摘 要：為了穩步推進(jìn)雙碳目標，在能源消費強度和消費總量的“雙控”背景下，企業(yè)需要考慮如何應對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)?，F有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應系統“單獨規劃、單獨設計、獨立運行”的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設備計量精度不高、計量數據不準確；人工抄表可靠性低；難以良好監測和評估主要耗能設備的用能效率；缺少決策數據支持，對于節能評估無(wú)法提供可靠參考數據；缺乏良好的企業(yè)能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺，采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、超大限度地利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
關(guān)鍵詞：雙碳；雙控；企業(yè)能源管控；節能降耗
1 概述
浙江春風(fēng)動(dòng)力股份有限公司是春風(fēng)控股集團的子公司，成立于1989年，是一家專(zhuān)業(yè)從事全地形越野車(chē)(ATV、UTV、SSV)、大排量摩托車(chē)及配套水冷發(fā)動(dòng)機產(chǎn)品研發(fā)的股份有限公司，公司總部設在杭州余杭經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區，公司擁有完整、科學(xué)的質(zhì)量管理體系。公司的誠信、實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì)量獲得業(yè)界的認可。
通過(guò)搭建企業(yè)能源管控平臺，對企業(yè)的能源消耗、用電安全、電能質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、主要設備實(shí)行動(dòng)態(tài)監控和數據化管理，實(shí)時(shí)監測企業(yè)、車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)、主要設備電、水、天然氣和壓縮空氣等能源的消耗情況、變配電設備的運行狀況、用電回路的電氣安全情況、配電系統的電能質(zhì)量，并通過(guò)數據分析和挖掘，對單位產(chǎn)品能耗、萬(wàn)元產(chǎn)值能耗、能耗成本、碳排情況等進(jìn)行分析，實(shí)現用能精細化管理、提高設備運行效率、保障用電安全，為減排降耗、挖掘節能潛力提供數據支持。同時(shí)提供便捷、優(yōu)良的自動(dòng)化運維，從根本上解決人力成本高、工作強度大、運維效率低等問(wèn)題，打造“安全、優(yōu)良、綠色、低碳”的智慧工廠(chǎng)，為企業(yè)提供綜合能源服務(wù)的新業(yè)態(tài)。
2 項目需求
項目計量體系包括廠(chǎng)區、車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)，監測區域涵蓋車(chē)架、發(fā)動(dòng)機、機加工、涂裝、整車(chē)等車(chē)間，行政樓、研發(fā)樓等辦公樓以及各配電房，監測的能源類(lèi)型包括電、水、天然氣和壓縮空氣。一期接入新增的170塊電表、10塊水表，其中天然氣和壓縮空氣通過(guò)手動(dòng)錄入的方式進(jìn)行統計。二期接入80塊電表和3塊水表，預計三期再接入300個(gè)計量點(diǎn)位。
系統需求主要包括：
● 用能統計
從區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)分類(lèi)/分項用能情況進(jìn)行統計，并進(jìn)行趨勢和同環(huán)比分析；
● 能耗預測
通過(guò)對廠(chǎng)區、車(chē)間的能耗使用情況進(jìn)行分析，構建能耗計算模型，進(jìn)行訓練，調整并優(yōu)化模型，采用預測算法對企業(yè)未來(lái)能耗趨勢進(jìn)行預測分析，為節能提供良好的決策依據；
● 萬(wàn)元產(chǎn)值能耗統計
對企業(yè)單位綜合能源消費量與工業(yè)總產(chǎn)值進(jìn)行統計分析，準確反映企業(yè)能源經(jīng)濟效益高低的綜合指標，為能耗成本的準確計算提供保證；
● 容需量統計
提供容需量統計,實(shí)時(shí)展示容量需量?jì)r(jià)格的變化情況，為降低電費提供依據；
● 產(chǎn)量統計
提供產(chǎn)量統計,支持手動(dòng)錄入及與MES對接獲取產(chǎn)量數據；
● 電能質(zhì)量監測
對電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并以矢量圖的形式展示三相不平衡度，支持歷史數據的查詢(xún)；
● 自定義報表
通過(guò)自定義報表格式和計算公式，靈活生成各種定制化報表，包括容需量報表、萬(wàn)元產(chǎn)值報表、電費分攤報表等；
● 異常報警
對目標事件快速定位，通過(guò)手機短信、APP、釘釘等方式及時(shí)通知相關(guān)人員，為系統的異常運行狀態(tài)或故障原因診斷分析提供依據和分析手段；
● 數據轉發(fā)
實(shí)現能源管理系統和MES系統的數據互通，打破信息孤島；
● 能源駕駛艙
定制大屏頁(yè)面及首頁(yè)，以工廠(chǎng)車(chē)間為單位劃分進(jìn)行數據統計，與現有的第三方系統在指揮中心統一集中展示。
3 系統結構
現場(chǎng)采用多回路計量?jì)x表和遠傳水表，對用電回路和用水支路進(jìn)行采集，通過(guò)RS485接口與電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，實(shí)現全電力參數和流量等數據的監測、預警與存儲，再由電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)，通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建在數據中心的能源管控平臺上。
平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，詳細拓撲結構如下：
系統可分為三層：即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和平臺管理層。
現場(chǎng)設備層：主要是380V部分的計量?jì)x表和遠程水表，通訊協(xié)議為標準modbus-rtu，用于采集用電回路全電力參數和用水支路流量的各類(lèi)儀表，也是構建該配電、耗水系統必要的基本組成元素。
