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摘要：能源是人類社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，能源缺乏，將導(dǎo)致人類無(wú)法正常開(kāi)展生產(chǎn)生活活動(dòng)。如果失去能源的支持，現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)作將會(huì)直接癱瘓或崩潰。所以，為了解決目前日益嚴(yán)峻的能源問(wèn)題，應(yīng)采用高效率的節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)促進(jìn)能源的合理利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。文章重點(diǎn)對(duì)智慧化工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的構(gòu)成以及該系統(tǒng)的軟件特性進(jìn)行研究，以期可以通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的使用，讓能源的消耗量得到進(jìn)一步節(jié)約。
關(guān)鍵詞：智慧化；工業(yè)企業(yè)；能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)
節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)是節(jié)能減排、高效節(jié)能的重要支撐技術(shù)，當(dāng)前能源資源日漸枯竭的緊張形勢(shì)下，節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)以及各行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的需求不斷增加，使得節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到人們的重視。工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批"的原則構(gòu)建，并按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行研發(fā)的，工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，將讓能源消耗 量較大的工業(yè)企業(yè)發(fā)展得到進(jìn)一步規(guī)范。
1.1? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批"的原則構(gòu)建的，并按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)導(dǎo)則設(shè)計(jì)，本文重點(diǎn)介紹了該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)思路、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及節(jié)能管理等內(nèi)容，現(xiàn)以某工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控為例，說(shuō)明該方案的可行性，并提出了今后需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)之處，以保證工業(yè)企業(yè)能源檢測(cè)系統(tǒng)可以與時(shí)俱進(jìn)地得到升級(jí)與優(yōu)化。把工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)打造成技術(shù)，功能完備，特色鮮明的工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)，非常重
要且必要。
（1）工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)層。利用工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集大量數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)企業(yè)能耗、設(shè)備的實(shí)時(shí)采集、分類、統(tǒng)計(jì)，為工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)活動(dòng)開(kāi)展提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)的決策依據(jù)。 通過(guò)構(gòu)建一整套的企業(yè)能耗監(jiān)控與管理系統(tǒng)，能夠有效地解決企業(yè)的節(jié)能管理和節(jié)能降耗工作落實(shí)中存在的問(wèn)題，并降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。
（2）網(wǎng)絡(luò)通訊層。通訊層主要由開(kāi)關(guān)、路由器、串行服務(wù)器、光纖轉(zhuǎn)換器組成，通訊傳輸層包括：調(diào)制解調(diào)器和光傳輸模塊，通過(guò)這兩個(gè)部分可實(shí)現(xiàn)信號(hào)在不同通信通道之間的轉(zhuǎn)換，為各種器件提供良好的工作環(huán)境，并對(duì)各種器件進(jìn)行控制與保護(hù)。通訊層為
數(shù)據(jù)的交流提供了橋梁，同時(shí)也擔(dān)負(fù)起了服務(wù)器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/span>
1.2? 系統(tǒng)體系架構(gòu)
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：
我國(guó)是一個(gè)高耗能的國(guó)家的能耗水平相差 8%~10%。根據(jù)相關(guān)部門(mén)的測(cè)算，與世界水平相比，單位產(chǎn)品的能源消耗和能源終端的能源消耗均達(dá)到了 3 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，能源管理工作的落實(shí)與信息化進(jìn)步緊密相關(guān)。在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，信息化已成為推動(dòng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。我國(guó)著眼于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，提出了要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的決策，所以工業(yè)企業(yè)要充分發(fā)揮資源與資金上的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。能源管理中至重要也是應(yīng)用至廣的就是信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)
