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• 關鍵詞：                                                                數字能源管理                                                                數據采集                                                                節約能源

• 摘要：目前能源緊缺與環境惡化已經成為全球面臨的最大問題。借助計算機技術、網絡技術、通信技術和自動化技術等技術手段來解決企業能源管理方面的難題，基于紫金橋實時數據庫平臺，紫金橋軟件公司攜手合作伙伴，為石化、化工、冶金、鋼鐵、水泥、印染等高耗能企業節能降耗、降低成本、提高企業綜合競爭力提供切實可行的解決方案。

前言

目前能源緊缺與環境惡化已經成為全球面臨的最大問題。中國持續高速的經濟增長成為過去幾年中全球經濟的最大亮點，但同時也引發了能源供應危機及環境保護的巨大壓力，其要求從個人到公司必須采取有力措施來降低能源消耗。中國政府高度重視節能與環保，已經將節能增效提升為國家戰略的一部份。國務院頒布的《“十二五”節能減排綜合性工作方案》，明確了到 2015 年，全國萬元國內生產總值能耗下降到 0.869 噸標準煤（按 2005 年價格計算），比 2010 年的 1.034 噸標準煤下降 16%，比 2005 年的 1.276 噸標準煤下降 32%；“十二五”期間，實現節約能源 6.7 億噸標準煤。2015 年，全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在 2347.6 萬噸、2086.4 萬噸，比 2010 年的 2551.7 萬噸、2267.8 萬噸分別下降 8% ；全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在 238.0 萬噸、2046.2 萬噸比 2010年的 264.4 萬噸、2273.6 萬噸分別下降 10%。

借助計算機技術、網絡技術、通信技術和自動化技術等技術手段來解決企業能源管理方面的難題，基于紫金橋實時數據庫平臺，紫金橋軟件公司攜手合作伙伴，為石化、化工、冶金、鋼鐵、水泥、印染等高耗能企業節能降耗、降低成本、提高企業綜合競爭力提供切實可行的解決方案。我們為客戶提供的核心價值體現在如下方面：

降低客戶在生產運行中各方面、各種能源的消耗

綜合運用技術手段和管理手段降低能源消耗，減少溫室氣體排放

降低客戶的綜合能源成本

優化能源配給使用.能源采購及使用時段

保障可靠有效的設備運行，實現可持續的能源節省

通過合理的設計及管理，降低生產中斷風險

依靠主動性預防性的維護及服務，保證能源高效平穩的使用

系統概況:

本系統涉及到某某市高新區高耗能企業 55 家，要采集的能源介質主要有：水、電、煤、天然氣、蒸汽；

系統結構設計：

該系統采用三層結構設計，第一層負責數據采集，第二層負責數據轉發和存儲，第三層負責業務應用。系統拓撲圖如下：

系統結構描述：

1． 第一層由智能數據采集器和無線傳輸模塊組成，負責企業現場計量儀表的數據采集和傳輸。企業計量儀表必須具備 RS-232/485 數據采集接口，沒有接口的需要對儀表進行改造。

2． 第二層由無線基站、無線網關和公用網絡組成，負責將現場測控層和服務器系統的數據傳輸。

3． 第三層是數據處理層，紫金橋實時數據庫負責數據的集中、歸檔和處理等工作。

4． 第四層是業務應用層，主要滿足各單位的數據監控，統計報表、決策支持等業務應用。

功能架構設計：

能源信息管理主要將需要的各種一級或二級能源實時數據集成起來，以便于進行后續能源管理和分析。我們的系統打包了幾乎全世界所有的著名的控制器的驅動程序,支持PROFIBUS、DH+、MODBUS、MODNET、SSEVEN(Siemens Industrial Ethernet)等常規的通訊協議。具有速度快、工作穩定可靠的優點。同時也支持OPC(OLE for Process Control)和ODBC的通訊方式。能源管理中心紫金橋實時數據庫服務器通過驅動程序實現對現場PLC以及配電系統通訊。

能源信息處理

能源數據采集(周期采集、中斷采集、SOE)，能源運行監控 (能源實績、能源計劃、能源預測及對比分析)，分類數據歸檔(實時數據 短時數據 統計數據 歷史數據、記錄)，邏輯分析處理(條件聯鎖、越限報警等)，人機界面(過程圖、過程曲線、設定和查詢等)，管理報表(瞬時報、正點報、日報、月報等)。

能源故障處理

故障監測、分級報警(按輕、重故障分類)，故障信息記錄和歸檔(按類別)，故障基本分析(時序記錄分析、在線查詢等)、

能源計劃管理

實現參考能源預測的結果進行能源數據計劃的制訂，對執行情況進行統計分析，根據調度算法及時做出調整，節能降耗指標預測與分析。

能源實績管理

實績分析、歸檔、查詢、平衡分析、對標分析等。

運行技術支持

運行方式管理、停復役管理、操作評估等。

能源設備管理

能源設備管理實現能源設備生命期的管理過程。設備狀態監控、設備檢修計劃制定、設備運行綜合查詢。

能源平衡及預測

采用不同的預測算法建立能源模型，或根據歷史數據、現場經驗，預測轄區內各企業各種能源介質在未來一段時間的消耗量及變化趨勢；根據轄區各企業能源介質的購進、消耗和庫存情況，做好轄區企業之間的能源調度，保證能源供給，保生產，促進企業之間在能源使用方面的合作。

