易云恒安科瑞电气有限公司 *** 上海嘉定201801总结：能源管理系统是能源消耗的监控管理系统，可以实时监控各类能源的使用情况，自动分析各设备的能耗和能效并给出合理的建议，从而进一步优化设备，实现企业能源使用的理想配置， 并确保所有设备处于高效、节能、减排的状态。关键字：能源管理; 能源消耗收集; 能耗分析; 能耗监测 1 能源管理系统应用背景 11.能源管理概述 能源消耗是连续的，不宜无计划地任意使用，随着我国经济发展和环境资源压力的加大，节能减排形势严峻，我国经济持续快速增长也引发了能源危机等问题。 节能减排、低碳环保不再只是社会的热门话题，更是我们未来的必由之路。 认真贯彻落实党的十九大精神，要求加快推进节能降耗，加快实施清洁生产，加快资源循环利用，向节约、清洁、低碳、高效生产方式转变，同时实施节约型、节能型发展战略， 并将保护放在首位。一个企业建设一个能源管理体系，不仅可以满足企业对能源管理的需求，而且可以随着企业的不断发展而扩大。 该系统的使用可以有效降低能源消耗数据统计的成本，形成维护和报告、数据处理，通过对监测数据的分析，帮助企业进行实时监控、准确的统计和详细的能源消耗，为企业节约能源和自我完善提供坚实的数据基础和强有力的决策支持。 1.2.分析企业现状，能耗数据信息是企业重要的能耗点和关键指标，大多数企业没有充分利用信息化的集中管理手段，收集一个车间或设备的能耗信息，没有这些信息就无法准确分析生产过程中的能耗和成本情况; 导致能源消耗在生产过程中没有起到关键作用和指导作用。大多数企业仍然使用老式的仪表而不预留数据通信接口，仪表无法形成网络连接，能源消耗等信息的采集主要依靠传统的人工抄表进行数据记录，工作强度大，人工误差容易造成数据不准确， 数据不能通过结构存储，不能通过信息系统在企业内部共享。1.3、企业管理需求13.1、电力监控能源管理系统的主要目标之一是收集和监测用电信息，建立企业能耗数据中心，为企业精细化运营和生产成本降低提供数据管理平台：通过实时准确采集电力数据，解决人工完成的电力数据采集任务; 通过数据分析，及时发现用电问题，对总能耗趋势的分析、总电能耗的偏差分析、按设备或地区对电量的比较、对电量比的比较分析，为企业的生产经营提供有力的决策数据; 实现设备智能用电，提高电能利用率，达到节能效果; 对关键工序的用电指标和单位产品能耗指标进行监控，对规定的节能目标设置警戒线，对未达标的指标在生产过程中进行自动报警、动态监控和实时监控。 1.3.2、水源监测：可根据厂区图上的区域，对各厂区、车间的工业用水、生活用水、绿化用水等实时数据进行监控。 实时展示用水方案，有效监督整个工厂的水资源管理。 1.3.3、气体监测可实现对整个厂区天然气、压缩空气、高温蒸汽等气体能耗的实时监测和集中管理，有效避免浪费，规范运行。 1.3.4、能耗分析、能源成本分析及账单管理; 能源消耗统计、账本和报表。 1.4、解决方案是更换原有的水、电、气表，采用具有通信远程传输功能的智能监控仪表，采集检测数据并上传至通信管理服务器，由能源管理系统分析呈现能耗使用情况。 1.5. 能源管理系统的基本功能15.1**监控：实时查看各监测点多种能耗指标，包括电压、电流、负载、电、水流量、气流量等。 1.5.2、统计分析：从成本、能耗、指标三个部分出发，分为日、月、年三个模块，通过能耗轨迹图、**等多种形式反映用能设备的能耗情况。 操作和查看历史数据也很容易。 1.5.3、对单一用能设备不同时间段能耗指标差异进行数据分析比较，对比同类能耗设备同时间段能耗指标差异，指导用户管理能耗。 1.5.4、分析结果形式：能源管理系统可在服务器界面显示，相关信息也可通过APP或微信服务号展示，让用户随时了解配电室现场运行情况、水、气能耗情况。 