網(wǎng)絡(luò)及各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)的有效控制。
（1）集成平臺(tái)層。集成平臺(tái)層是一個(gè)集應(yīng)用和運(yùn)行于一體的開(kāi)放綜合平臺(tái)，為能源監(jiān)控中心提供了一個(gè)較為開(kāi)闊的信息共享與處理環(huán)境。它包括基礎(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)器層、中間件層和應(yīng)用層。其中應(yīng)用集成與應(yīng)用層又包括三個(gè)層次：用戶接口層、業(yè)務(wù)邏輯層和資源管理層。此外，該系統(tǒng)使用統(tǒng)一的工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等各種設(shè)備的信息存取和交互方式提供了接口，使各種應(yīng)用系統(tǒng)可相互接通并實(shí)現(xiàn)有效融合。集成平臺(tái)層提供的用于數(shù)據(jù)分享的統(tǒng)一機(jī)制和設(shè)備能夠支持應(yīng)用程序間的協(xié)作，并為各類系統(tǒng)的功能二次開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)整體框架。
（2）應(yīng)用層。系統(tǒng)集成平臺(tái)可以對(duì)能源管理中心的各類應(yīng)用的穩(wěn)定運(yùn)作提供總控平臺(tái)，如：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、公共數(shù)據(jù)平臺(tái)、能源管理、配電管理、調(diào)度員訓(xùn)練模擬等應(yīng)用的協(xié)同運(yùn)作。
（1）數(shù)據(jù)采集。集中管理采集器主要用于組態(tài)、 校時(shí)、診斷和狀態(tài)監(jiān)控。集中管理采集器主要由上位機(jī)軟件和下位機(jī)硬件組成，其中下位機(jī)硬件包括供電電源電路、時(shí)鐘控制電路、通訊接口電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊。本系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)企業(yè)的過(guò)程管理系統(tǒng)兼容，充分利用工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水、電等 數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與變化進(jìn)行準(zhǔn)確采集，匯總并安全發(fā)送給其他數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，此外，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、傳輸安全的特點(diǎn)，能耗數(shù)據(jù)采集頻率為每次 20 min至 3 h，可以按要求進(jìn)行設(shè)定。
（2）人機(jī)界面。人機(jī)界面作為用戶與平臺(tái)系統(tǒng)互動(dòng)的接口，在整個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，它是用戶首先見(jiàn)到并使用頻率至高的環(huán)節(jié)。人機(jī)界面安裝了一、二次中文字庫(kù)，包括了光柵、向量和文字的輸入以及拼音、位置和五筆輸入。它能實(shí)現(xiàn)多種方式的人機(jī)交互，如鍵盤(pán)控制、鼠標(biāo)控制和圖形用戶界面（GUI）控制等，具有良好的交互性和可移植性。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)思想，讓其便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)。本系統(tǒng)具有大屏幕投影驅(qū)動(dòng)、模擬屏驅(qū)動(dòng)等多種功能。
（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。多層次能源消耗模式（包括地區(qū)模式、建筑模式）融合能源統(tǒng)計(jì)與能源消耗表等功能，能對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制命令，從而完成對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的管理。另外，提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)架構(gòu)和軟件功能框架，能對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明并給出部分源代碼，并對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)及解決方案做簡(jiǎn)要介紹，實(shí)現(xiàn)了對(duì)能耗的在線監(jiān)控。界面采用的是直觀圖形界面，例如：柱形圖、餅圖、儀表板等，可對(duì)能源消耗量以及趨勢(shì)進(jìn)行分析和顯示，并支持按小時(shí)、日、月、年的任意導(dǎo)航。
（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以按照不同的分類、不同的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的每日、每周、每月、每年的數(shù)據(jù)分析，并能以不同的格式顯示出來(lái)。另外，可按照生產(chǎn)、系別和其他層級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)使用者輸入的起始和終止時(shí)刻，對(duì)任意時(shí)間段的能源使用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)與公用部門(mén)的數(shù)據(jù)比對(duì)，來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)與功能設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)也說(shuō)明了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可讓節(jié)能工作開(kāi)展的更有針對(duì)性，能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
（5）能耗查詢。工業(yè)企業(yè)能耗查詢系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性與擴(kuò)展性，能對(duì)能源記錄的可實(shí)施狀況進(jìn)行查詢。針對(duì)單一區(qū)域、單一部門(mén)的綜合條件篩選后，按時(shí)序進(jìn)行電力用電分析（以日為單位，以月為單位，以季為單位，以規(guī)定時(shí)間等為單位），繪制相關(guān)圖表，并生成不同的分析類型的數(shù)據(jù)報(bào)告。用戶可以根據(jù)不同的需要，選擇不同的能源消耗類型（水、電力、供熱）、
