shù)據(jù)，并將生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至電力服務(wù)器，或經(jīng)由不同區(qū)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)端口，傳回至智能化能源管控中心。

　　(3)能耗報(bào)表指標(biāo)分析。利用現(xiàn)場(chǎng)儀表、數(shù)據(jù)采集器、異構(gòu)通訊采集器等設(shè)備，搜集在日、周、月、季度等周期的生產(chǎn)用能數(shù)據(jù)，并通過Modbus協(xié)議、DL/T645協(xié)議、HTTPS協(xié)議、I/0接口等，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的系統(tǒng)不同周期能耗、噸煤能耗情況，傳回至智能化能源運(yùn)維管理平臺(tái)，對(duì)錄入的數(shù)據(jù)指標(biāo)整合為能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，提供數(shù)據(jù)報(bào)表下載和導(dǎo)出，分析并反映各單位月度或企業(yè)的用能情況、能耗利用效率。

　　(4)故障信號(hào)報(bào)警/預(yù)警。在電力企業(yè)的上位監(jiān)測(cè)站中，布置高壓開關(guān)觸頭、溫度傳感器、感煙傳感器、XL10智能信號(hào)采集器，并設(shè)置設(shè)備過限預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、能耗需量報(bào)警值，監(jiān)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)、不同系統(tǒng)支路的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況，掌握在電力生產(chǎn)Zui大負(fù)載下，電力企業(yè)系統(tǒng)可能發(fā)生的設(shè)備故障、能源消耗與利用過限等問題，提出針對(duì)性的問題改進(jìn)與解決方案。

　　4、智能化能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)、功能、軟硬件組成

　　4.1能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)

　　現(xiàn)場(chǎng)通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)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(hào)登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

　　系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

　　現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(chǎng)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，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

　　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：

　　首先第一層為企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集層，是利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表、AI異構(gòu)通訊模塊、數(shù)據(jù)板卡ME等，搜集產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝信息、設(shè)備運(yùn)行信息、能源使用信息，完成工業(yè)生產(chǎn)

　　控制系統(tǒng)內(nèi)的正向數(shù)據(jù)采集。

　　而后在工業(yè)級(jí)交換機(jī)、單模光纜等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持下，采取環(huán)形、星形相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立起不同自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行主站點(diǎn)、子站點(diǎn)等生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)信息傳輸控制。由EMS能源管理控制系統(tǒng)，向企業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)、工業(yè)制造車間發(fā)送指令信號(hào)，實(shí)時(shí)傳輸某一周、某一月的生產(chǎn)能源消耗信息，包括能源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能源介質(zhì)總用量等信息，各車間的現(xiàn)場(chǎng)控制中心，負(fù)責(zé)指令信號(hào)響應(yīng)、

　　能源消耗數(shù)據(jù)采集處理、并逆向傳送相關(guān)的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

　　第二層為數(shù)據(jù)運(yùn)算、處理與調(diào)度層級(jí)。通過通訊管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理、運(yùn)算后，存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之中。

　　Zui外層為能源數(shù)據(jù)決策應(yīng)用層。這一層級(jí)包含中央交換機(jī)、客戶端、工程師站等組成結(jié)構(gòu)，其中由中央交換機(jī)作為數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換、能源管理功能的控制核心，建立起數(shù)據(jù)集中處理與分析的數(shù)學(xué)模型，通過各主站點(diǎn)、子站點(diǎn)生產(chǎn)單元的傳輸數(shù)據(jù)計(jì)算，得出生產(chǎn)設(shè)備控制數(shù)據(jù)、成本優(yōu)化數(shù)據(jù)、能源預(yù)測(cè)與平衡數(shù)據(jù)、能源負(fù)載與綜合利用數(shù)據(jù)的結(jié)果。

　　這里智能化能源管控子站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包含CPU控制終端處理器、異構(gòu)通訊采集設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、TCP/IP通訊協(xié)議、AI異構(gòu)通訊模塊、EN2T以太網(wǎng)通訊模塊等的硬件設(shè)施，用于主站管理控制系統(tǒng)、各子站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連通，以及PLC控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的設(shè)備對(duì)接。