網(wǎng)絡(luò )通訊層：包含電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)接收現場(chǎng)設備層采集的數據，并可進(jìn)行規約轉換、數據存儲，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)將數據存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。
平臺管理層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。
4 企業(yè)指標
4.1 電力指標
4.2 水指標
4.3 用能單元指標
5 系統功能
5.1 首頁(yè)
首頁(yè)展示企業(yè)的變配電情況、能耗數據、萬(wàn)元產(chǎn)值趨勢、峰谷平用電情況、異常數量等相關(guān)信息，可直觀(guān)了解企業(yè)當前的整體情況，實(shí)現數據監視實(shí)時(shí)化、能源管控精細化、企業(yè)管理數字化、節能減排全局化。
5.2 數據監控
5.2.1 電力監控
對企業(yè)各用電回路的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，快速定位報警點(diǎn)位，并根據報警等級實(shí)時(shí)觸發(fā)APP、手機短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報等多種方式的報警提醒，超大程度地確保整個(gè)能源供給、轉換和消耗過(guò)程的安全、可靠和穩定。
5.2.2 配電圖
展示變配電系統的電氣主接線(xiàn)圖，實(shí)現對全電量參數以及開(kāi)關(guān)斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡度、諧波等參數。
5.2.3 變壓器監控
展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規劃。通過(guò)各種運行參數狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出合適的運行模式。根據合適的運行模式調整負載，從而降低用電單耗，使電能損耗降低。
5.3 能源管理
5.3.1 能源中控
從監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，對各類(lèi)能耗、單位產(chǎn)品能耗、成本和碳排放量進(jìn)行對比分析，支持多個(gè)同級對象橫向比對，幫助用戶(hù)掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。
5.3.2 能耗統計
從能源使用種類(lèi)、監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)用能統計、同比、環(huán)比分析，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費。
5.3.3 萬(wàn)元產(chǎn)值統計
與企業(yè)MES系統對接，通過(guò)產(chǎn)值以及系統采集的能耗數據，計算萬(wàn)元產(chǎn)值趨勢，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，以便企業(yè)能夠根據產(chǎn)品單耗情況來(lái)調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。
5.4成本分析
5.4.1 復費率分析
對尖、峰、平、谷用電量及成本費按照年、季、月、周進(jìn)行統計分析，為企業(yè)分時(shí)用電，優(yōu)化成本效益提供數據支持。
5.4.2 容需量統計
提供容需量報表，實(shí)時(shí)展示容量需量?jì)r(jià)格的變化情況，幫助企業(yè)實(shí)現容改需，降低基本電費。
5.5 電能質(zhì)量監測
5.5.1 三相不平衡監測
對電網(wǎng)中的電流/電壓不平衡度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和預警，降低線(xiàn)路的電能損耗，保證用電設備的安全運行，提高設備的運行效率。
5.6分析報告
5.6.1 運維報告
以年、月、日對企業(yè)的異常情況、排名、發(fā)生頻次、運維情況等進(jìn)行整體的統計分析，讓用戶(hù)清楚了解系統的運行情況，并為用戶(hù)提供數據基礎，方便用戶(hù)快速發(fā)現設備異常，準確定位故障點(diǎn)，提高運維效率，支持導出成PDF文件及打印。
5.6.2 運維報告
以年、月、日對企業(yè)的能源消耗、線(xiàn)路損耗、單位產(chǎn)品能耗、費用支出、主要設備耗能、容改需、節能改造效果等進(jìn)行整體的統計分析，幫助用戶(hù)及時(shí)發(fā)現能源在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問(wèn)題，為用戶(hù)挖掘節能潛力提供數據基礎，支持導出成PDF文件及打印。
5.7 報警管理
針對于電氣安全、限電和能耗雙控，實(shí)現電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預警，避免發(fā)生火災事故和被罰款導致用能成本過(guò)高。支持分級分類(lèi)報警，可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。
5.8 運維管理
支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現問(wèn)題消缺，進(jìn)行故障報修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿(mǎn)足日常巡檢、設備維修保養需要。
6 系統應用價(jià)值
6.1 企業(yè)收益
企業(yè)能源管控平臺為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。
Ø 在線(xiàn)監測電能質(zhì)量
幫助企業(yè)在線(xiàn)監測電能質(zhì)量，包括諧波含量、三相不平衡度、功率因數等，避免被罰款。
Ø 用能安全
監測設備運行工況，保證安全運行；預警電氣火災，預防安全事故；及時(shí)排除故障，保證正常生產(chǎn)；快速定位并干預切除隱患，保證能源供應安全。
Ø 節省人力成本
少人或者無(wú)人值守，減少人工統計工作量，降低人力成本。
Ø 節能降費
根據用電情況實(shí)現“容改需”，降低基本電費；實(shí)現調整負載、削峰填谷、無(wú)功補償，節省能源費用?？蓪?shí)現辦公節能10%左右，總節能3%左右。
Ø 提高設備利用率
監控變配電設備運行狀況，降低損耗，保證經(jīng)濟運行。
Ø 打破信息孤島
提供標準的數據接口與ERP/MES/MIS/PLC/DCS/SCADA等系統實(shí)現對接。