工業(yè)企業(yè)（政府辦公大樓、能源使用單位、能源消耗單位、公共場(chǎng)所、宿舍），系統(tǒng)會(huì)生成豐富多彩的圖表與報(bào)表，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可采用折線圖、條形圖、餅圖、二維表等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果的展示。
（6）數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析能夠分析工業(yè)企業(yè)的能源消耗趨勢(shì)，確定能源消耗的指標(biāo)，并對(duì)能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。在此基礎(chǔ)上建立節(jié)能評(píng)估指標(biāo)體系，并給出具體計(jì)算過(guò)程，可讓工業(yè)企業(yè)的能源消耗總量以及趨勢(shì)得到更為準(zhǔn)確的監(jiān)控，同時(shí)結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)各類設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確控制。另外，以工業(yè)企業(yè)為例進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明數(shù)據(jù)分析的方法具有可行性及實(shí)用性。數(shù)據(jù)分析具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)分析功能，結(jié)果直觀形象，通過(guò)提供能源消耗的數(shù)據(jù)分析，來(lái)幫助科研人員開(kāi)展相關(guān)專業(yè)研究工作，涵蓋的內(nèi)容包括工作時(shí)間、非工作時(shí)段的能源效率的
分析、夜晚待機(jī)能源消耗的分析等。通過(guò)對(duì)工業(yè)企業(yè)能源使用的規(guī)律進(jìn)行分析，為能源使用異常狀況的監(jiān)測(cè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，既實(shí)現(xiàn)各種方式的靈活監(jiān)控，又可實(shí)現(xiàn)在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)
下的能源探測(cè)數(shù)據(jù)融合。在此基礎(chǔ)上建立了基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的能耗消耗異常檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采集建筑用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息和利用數(shù)據(jù)挖掘算法，來(lái)挖掘用戶行為模式特征，并根據(jù)這些特征構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，分析同類型工業(yè)園區(qū)的能耗，并與其他工業(yè)企業(yè)能耗相比較，保證能耗指標(biāo)可得到專業(yè)人員的科學(xué)調(diào)整。通過(guò)不同時(shí)段能耗的對(duì)比，能夠清晰地了解能源節(jié)能措施的作用，了解能源消耗的規(guī)律，并提出相應(yīng)的節(jié)能對(duì)策。用 VisualBasic6.0開(kāi)發(fā)了能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括統(tǒng)計(jì)模塊和計(jì)算模塊兩個(gè)部分。趨勢(shì)曲線擬合歷史值較好，可在一定程度上反映時(shí)間軸變化。曲線支持多縱軸、多曲線顯示，可以為不同曲線設(shè)定不同縱軸，要支持多曲線在相同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行比較分析，支持單、多曲線在不同時(shí)段內(nèi)的比較和分析，支持曲線顯示設(shè)定。通過(guò)比較能源節(jié)能設(shè)計(jì)與建筑的實(shí)際能源消耗數(shù)值，可以評(píng)價(jià)和監(jiān)控工業(yè)園區(qū)運(yùn)作過(guò)程中的能源效率，
從而實(shí)現(xiàn)能源消耗分析報(bào)告的編制，根據(jù)分析的內(nèi)容，自動(dòng)產(chǎn)生和輸出報(bào)表。同時(shí)，結(jié)合工程實(shí)例介紹基于WebService 技術(shù)的節(jié)能分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)過(guò)程。該系統(tǒng)采用 B/S 結(jié)構(gòu)模式，ASP、NET 作為開(kāi)發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQLServer，通過(guò)對(duì)我國(guó)能源節(jié)能現(xiàn)狀的定量評(píng)價(jià)，可以對(duì)我國(guó)工業(yè)企業(yè)能耗節(jié)能的效益和能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而達(dá)到提升節(jié)能、環(huán)保效果的目的。該系統(tǒng)具有能源審計(jì)數(shù)據(jù)錄入、輔助審計(jì)計(jì)算、能源審計(jì)報(bào)告的輔助生成和輸出的功能，能源消耗分析
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中占有舉足輕重的地位。
（7）能耗報(bào)警。能耗報(bào)警支持多種類型的報(bào)警窗口，包括實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史報(bào)警、查詢報(bào)警等。在一個(gè)報(bào)警庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有多個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)，每個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一種報(bào)警方式，使用者可以通過(guò)歷史警報(bào)和查詢警報(bào)確認(rèn)信息，并判斷是否存在新的警報(bào)事件。一個(gè)查詢窗口將與報(bào)警庫(kù)中的全部警報(bào)事件相聯(lián)系，當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，可從報(bào)警庫(kù)中查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)。報(bào)警信息包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警類型、報(bào)警內(nèi)容等。能源報(bào)警系統(tǒng)支持能源消耗監(jiān)測(cè)報(bào)警、能源消耗監(jiān)測(cè)、能源跟蹤、電子郵件報(bào)警、短信報(bào)警，同時(shí)具備能耗報(bào)告提供、能耗記錄查詢等功能。根據(jù)不同報(bào)警類別設(shè)置不同的