　　根據(jù)以上圖2的EMS智能化管控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)可以得出：智能化能源管控子站的services服務(wù)系統(tǒng)，是在能源管控中心的主結(jié)構(gòu)下，設(shè)置基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器、GIS地理服務(wù)器、Web發(fā)布服務(wù)器、ICV網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、I/0服務(wù)器、備份服務(wù)器、目錄服務(wù)器、PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等的任務(wù)處理模塊。

　　在此基礎(chǔ)上，將不同能源子站接入網(wǎng)絡(luò)防火墻、220V雙路供電電網(wǎng)，通過以太網(wǎng)通訊模塊、AI異構(gòu)通訊傳送，形成能源子站UPS運(yùn)行信號(hào)、ICV服務(wù)器管理系統(tǒng)的連接，并完成二者之間企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)的傳輸發(fā)送。當(dāng)UPS運(yùn)行信號(hào)發(fā)生故障的情況下，基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器、ICV網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器等模塊，將向智能化能源管理控制總系統(tǒng)，發(fā)出過限報(bào)警、故障報(bào)警信號(hào)，以便于專業(yè)技術(shù)人員及時(shí)處理解決問題。

　　5平臺(tái)設(shè)計(jì)與功能

　　5．1 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　智慧能源管理平臺(tái)采用去中心化的分布式網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)如圖 2 所示，采用 B / S 模式，實(shí)現(xiàn)云端建模、設(shè)計(jì)及部署，簡(jiǎn)化了客戶端的維護(hù)工作，為 以業(yè)務(wù)模式為基礎(chǔ)的功能模塊擴(kuò)展提供軟件支撐 基礎(chǔ)。滿足集團(tuán)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)地存儲(chǔ)和處理的要 求，存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)可yongbu刪除，系統(tǒng)不 會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)量的攀升影響到存儲(chǔ)和訪問速度。遵 循系統(tǒng)應(yīng)用插件規(guī)范進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)的功能 模塊插件可無縫配置到應(yīng)用界面中使用。

　　5．2 系統(tǒng)實(shí)施

　　每家工廠實(shí)施能碳管理系統(tǒng)建設(shè)，首先是制 定出符合管理要求的能碳管理架構(gòu)，該架構(gòu)可以 隨著管理需求的變化而靈活調(diào)整。能碳管理架構(gòu) 可按照廠區(qū)、車間、生產(chǎn)線進(jìn)行配置，將能耗數(shù)據(jù) 與管理架構(gòu)進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，全面的展示出能源管 理的范圍和深度。

　　功能

　　AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)提供基于行業(yè)特點(diǎn)細(xì)分的能效管理解決方案，支持有線/無線方案接入各類智能設(shè)備，并提供多種第三方系統(tǒng)接口協(xié)議，融合企業(yè)微電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控、充電樁運(yùn)營(yíng)管理、分布式光伏監(jiān)控、儲(chǔ)能管理等功能，通過一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)企業(yè)電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序用電要求。平臺(tái)支持中英文切換，現(xiàn)已應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和地區(qū)用戶側(cè)能源管理和電力運(yùn)維平臺(tái)，單個(gè)平臺(tái)已接入1600多個(gè)用戶變電所數(shù)據(jù)，提供能源分析和運(yùn)維管理功能。

圖3AcrelEMS能效管理平臺(tái)應(yīng)用

　　電力監(jiān)控

　　對(duì)企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理，對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

圖4電力監(jiān)控功能

　　能耗分析

　　采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?，進(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì)，對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷，計(jì)算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖5能耗分析功能

　　照明控制

　　智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等，并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

圖6照明控制功能

　　分布式光伏監(jiān)控

　　監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。

圖7分布式光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)