Ø 持續增值
實(shí)時(shí)了解耗能狀況，接入電力需求側管理平臺，享受?chē)已a貼，參與碳排放交易，助力碳達峰和碳中和。
6.2 用戶(hù)收益
企業(yè)能源管控平臺能滿(mǎn)足企業(yè)各種用戶(hù)的不同需求。
Ø 對能源主管部門(mén)及人員（節能管理）
幫助企業(yè)完善能源管理體系，貫徹能源專(zhuān)業(yè)化、精細化、扁平化管理思路，建立持續改進(jìn)能效的能管模式和機制，提高能管水平，節能降耗。
Ø 對各級用能部門(mén)及人員（能源使用部門(mén)）
（1）實(shí)時(shí)監視能源消耗，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，減少用能損失；
（2）掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標數據；
（3）分析用能特點(diǎn)，為優(yōu)化用能管理提供決策數據；
Ø 對能源運維部門(mén)及人員（能源供給部門(mén)）
（1）幫助建立數據采集網(wǎng)絡(luò )監控運維，動(dòng)態(tài)監視數據采集狀態(tài)，確保數據采集正常運行，奠定數據基礎。
（2）實(shí)時(shí)監視能源系統運行狀態(tài)，異常及時(shí)報警，保證生產(chǎn)用能安全，遠程自動(dòng)抄表，降低工作強度，提高工作效率。
Ø 對能源統計人員及其他部門(mén)
（1）自動(dòng)生成各類(lèi)外部單位所需報表，提高數據統計工作效率和準確率。
（2）共享能耗數據，并與其他系統集成。
7 產(chǎn)品特點(diǎn)
7.1 導軌式三相電能表ADL400
● 有功精度：0.5S級，無(wú)功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級
● 電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V
● 電流規格：3×1(6)A，3×10(80)A
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）
● 通訊：RS485接口，同時(shí)支持Modbus、DL/T645規約
● 功能：支持2~31次諧波電壓電流、發(fā)生時(shí)間、4個(gè)時(shí)區、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費率上48月/90日歷史凍結數據
● 外形尺寸：90*36*65
7.2 電能質(zhì)量分析儀表APM810
● 有功精度：0.5S級，無(wú)功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級
● 電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V
● 電流規格：3×1(6)A（經(jīng)互感器接入），3×10(80)A（直接接入）
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）
● 通訊：支持2路獨立485通訊，Modbus RTU規約/DL/T645-07規約可自適應，兩路485可獨立設置，亦可使用不同協(xié)議；波特率1200bps-19200bps可設，奇偶校驗位可設
● 功能：支持1DI1DO；支持有功脈沖輸出
● 外形尺寸：126*88*69，標準DIN35導軌安裝
7.3 智能遠傳水表
● 可用電子直讀式，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發(fā)送。該水表的特點(diǎn)包括：高靈敏度，始動(dòng)流量小，計量精度高，具備誤差自動(dòng)修正功能；通訊方式：可通過(guò)MODBUS-RTU通訊接口進(jìn)行通信，管理者可對水表各參數進(jìn)行設置或修改，也可抄回表內的信息以便供管理部門(mén)進(jìn)行統計、監測；斷電后數據可保存10年以上；擴展功能：可根據需要擴展遠程控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能；耐高溫：可在120℃下長(cháng)期工作，水解穩定；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好，環(huán)保：水資源免遭二次污染
● 通信規約依照《CJ-T188-2004戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規約
7.4 電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)
8 結語(yǔ)
安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動(dòng)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)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理，監測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數據分析、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、重大能耗設備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)調整負載、調整負荷率、削峰填谷、無(wú)功補償、更新設備提供基礎數據和支持，幫助企業(yè)加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經(jīng)濟運行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經(jīng)濟效益明顯，不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力，同時(shí)是保護環(huán)境和社會(huì )可持續發(fā)展的基礎和源泉，響應國家對于節能降耗的政策。
參考文獻
[1] 《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》
[2] 《浙江省關(guān)于建立健全高耗能行業(yè)階梯電價(jià)和單位產(chǎn)品超能耗限額標準懲罰性電價(jià)的實(shí)施意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》
[3] 《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設指南》
證書(shū)報告
變電所運維云平臺
安全用電管理云平臺
預付費云平臺
環(huán)保用電監管云平臺
能耗管理云平臺
電瓶車(chē)充電樁云平臺
餐飲油煙監管云平臺