數據采集方案：

采集原則：

1. 降低成本原則：對于已經進入采集平臺的儀表可以直接從現有系統做數據接口，不必增加硬件投資。

2. 數據統一原則：對于已經進入采集平臺的儀表可以直接從現有系統做數據接口，這樣就能做到數出一家，保證數據的統一行。

3. 數據共享原則：采集數據可以多中心發送，如果企業以后上自己的能源平臺可以從現有系統接收數據，不必再增加投資。

4. 數據安全原則：采集數據加密傳輸，防止泄密，保證企業隱私不受侵害。

采集系統架構：

系統結構描述：

1． 每個計量儀表通過無線模塊和采集器通訊，采集器集中采集某個單位的能耗數據。

2． 采集器將每個企業的數據集中后通過 GRRS 模塊上傳到監控中心的數據采集服務器上。

3． 采集器可以本地保存采集數據，以應對各種網絡異常和數據異常。

能源管理系統應用架構：

系統主要實現目標：

完善能源信息的采集與存儲管理

有效利用 EMS 對能源數據進行分析、處理和加工，能源調度人員和專業能源管理人員能實時掌握系統狀態。通過系統的實時調整，確保能源系統運行在最佳狀態。

實現政府級全局能源管理

通過EMS，管理者在政府層面對能源系統采用分散控制和集中管理。實現從政府全局的角度審視能源的基本管理需求，以適應經濟的戰略發展需要。 減少管理漏洞，優 化管理流程

建立能源消耗評價體系，實現在數據基礎上的能源監控和能源管理的流程優化再造，從而不斷地向管理要效益。同時也滿足能源設備管理、運行管理等的自動化。

降低能源系統運行成本

EMS 在能源管理體制的改革將發揮重要作用。通過簡化能源運行管理，減少日常管理的人力投入，節約人力資源成本，提高管理效率。

能源故障快速響應

EMS 能迅速從全局的角度了解系統的運行狀況、故障的影響程度等， 從而及時采取系統的措施．限制故障范圍的進一步擴大．并有效恢復系統的正常運行。 優化調度節能降耗

通過 EMS 進一步對數據進行挖掘、分析、加工和處理，尋找改善能源平衡的空間。結合 EMS 和工藝創新以減少高爐煤氣的放散、提高轉爐煤氣的回收率、采用綜合平衡和燃料轉換使用的系統方法，使能源合理利用達到一個新高度。

能源管理系統實施的意義

我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，群眾對環境污染問題反應強烈。這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式，資源支撐不住，環境容納不下，社會承受不起，經濟發展難以為繼。只有堅持節約發展、清潔發展、安全發展，才能實現經濟又好又快發展。進一步加強節能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要，是我們應該承擔的責任。

目前，我國煤炭、石油、電力等各大能源生產企業，能源的生產利用效能不高，主要原因就是生產的信息管理水平不高。由于能源是稀缺資源，在市場上供不應求，因此大多數的能源生產企業主要關注的還是如何提高產量，而較少去考慮推進信息化建設。而隨著全球經濟一體化進程加快，面對國外大型能源公司的競爭，我國能源生產企業只有根據市場的變化和要求，及時形成和調整產品生產結構，實現生產、經營過程的整體優化，增強企業競爭能力，才能在市場競爭中取得更好的經濟效益。為了加強對瞬息萬變的市場的響應能力，能源生產企業迫切需要引入先進的管理理念和信息技術。

同時，目前我國在能源管理，特別是能源消費統計領域的信息化水平還比較低，信息采集、溝通、共享等環節都難以滿足節能工作的要求，迫切需要提高信息化水平。充分利用現代信息技術手段，加強對資源消耗的計量和監測管理，為企業節能降耗提供準確、可靠、科學的監測數據，發現并解決存在的突出節能問題，對于政府和企業加強能源管理、合理使用能源資源、提高能源利用率、節約能源、保護環境具有重要意義。

該系統的實施與運行有助于加強能源計量管理的組織建設，加強能源計量器具的配置和管理，加強能源計量的數據管理和統計考核，加強計量檢測體系建設。經過近幾年的努力和系統功能的不斷完善,能源計量和節能 減排的有關政 策、法規和標 準得到有效實施,企業節能意識和計量意識顯著增強,能源計量器具的配備率、檢測數據的管理、應用效果明顯提高，能源計量薄弱和嚴重浪費能源的現象得到有效遏制,能源計量技術和管理水平明顯提高,重點用能單位的能源計量工作達到科學、規范的管理水平。企業能源計量器具的配備和管理達到了 GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》標準，滿足了生產經營管理對能源計量器具配備和管理的要求。

能源管理系統畫面：

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