優(yōu)先級(jí)，當(dāng)報(bào)警提示出現(xiàn)時(shí)，其他報(bào)警會(huì)相應(yīng)地給出響應(yīng)，并在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此外，報(bào)警記錄采用主動(dòng)式報(bào)警方式觸發(fā)警報(bào)，實(shí)現(xiàn)了高異常報(bào)警的快速響應(yīng)。能源報(bào)警與其他能耗工業(yè)企業(yè)聯(lián)動(dòng)時(shí)，一旦出現(xiàn)能源異常，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。另外，系統(tǒng)還能對(duì)儀表的故障進(jìn)行報(bào)警，并能將電子郵件和短信系統(tǒng)發(fā)送到工業(yè)企業(yè)內(nèi)部部門(mén)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警。
（8）定額管理。工業(yè)企業(yè)能源指標(biāo)的管理可以根據(jù)自然資源部、教育部、各地區(qū)的能源消耗、用水量的定額和實(shí)際的能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，給出工業(yè)企業(yè)能源消耗的合理建議，并制定能源消耗的管理體系。建立工業(yè)企業(yè)能源基本資料的統(tǒng)計(jì)體系，從挖掘節(jié)約空間、建設(shè)節(jié)約工業(yè)企業(yè)、完善工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和能源設(shè)施等幾個(gè)方面建立能源分類統(tǒng)計(jì)體系，能源消耗統(tǒng)計(jì)體系，考核評(píng)價(jià)體系等，對(duì)各專業(yè)的節(jié)能效果實(shí)施量化考評(píng)。同時(shí)，還可配合以節(jié)約能源為核心指標(biāo)的績(jī)效考核機(jī)制，對(duì)工業(yè)企業(yè)的能源消耗以及環(huán)境污染情況進(jìn)行跟蹤式的監(jiān)控。另外，可通過(guò)完善各項(xiàng)規(guī)章制度，加強(qiáng)過(guò)程控制，達(dá)到節(jié)能降耗目的。同時(shí)，通過(guò)多種統(tǒng)計(jì)表格的形式，對(duì)能源消耗進(jìn)行全面的公示，采用多種靈活的結(jié)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)企業(yè)的定額管理。
（9）能耗分析子系統(tǒng)與能耗公示。將不同部門(mén)采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總后，結(jié)合電力需求側(cè)管理（DSM）模型，建立一套基于大數(shù)據(jù)分析的能效預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了令人滿意的效果。通過(guò)對(duì)能源消耗的大量數(shù)據(jù)處理和分析，可生成各種統(tǒng)計(jì)圖表，實(shí)時(shí)顯示能源消耗的歷史數(shù)據(jù)，并可讓現(xiàn)有數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，甚至對(duì)未來(lái)能源消耗趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源指標(biāo)的合理評(píng)價(jià)，從而對(duì)能源消耗趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)的管理。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向公眾公布各種能源能耗、節(jié)能等級(jí)及能耗結(jié)構(gòu)，并為同類園區(qū)的節(jié)能等級(jí)進(jìn)行排序。利用ASP、NET 技術(shù)，SQLServer 數(shù)據(jù)庫(kù)，基于 B/S 模式開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和功能模塊劃，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)做了重點(diǎn)闡述，至后給出測(cè)試結(jié)果及結(jié)論，公布方式采用表格、餅圖、條形圖，界面直觀、形象，并支持用戶按需要進(jìn)行數(shù)據(jù)周期的分配。
（10）電能計(jì)量子系統(tǒng)。電能計(jì)量子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)按戶、按項(xiàng)目、按類別的實(shí)時(shí)測(cè)量。根據(jù)用戶負(fù)荷曲線計(jì)算出相應(yīng)的電量值，并按照國(guó)家規(guī)定的電價(jià)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，從而達(dá)到引導(dǎo)人們科學(xué)用電、節(jié)約用電的目的，同時(shí)也能提高供電企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)將以 B/S 為主要研究方向，應(yīng)用業(yè)界普遍采用的實(shí)時(shí)通訊與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，并與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。通過(guò)電能計(jì)量子系統(tǒng)，還可以進(jìn)行全面協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力供應(yīng)、成本支付、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析等過(guò)程的監(jiān)控，為工業(yè)生產(chǎn)以及其他各部門(mén)的電力需求提供基本的供應(yīng)保障。電能計(jì)量子系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、中繼數(shù)據(jù)的傳遞、后臺(tái)數(shù)據(jù)的處理、前端查詢的統(tǒng)計(jì)和管理，選用智能電子電能表對(duì)電能的使用量以及時(shí)段峰值進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析，其具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口以及標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，可直接監(jiān)控整個(gè)工業(yè)企業(yè)的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)作。
3、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(wèn)速度。遵 循系統(tǒng)應(yīng)用插件規(guī)范進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)的功能 模塊插件可無(wú)縫配置到應(yīng)用界面中使用。