同时，平台具有及时报警和信息推送功能。 2、能源管理系统方案设计21、能源管理系统的设计目标是应用物联网技术结合现代理性能源管理思想，为企业构建信息系统，其目标是通过智能能源管理系统，使企业科学使用能源，实现“安全、可靠、经济、高效、清洁”的能源消费目标和能源管理的“可视化”。 通过能耗管理的“可视化”应用，帮助企业改变能耗方式，提高能效，优化资源配置，改善能源环境，从而降低能耗，降低能源成本。 2.2. 结构设计 22.1、系统结构：能源管理系统包括能效管理应用层、网络通信层、现场设备层。 
图1 能源管理系统示意图 能效管理应用层：完整的数据采集、验证、分析、处理、输出、系统维护、授权使用、权限分级控制等; 并能将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传递给企业决策者。 网络通信层：现场采用RSX485、以太网、5G、WiFi等传输方式，将区域内的能量采集模块连接到相关通信管理机，每台通信管理机通过网络连接到第一台服务器。 现场设备层：现场设备层负责电、水、气参数的采集和上传。 现场设备层由多功能电能表、多功能电能表、水、气能等采集装置组成。 2.2.2、功能结构 数据采集结构采集分布在企业配电网中的能耗数据，如将电压和电流的模拟信号转换为数字信号，并将电能数据传输到数据主站; 主要设备包括多功能功率计、485通信服务器、485通信网络、5G通信网络等，系统将各种传感器互连成一个网络，与主站系统连接; 所述数据中心结构包括数据主站系统、数据库系统、数据处理系统和信息发布系统：数据主站系统接收企业传感器采集的数据进行分析和存储，同时向企业传感器发出指令，请求所需数据; 数据库系统：存储企业能耗指标数据和数据处理系统的处理结果; 数据处理系统：完成企业能耗数据的处理。 系统包括应用服务器、数据分析模型、信息显示模型、智能功耗模型等; 信息发布系统：将企业管理信息发布到Web服务器，企业通过登录互联网获取电源管理信息。 该系统包括 Web 服务器、Web 应用程序、信息安全系统等。 3、能源管理体系具体实施情况分析 31.系统概要 能源管理系统是利用智能集成技术，基于BS架构的能源管理平台，平台收集各能耗监测点的能耗和运行信息，形成能耗分类、分项、分区域统计分析，统一调度能源，优化能源平衡介质， 减少气体排放，改善环境质量，降低企业综合能耗和提高劳动生产率具有重要作用，有助于客户优化能源利用，从而实现“节能管理，绿色节能”。3.2、平台架构：能源管理系统采用B-S多层结构。 在BS模式下，客户端运行标准的浏览器软件，通过HTTP协议向Web服务器发出页面访问请求，页面执行相应的逻辑程序（一般通过组件访问数据库），Web服务器将页面程序执行返回的结果转换为HTML文档**给客户端浏览器。 系统采用三层架构，既能满足用户的需求，又能满足系统安全。 同时保持系统核心架构的稳定性，从而保证定制系统的质量、稳定性、开发周期和开发成本。 3.3、系统功能介绍： （1）用户登录认证功能。 系统可以使用用户名和登录密码对登录进行认证，进入主界面后会自动弹出新的报警信息，提醒值班人员和运维人员及时查看和处理。 （2）能源看板功能。 通过能量流图，生动地展示企业各部门主要设备的能耗。 （3）能源监控功能。 能源监控显示的实时数据和历史数据以数字**或图形曲线的形式生动显示。 （4）能耗统计功能。 能耗统计包括子项能耗、部门能耗和能耗排名三部分，通过不同的展示方式展示企业中各部门、各监测点的实际能耗。 （5）能耗分析功能。 能耗分析包括企业能耗分析、部门综合能耗分析、设备能耗分析和指标综合分析四大类，通过不同的分析方法展示企业各部门和监测点的实际能耗。 （6）报告功能。 报表功能分为**表、月度报表和年度报表。 我们提供各种报告服务，以满足生产现场的多样化需求。 报表配备打印功能，可自动打印或定期打印触发，并可导出为Excel**，大大降低了抄表工作的人工成本，提高了用户的经济效益。 （7）报警功能。 您可以设置和提示设备能耗等报警信息。 （8）App或微信功能。 通过APP或微信服务号，我们可以及时了解设备的现场运行状态和能耗，实现及时的故障报警、信息推送等功能。 3.4、网络传输方案采用嵌入式低功耗A M核心的工业级嵌入式智能网关，作为站侧监控系统的核心，解决各种现场设备接入、数据传输和协议转换等问题，提供完整的协议层解决方案，支持多种常用电力系统通信协议， 自定义私有协议，并具有事件处理功能。支持数据冻结和暂存存储。 支持数据传输到云平台，并可接收来自云平台的指令，实现本地控制、自动巡检等功能，并支持远程系统升级。 3.5、服务器部署方案选择应用服务器和数据库服务器，实现业务和数据分离的架构，服务器部署在企业内部，企业需要有互联网连接，系统接入接口可以发布在互联网上，方便后期数据访问。 4、系统实现目标（1）实现对企业使用的各种能源的计量，实现对企业水、气、电能耗数据的远程抄表，对能耗数据进行接口，对能耗报表进行对比分析，实施监测评估。 杜绝跑、跑、滴、漏的发生，对能耗历史数据进行分析比对，为节能技术改造提供科学依据。 （2）生产企业通过APP或网页，通过能耗监测和大数据分析云计算中心，对生产设备进行远程加密和解密，对设备故障进行报警。 （3）通过收集和监测能耗信息，建立企业能耗数据中心，为企业精细化运营和降低生产成本提供数据支撑。 （4）减轻值班人员的工作强度，避免人工抄表的不准确因素，提高事故的响应速度和解决效率。 （5）通过数据分析及时发现能耗问题，通过对总能耗趋势的分析、能耗偏差分析、按设备或地区对能耗的比较、对能耗比值的分析等，为公司生产经营提供有力的决策数据; 提高能源利用率，达到节能效果。 5. 安科锐企业能源管理平台 51 平台概况安科锐企业能源管理平台采用自动化、信息化、集中化管理模式，对企业生产、输配、消环节实行集中化、扁平化的动态监控和数据管理，监控企业电、水、气、蒸汽、压缩空气等各种能源的消耗情况，帮助企业满足各种能源需求和能源能耗、能质、产品能耗单位、各工序能耗，通过数据分析、挖掘和趋势分析。对主要耗能设备的能耗利用情况进行能耗统计、同比分析、能源成本分析、能耗分析、碳排放分析等，为企业加强能源管理、提高能源水平提供基础数据和支持5.2、应用领域：钢铁、石化、冶金、有色金属、矿山、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、化工原料、机电设备、电气产品、工具制造等。 5.3、平台结构
图2 平台结构5四、平台主要功能54.1、通过展示总能耗、贴现值、能耗成本、能耗趋势、子项能耗占比、区域能耗对比，三维展示企业重要工序或设备的能耗动态，直观了解企业当前能耗情况。 5.4.2、运行监控能源管理系统的动态显示，实时监控企业使用的各种能源（电、水、蒸汽），并提供从概览到具体的动态图形显示，并提供区域数据监控，快速浏览厂区平面图或车间平面图中管理的能耗数据。 系统提供对能源管理系统运行状态的实时监控，实现对能源系统运行中关键能耗状态参数的变化趋势、耗能设备的运行状态和系统运行报警事件的实时监控，确保整个能源供应的安全、可靠和稳定， 转换和消费过程。该系统提供的图形工具不仅配置了数字监控界面，还具有实时趋势显示。 （1）显示变电站和配电系统的电气主接线图，实现对电压、电流、频率、功率、功率因数、三相不平衡、谐波等参数的全功率参数和开关断路器状态的实时监控。 （2）水、气、压缩空气等系统各支管线分布示意图，实时监测流量、压力、温度等参数状态; （3）实时监控重点用能设备系统（如压力机等）的运行状态和用能参数; （4）过压、过流、欠压等保护信号报警、系统通讯中断、用电和非用电参数超限、能耗超标预警等实时事件报警监控。 （5）工艺流程图的显示，重点关注工艺中各设备的运行参数和能耗4.3、变压器监控显示每台变压器的负载，使变压器配备科学合理的规划。 通过对各种运行参数下的功率效率进行比较，测得变压器损耗，得出变压器的经济运行区间。 根据变压器的经济运行间隔，调整负荷，从而减少变压器的损耗，节约用电。 5.4.4、能耗统计系统支持企业不同的测控和监控对象，提供每日、每周、每月、每季度、每年企业能耗同比、产品单耗、产品折扣对比、能耗排名等快速查询和展示。 数据以条形图、饼图、直方图等形式使用，实现对系统中功耗、耗水量、耗气量等能耗数据的统计分析。 从整个企业到单个设备或车间，通过对这些区域计量节点的能耗数据进行查询和分析，实现对整个企业能耗数据的统计分析，从而满足用户对任何时间段的区域、车间、工艺和设备类型的能耗数据查询需求。 通过对比不同区域等的能耗数据，了解不同目标区域等的能耗规律，自动对这些对象的能耗进行排序，找出能源使用过程中的漏洞和不合理之处，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。 5.4.5、子项目能耗系统提供企业子项目能耗的分项统计。 根据子项，采用条形图和饼图显示每个子项的能耗，直观清晰。 通过能耗趋势，及时掌握企业能耗动向。 对于每一项的异常能耗，可以实时发现，并调整策略，改善能耗，节约能源。 5.4.6、产品产值单位消耗系统可与企业MES系统对接，导入产品产量。 对于无法导入的数据，提供手动输入。 通过系统采集的能耗数据，结合产品产量，计算产品单耗，生成产品单耗趋势图，进行同比和环比分析。 使企业能够根据产品的单耗调整生产过程，从而降低能耗。 5.4.7、能源成本分析系统支持对企业整体与车间等需要单独考核的对象的各种能源消耗总成本进行统计比较。 可提供统计期内电、水、气等各种能源类型的消耗情况及相应的成本数据，并可与各种能源成本的百分比进行统计和对比，了解整个企业能源成本的详细分布情况。 它还支持单位成本的分析。 用户可以选择多个考核领域进行能耗成本对比分析，为用户建立有效的绩效奖惩机制和日常管理提供真实可靠的数据依据。 5.4.8、能源成本分析系统支持针对需要单独评估和计量的企业和区域的能源成本预算管理功能，允许用户输入能源成本的详细预算计划，通过比较实际能源成本和预算成本进行预算执行管理，可以直观地了解月度或年度能源成本是否超出预算， 以便于用户及时调整和干预预算。此外，系统还支持根据算法计算能源成本，帮助用户根据历史预算执行情况和后续几个月的实际能耗数据，对成本计划进行有效管理。 5.4.9、绩效分析：按团队、区域、车间、生产线、板块、设备等，对各类能源的使用、消耗、转换进行日、周、月、年、定期绩效统计，根据能源计划或定额制定的绩效指标进行KPI对比和考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。 5.4.10、能耗**通过对企业车间、生产过程、生产设备等能耗使用情况的分析，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，分析企业未来能耗趋势，为节能提供有效的决策依据。 5.4.11、运行监控系统的设备运行监控功能，提供关键耗能设备的全方位管理，主要包括设备运行状态和关键参数监控、设备台账管理、设备能耗统计分析和设备维护管理。 