企业能耗的统计分析与精细化管理的开发与实现

企业能耗的统计分析与精细化管理的开发与实现

牟 宁

摘要：全面分析能耗情况寻求最佳节能方案是指将能耗系统视作一个能量运行的整体，把节能控制的对象从单个子系统个体，扩展到系统整体，应用最优化原理和最优化控制方法，实现系统综合能耗的动态最小化。

关键词： 寻求最佳方案；节能；能量流

一、引言

随着全球经济一体化和世界经济迅猛发展，资源和环境越来越成为人类共同关心的重要问题和面临的严峻挑战。节约能源、提高能源利用效率，是我国工业企业降低成本、增加效益、改善环境、提高国际竞争力的必然选择。企业要在激烈的市场竞争中站稳脚跟并脱颖而出，除了要做好开源外，还必须做好节流。作为企业成本的重要组成部分，对各种能源的管理要求也越来越高，无论从人类资源保护还是企业成本管理、企业经营效益的提高等角度考虑，能源管理都是至关重要的。

二、现状分析

企业目前的能源管理问题主要体现在仪表选型存在不合理、数据采集靠人工、数据处理不及时等方面。企业计量仪表误差普遍较大，使采集的数据价值大打折扣。且有些仪表只能就地显示不具备远传功能。人工抄表只能采集到各类能源介质消耗的累计量，而对于许多瞬时的数据如电流、电压、负荷率、功率等是无法采集的，不能掌握介质的瞬时状态。而且，采集的信息断续，无曲线分析，无实时能源数据，不利于调度人员作出科学的判断。

大部分企业的统计工作多采用人工统计，效率低，工作繁重，所统计的数据只能提供各能源介质的日消耗量，对于某些特殊时刻和特殊设备的消耗量不能做精确统计，无法为全面的能耗分析提供数据基础。

三、对企业能耗统计分析和管理系统的基本要求

1．功能方面

能源实时数据采集与管理系统能够对进入企业的电、蒸汽、压缩空气、热水、天然气、汽油、自来水等能源介质能源站进口总管进行计量，对企业内部能源状况进行监控，能向企业提供各种能源消耗情况的统计报表资料和各使用单位的消耗情况，同时在管理上能对各种能源数据作进一步的分析，根据生产状况和历史数据进行分析决策，确保企业对能源的合理使用和控制管理，以最低的能源消耗，换取最大的生产能量和动力。采集企业的能源系统的实时数据，使能源介质的计量、检测全面自动化，自动采集、瞬时监控、故障报警、能源监视：对整个能源系统进行监控，清楚地显示每一用能节点的参数，分析能源系统的工作状况，提供企业能源消耗、生产总体状况，为企业决策提供科学依据；以友好的，灵活的图形界面显示实时能源数据，创建各能源介质的管线图、趋势曲线图、运行参数棒图，报警的画面及音响提示。各画面可方便的进行切换，实现对能源介质的实时监测；自动保存采集的能源数据，具有强大的历史数据库操作能力，为挖掘生产潜力提供科学依据；具有灵活的统计、成本核算、能源需求预测功能；具有灵活的能源统计报表、曲线显示和打印功能；具有灵活的数据接口功能，为企业其他系统进行信息交换提供灵活接口。

2．性能方面

具有开放性，可扩展：随着企业的发展，能源管理系统各个子系统的功能将不断增强，功能模块也将不断增加，所以，系统必须具有较好的开放性，为今后系统的扩展留下接口。有较高的可靠性：系统运行安全可靠，系统无故障时间：30000HR；装置平均无故障时间100000HR。快速准确采集、传输、显示数据，准确无误地记录公用动力能源系统、电力系统、配电设备的全部参数，事件记录正确率：99．9％ ，各参数测量误差不大于±1％ 。遥信量正确率：99．9％ ，遥测量误差不大于±0．5％ ，遥测量乱码率不大于0．1％。

另外，在数据共享方面，企业各部门都依照统一数据信息进行管理，任何一种数据变动都能实时地反映给所有部门，做到数据共享。在统一数据库的支持下按照规范化的处理程序进行管理和决策。同时，系统应易于维护，并且具备较好的容错性。如：能限制故障范围，阻止故障传递；能自分析，自校正。