3、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(chē)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。
3、3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(wú)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(guò)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(wú)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)獾饶茉聪模M(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(lái)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(yè)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(wú)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(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)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(lái)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
5、4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。
類型 | 型號(hào) | 外觀 | 產(chǎn)品功能 |
中高壓微機(jī)保護(hù)裝置 |
| AM6、AM5SE | 實(shí)現(xiàn)110kV至10kV回路的保護(hù)、測(cè)量和自動(dòng)控制功能 |
電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置 |
| APView500 | 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諧波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件，記錄事件發(fā)生前后的波形，輔助用戶分析電能質(zhì)量發(fā)生的原因,定位擾動(dòng)源。 |
動(dòng)態(tài)諧波無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng) |
| AnCos*/*-G Ⅰ型 | 同時(shí)具備諧波治理、無(wú)功功率線性補(bǔ)償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,響應(yīng)時(shí)間快，精度高、運(yùn)行穩(wěn)定，能根據(jù)系統(tǒng)的無(wú)功特性自動(dòng)調(diào)整輸出，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功率因數(shù)； |
計(jì)量電能表 |
| DTSD1352 | 具有全電量測(cè)量，電能統(tǒng)計(jì)，80A內(nèi)可直接接入，導(dǎo)軌安裝。 |
費(fèi)控電能表 |
| DDSY1352-Z | 計(jì)量單相用戶電流、電壓、分時(shí)電能，復(fù)費(fèi)率設(shè)置，適用8種季節(jié)模式、8個(gè)時(shí)段費(fèi)率、14個(gè)時(shí)間段設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)單相電流，支持射頻卡刷卡或遠(yuǎn)程充值。 |
費(fèi)控電能表 |
| DDSY1352-XDM | 單相預(yù)付費(fèi)電能表，支持1路單相進(jìn)線，3~5路單相出線，分別用于照明、插座、空調(diào)、衛(wèi)生間等獨(dú)立控制，具備惡性負(fù)載識(shí)別功能。 |
費(fèi)控電能表 |
| DTSY1352-Z | 計(jì)量單個(gè)三相用戶電流、電壓、分時(shí)電能，復(fù)費(fèi)率設(shè)置，適用8種季節(jié)模式、8個(gè)時(shí)段費(fèi)率、14個(gè)時(shí)間段設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)三相電流，支持射頻卡刷卡或遠(yuǎn)程充值。 |
費(fèi)控 多用戶表 |
| ADF400L-Y | 至多計(jì)量36個(gè)單相回路或者12個(gè)三相回路的電能計(jì)費(fèi)，具備分時(shí)電價(jià)復(fù)費(fèi)率設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)三相電流?？筛鶕?jù)用戶數(shù)量組裝模塊數(shù)量。 |
物聯(lián)網(wǎng)儀表 |
| ADW300W | 主要用于計(jì)量中低壓配電的三相電氣參數(shù)，采集狀態(tài)量并控制斷路器，可靈活安裝于配電箱內(nèi)，自帶開(kāi)口式互感器，可實(shí)現(xiàn)不停電安裝，具備RS485、4G、LoRaWan無(wú)線通信功能，適用于配電系統(tǒng)數(shù)字化改造。 |
單相電子式計(jì)量表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量?？傠娔苡?jì)量（反向計(jì)入正向），3個(gè)月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲(chǔ)；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能2級(jí)。 |
三相電子式計(jì)量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。（正、反向）有功、無(wú)功電能計(jì)量；A、B、C 分相正向有功電能計(jì)量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級(jí)。 |
單相預(yù)付費(fèi)電表 | DDSY-4G |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個(gè)時(shí)區(qū)、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率至大需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能0.5s級(jí)。 |
三相預(yù)付費(fèi)電表 | DTSY-4G |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個(gè)時(shí)區(qū)、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率至大需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能0.5s級(jí)。 |