　　儲(chǔ)能管理

　　監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。

圖8儲(chǔ)能管理

　　充電樁運(yùn)營(yíng)管理

　　監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。

圖9充電樁管理

　　自定義駕駛艙

　　可根據(jù)用戶的關(guān)注點(diǎn)自行繪制所需的駕駛艙頁面，包括能源預(yù)收費(fèi)、充電樁運(yùn)營(yíng)、電梯、空調(diào)、照明等各種設(shè)備的能耗統(tǒng)計(jì)、收益統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維情況等。

圖10能源物聯(lián)網(wǎng)駕駛艙定義

　　數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

　　實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電室溫濕度、煙感、水浸等環(huán)境參數(shù)。監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀態(tài)及用能參數(shù)，測(cè)算損耗，找出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，降低能源損耗。

圖11數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)

　　能耗統(tǒng)計(jì)分析

　　主要是對(duì)能耗的數(shù)據(jù)、能耗分項(xiàng)以及區(qū)域能耗和能耗指標(biāo)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中還包含總能耗定比,也就是指實(shí)際消耗的能量所占據(jù)總能量的百分比,并利用各種圖形的方式進(jìn)行表示，用于綜合能耗分析。

圖12能耗統(tǒng)計(jì)分析

　　電氣和消防安全管理

　　接入電氣火災(zāi)探測(cè)器、無線測(cè)溫傳感器、智能斷路器等設(shè)備，對(duì)配電回路的剩余電流、線纜溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。在消防水池、消防水箱等地方安裝消防水位表，檢測(cè)消防水位的變化；消防水管、噴淋等地方安裝消防水壓表，檢測(cè)消防管道的壓力。在家庭、賓館、公寓等存在煙霧、可燃?xì)怏w的室內(nèi)場(chǎng)所，安裝獨(dú)立式煙感或可燃?xì)怏w探測(cè)器，檢測(cè)這些場(chǎng)所是否存在煙霧和可燃?xì)怏w。

圖13電氣消防安全管理

　　能源收費(fèi)管理

　　適用于物業(yè)租賃方對(duì)出租物業(yè)的能源收費(fèi)管理，支持水電一體化收費(fèi)管理，具備租戶開戶、銷戶、退差操作，支持分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)設(shè)置和功率過載閾值設(shè)置，可對(duì)接支付應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)自助支付。

圖14能耗收費(fèi)管理

　　充電樁運(yùn)營(yíng)管理

　　當(dāng)用戶要管理多個(gè)充電站的充電樁時(shí)可把充電樁自助接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和掃碼、刷卡充電收費(fèi)管理。在用電高峰期如充電負(fù)荷過高超出供電變壓器承受范圍還可以自動(dòng)設(shè)置充電功率限制或新增充電限制，或投入新能源，確保能源供應(yīng)安全。

圖15充電樁運(yùn)營(yíng)管理

　　照明控制管理

　　可遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備的開關(guān)，并可以根據(jù)光照度、經(jīng)緯度日出日落時(shí)間和時(shí)間設(shè)置策略來自動(dòng)控制燈光，節(jié)約照明能源。

圖16照明控制管理

　　碳排放分析

　　統(tǒng)計(jì)用戶的碳排放量并追蹤碳排放足跡，提供碳排放清單，進(jìn)行配額核算和配額考核。

圖17碳排放分析

　　4.3硬件設(shè)備組成

　　不同工業(yè)及能源企業(yè)的智能化能源管理系統(tǒng)，通常為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)連接、星形網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)，形成層級(jí)式連接的工業(yè)環(huán)網(wǎng)，其中管控中心主站點(diǎn)負(fù)責(zé)下屬多個(gè)子站的控制，具體能源管理系統(tǒng)的子站環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖2所示。

5、結(jié)論

　　展望未來，智慧能源管理平臺(tái)將成為企業(yè)能 碳管理的重要工具。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的深入，這一平臺(tái)將不斷優(yōu)化和完善，為企業(yè)提供 更加全面、高效的能源管理服務(wù)。 同時(shí)，企業(yè)也將 通過智慧能源管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，為構(gòu)建綠色 低碳的社會(huì)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。