通过对设备工作状态参数和工况参数的实时采集和监控，可以及时判断设备的运行情况。 设备能耗统计分析可以提供设备对象实时能耗和历史能耗趋势的分析和比较。 设备台账管理和维修管理可以建立设备的基础信息档案，可以快速实现对设备各项特性参数的查询和统计分类，对设备及其主要备品备件的维修和更换历史进行信息化管理，并可提供设备定时维修到期提醒和逾期维修报警等功能; 以便于建立各重要设备的经济运行档案，确保设备安全、稳定、经济运行。5.4.12、能量平衡与损耗分析能量平衡与损耗统计分析主要为企业电、水、气等能源的转换、运输和使用等各个环节提供能量平衡分析，及时发现使用过程中出现能量泄漏、能耗异常等浪费问题，提醒用户及时干预。 通过分别统计重要用能环节的供能和能耗，并计算两者之间的差损，来评估各环节的能耗。 例如，对供水系统主管道计量和各车间支管的计量和消耗进行损耗分析，有利于及时发现是否存在水管漏水或违法用水现象; 对电力系统各馈线回路低压进线计量与计量消耗之和进行损耗分析，评估判断是否存在违法用电、偷电等异常用电场所，帮助用户发现并纠正能源使用过程中的能源浪费问题，降低综合能源运行成本。 5.4.13.节能分析 节能分析主要是针对企业实施节能措施后，分析具体节能效果，通过节能措施的输入，对比分析节能措施的实施情况和节能措施实施后的节能措施实施情况，以判断节能措施的实施情况， 为企业节能、提高经济效益提供帮助。5.4.14、分析报告系统提供的用户分析报告主要是为企业中高层管理人员提供企业能耗数据的统计结果和分析结论的汇总，注重对整体能耗状况和变化趋势的描述。 一般包括能源利用率、线损、设备运行、运行维护、能耗趋势排名、重点能耗排名、综合能耗排名等。 通过各种图形化组件配置，成为用户分析报表，使用户了解系统运行情况，方便用户发现设备异常，从而找出改进点，根据能耗挖掘节能潜力。 5.4.15、事件记录、事件报警分析，主要为系统的异常运行状态或故障原因的诊断分析提供依据和分析。 系统运行过程中产生的各类报警时间都会被自动记录和存储，通过对发生时间、范围对象、事件类型、事件级别和事件描述关键词的搜索查询，可以快速实现对目标事件的查询和分类。 5.4.16、自定义报表用户可以通过自定义报表页眉和栏目灵活生成各种报表，从各种能耗数据和成本比较到电力峰谷平坦报表; 从碳排放报告到系统能耗评估，从能耗指标到能耗预算等，用户无需繁琐的编辑，只需简单的操作即可生成精美的报告。 5.4.17、移动端支持Android和iOS操作系统，方便用户掌握能耗、效率分析、同比分析、能耗折扣、能耗、运行监控、异常报警等。 5.4.18. 运行环境 （1）浏览器运行设备 （2）台式电脑、平板电脑等移动设备 （3）浏览器运行环境 （4）支持Google、Firefox、搜狗、360等主流浏览器访问 （5）客户端运行设备 （6） Android移动设备（Android 5.）0 或以上）、Apple iOS 55、建议选择现场设备（根据实际需要）。
6、结论系统实时监测各类能源的能耗，通过对同设备能效指标的对比，及时发现能效低的设备，从而优化设备，提高设备性能; 通过对运行参数的监控，使所有设备都能节能运行，从而实现能源利用的理想配置，达到企业节能减排的目的。 [参考资料]。[1] 周斌， 能源信息管理系统的开发与应用[J] 2004[2] 季朝辉， 周毅. **能源管理系统在企业中的应用[J].石油化工建设，2021,43（S2）：150-152[3] 安科锐企业微电网设计与应用手册。 2020.06 版关于作者：
易云恒，男，本科学历 安科瑞电气有限公司***的主要研究方向为智能电网供配电。