四、总体设计构想

系统采用基于B／S结构模式实现。客户端通过浏览器就可监控能源的消耗情况；数据服务器负责整个系统数据的采集、存储；WEB服务器实现信息的发布，提供系统与用户的各种接El。用户通过连接到该网络系统的计算机，使用浏览器即可访问该系统的数据。这样做具有接口简单、操作方便、易于使用的特点，且可以显著降低系统维护费用；整个系统采用模块化设计与实现，使系统具有很强的稳定性、可扩充等性能。

系统分为底层数据采集系统、监控与管理系统、网络系统。能源管理系统建立在数据采集系统的基础上，底层现场数字仪表将能源参数通过现场总线送到能源采集站。能源采集站通过网络将数据送到服务器，由实时数据库将能源参数

采集，保持到实时数据库中，再由能源监控与管理系统对能源数据进行分析、处理、备份，信息集成及信息发布。能源监控与管理系统可以通过ADD接口与公司内部其他系统进行双向信息交换，一方面从其他系统获取现场生产数据，另一方面能源监控与管理系统将能源数据传送给其他系统，为公司其他系统提供管理决策的基础数据。

五、功能结构与实现

根据系统功能需求，企业能源监控与管理系统应包括以下9个子系统。一是能源实时数据发布子系统(B／S)，其功能是实现企业能源生产、消耗以及相关设备实时状态等的采集信息以授权方式向相关人员实时传送。它包括以下4个模块：编辑与配置模块、数据采集与交换模块、信息发布模块、安全验证模块。二是能流管理子系统，它提供企业能源的购人、传输、分配、消耗和回收的实时和历史全面视图。利用流程图、饼图、历史趋势图等按时、天、周、月表示在不同节点上各个用能单位能源消耗绝对数量和相对比率、能耗损耗情况以及实际流量历史曲线与最佳经济运行流量关系。三是能耗调度子系统，它根据企业生产计划和动力能源设备具体状况以及外部能源供给情况，确定能源生产和能源分配的输助决策系统。它包括以下4个方面：调度预案、调度决策、调度信息发布和信息接口。

四是企业能源成本核算子系统，该系统能实现水、电、蒸汽、正负压的成本核算。具体计算按照直接分配法进行。该子系统为企业对部门进行动力能源成本考核提供了准确的依据。它主要包括：企业水成本计算、企业电成本计算、企业蒸汽成本计算、企业正负压成本计算和用能部门成本计算等方面。五是能源成本考核子系统，以企业能源成本核算和各部门实际用能量为基础，准确计算各个用能单位的分项成本和能源总成本。实现能源成本的事先预测、事中控制以及事后核算和分析考核等各项功能。六是设备管理系统，以现场设备为中心，以能源生产与使用的计量数据为基础，以降低设备故障率、节约设备能源成本、提高设备产能效率和计量准确为最终目的。它包括如下6个方面：设备运行状况模块、设备故障诊断模块、设备维护维修管理模块、设备档案管理模块、计量设备管理模块和系统阃的接口模块。七是节能技改项目管理子系统，对节能技改项目的流程进行跟踪管理，并对实施的节能技改项日进行评价，保证企业节能技改项目发挥最大的效益。它包括以下3个方面：节能技改项目流程管理、节能技改项目评价和节能技改项目档案管理。八是能管综合统计子系统，该子系统主要解决两个问题：一是加强对原始记录的管理，保证原始数据的完整性、准确性；二是实现数据处理的计算机化，它包括以下3个方面：统计报表管理模块、统计智能分析模块和基础信息管理模块。九是系统维护子系统，它可以满足能源管理系统真正满足企业分层管理需要，对使用能管系统的不同人员根据其部门与职位不同、由系统维护人员在系统中赋予不同角色和权力，根据其所有的权限赋予其对系统相应的操作能力。

六、结论

本文介绍的基于以太网的能源计量监控与管理系统已经在某些企业运行。该系统集能源数据实时采集、实时监控、管理一体化；使能源介质的计量、检测全面自动化， 自动采集、瞬时监控、实时管理；能为企业提供能源消耗总体状况。为企业决策提供科学依据。

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