多功能電力儀表 | AEM96 |
| 三相電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、至大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開(kāi)關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開(kāi)關(guān)量、報(bào)警輸出通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議 |
AEM72 |
| 三相電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、至大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開(kāi)關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開(kāi)關(guān)量、報(bào)警輸出 通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議 | |
ACR系列 |
| 三相所有電力參數(shù)、至大需量記錄（ACR320EFL）、分時(shí)電能統(tǒng)計(jì)及12月電能統(tǒng)計(jì)、日期時(shí)間顯示、LCD顯示、RS485通訊，事件記錄。 通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng) | |
APM系列 |
| 全電量測(cè)量，四象限電能，復(fù)費(fèi)率電能，儀表內(nèi)部溫度測(cè)量，總有功、總無(wú)功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率實(shí)時(shí)需量及至大需量(包含時(shí)間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時(shí)間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級(jí)。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng) | |
直流電能表 | DJSF1352 |
| 1.精度：1級(jí)或0.5級(jí)，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測(cè)量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計(jì)量。 |
智慧用電監(jiān)測(cè)裝置 | ARCM300-Z |
| 三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），視在電能、四象限 電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)， 4 路溫度監(jiān)測(cè)，2 路繼電器輸出，2 路開(kāi)關(guān)量輸入，支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳 |
電氣防火限流式保護(hù)器 | ASCP200-40B |
| 可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)，過(guò)載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)等功能，1路RS485通訊，1路GPRS（或NB）無(wú)線通訊，額度電流0-40A，額定電流菜單可設(shè) |
故障電弧探測(cè)器 | AAFD-DU |
| 監(jiān)測(cè)故障電弧、漏電、溫度 兩路無(wú)源干接點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸入 兩路無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸出 |
電瓶車(chē)充電樁 | ACX系列 |
| 充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電， |
汽車(chē)充電樁 | AEV_AC007 |
| 額定功率7kW,單相三線制，防護(hù)等級(jí)IP65,具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方式：4G、藍(lán)牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多規(guī)格可選 |
電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置 | ARTM-Pn |
| 可監(jiān)測(cè)電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、電能，可接收60個(gè)無(wú)線溫度傳感器溫度 |
ATC600 |
| ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項(xiàng)目布局選擇配置。可接收240個(gè)無(wú)線溫度傳感器溫度 | |
智能光伏采集裝置 | AGF-M系列 |
| 光伏電池串開(kāi)路報(bào)警，可以配合組串電壓進(jìn)行綜合判斷；帶3路開(kāi)關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點(diǎn)狀態(tài)；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便，安全性高；測(cè)量元件采用霍爾傳感器，隔離測(cè)量至高DC 1500V |
三遙單元 | ARTU系列 |
| 可擴(kuò)展DIDO以及多路模擬量輸入輸出單元。 通訊方式：RS485接口，Modbus協(xié)議?？蓴U(kuò)展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太網(wǎng) |
智慧照明 | ASL200系列 |
| 遙控輸出 兩路無(wú)源干接點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸入 兩路無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸出 |
在“雙碳"目標(biāo)與智慧城市建設(shè)的雙重驅(qū)動(dòng)下，工業(yè)園區(qū)作為城市能耗與碳排放的主要載體，面臨能效提升、成本優(yōu)化與環(huán)保合規(guī)的多重壓力。傳統(tǒng)能源管理存在數(shù)據(jù)孤島、響應(yīng)滯后、多能協(xié)同不足等問(wèn)題，難以滿足精細(xì)化、智能化的管理需求。本文重點(diǎn)論述了工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能， 所以在當(dāng)前能源愈發(fā)緊張的形勢(shì)下，需要增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，也要加大各行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的使用力度，尤其是工業(yè)企業(yè)。
