基于信息化平台的企业能源管理系统研究

李灿



基于信息化平台的企业能源管理系统研究

李灿

云南机场集团有限责任公司，云南 昆明 650211

根据国家提倡的企业节能减排要求及企业对能源优化和节能增效的迫切需求，研究了企业如何基于信息化平台构建能源管理系统来实现有效的能源管理，以降低企业的能源消耗，提升企业的能源综合利用效率。

节能减排信息化；能源管理；能耗分析；综合监控

引言

企业的生产运营离不开能源供应。常见的企业能源有水、电、气、热媒、冷媒等各类能源介质，同时，能源消耗占据了企业生产运营成本的较大比例。因此，如何帮助企业提升能源使用效率，优化能源应用，达到节能降耗的目标，是目前企业广泛思考和改进的重点课题。

基于信息化平台建设的能源管理系统，旨在实时采集和动态监控企业的真实能耗情况，对企业能源在“产、供、用、耗、计划”等重要生产环节进行客观的监测和分析，尽可能地发现企业用能过程中不合理和不优化的方面，深度挖掘设备、生产和管理等方面的节能潜力，明确企业的节能方向，为改进能源管理、优化能源使用，为企业节能降耗增效提供科学依据。

1 能源数据采集与综合监控

能源管理综合监控，目的在于实现对企业整个能源生产过程的全面监测。只有真实地了解企业的用能状况和能耗分布状况，才能在此基础上寻找潜在的节能空间和优化机会。

能源管理的综合监控，从能源信息监控的对象来看，主要包含主要生产系统、辅助生产系统、采暖/冷却（空调）、照明、运输、仓储六大部分。六大部分的用能单元所使用各种能源和能源介质的消耗，占据了企业绝大部分用能，并通过对企业综合能耗、单位产值综合能耗、产品单位产量综合能耗进行统计和计算，实现对企业的能耗状态综合监控和全面感知[1]。

从能源管理综合监控的信息化平台应用角度来看，主要包含能耗数据的信息采集、加工运算及转换、实时展示、存储及分析四个层面，分别对应着能源数据采集系统、数据运算及处理系统、数据及信息展示系统、数据存储及分析系统四个子系统部分。各个子系统需要实现的基础功能可以规划为：

（1）能源数据采集系统

广泛的能源数据采集是系统建设的基础。考虑到企业能源数据分布于生产各个环节和区域，能源数据可能来自于生产系统的PLC、智能控制器、智能计量仪表以及一部分手工输入或需要进行智能改造的传统仪表。要实现这些数据的全面采集，要求数据采集软件具备强大的通信能力和接口能力，能够满足各个厂家PLC、控制器的数据采集，同时需要支持各类标准的现场通信协议，实现全面广泛的数据采集[2]。

（2）能源数据处理运算

经过广泛采集的能源数据，在进行处理、运算及转换后，形成有效的能源信息，辅助相关管理人员进行判断和决策，因此，在能源数据处理运算部分，要求数据处理软件具备以设备、工艺为核心的能源模型应用，将能源数据与设备、工艺段、产品等关联起来，进行综合运算，为多视角的用能分析和能源利用率分析提供基础。

比如，对风机的监控，其主体监控设备是风机，则可以在系统中建立一个风机模板对象与之对应，这个风机模板对象封装了风机的所有相关属性：数据输入输出、报警、事件、逻辑运算、能源属性、安全模式等。由于能源管理系统还对能源数据及设备在管理方面有更多要求，如总能耗、各种状态下的独立能耗、计量仪表、能源费率、设备检修、设备能耗效率等[3]。

同时，根据企业能源数据和主要生产数据的规模，能源数据处理应该支持分布式应用，满足各类规模不同的企业级不同数据量级别的数据处理运算。

（3）能源数据及信息的实时展示

经过采集、运算处理后的能源数据及能源信息，能够以直观、友好的方式展示给生产管理人员或能源管理人员，实现全面的能源信息实时监控，能够从全厂、车间、生产线、设备等不同层面进行能源监控和监测，这要求能源信息展示软件具备强大的生产组态能力，不同的企业或生产过程能够很好地在该软件基础上建立生产过程仿真监控系统，同时融入能源信息，实现能源信息的综合监测和实时展示[4]。

（4）能源数据及信息的存储和分析

能源数据及信息的存储至关重要，是后续进行能源分析、优化和调整的关键支撑。因此，能源数据存储系统软件需要具备强大的数据存储能力和标准的数据开放接口。考虑到能源计量数据的实时性和持续性，为了精确计量和累计运算，需要实时、不间断地对能源数据进行存储，这要求能源数据及信息存储软件为实时数据库系统，具有强大的实时性、高速率、高稳定性、时序性等特点，为后续精准的能源计量和多维度能源数据分析提供支撑。

2 企业能耗统计分析

要节能，首先要知道哪里耗能，要精确能源消耗和成本计算。不仅要考虑与费率变化挂钩，还与主要的能耗设备和生产运营过程中各种状态密切相关。信息化平台应支持各种自定义事件和状态。这些事件和状态也是能源对象的属性，系统能够计算出每种事件/状态下的能源消耗状况和成本状况，让用户能够直观地看到关键区域、关键能耗设备的能源消耗在哪些环节和过程，实现清晰、直观的用能耗能监测分析。

用户可以对符合自身管理需要的事件或状态进行灵活设置。以主要能耗设备为例，主要能源设备类状态包括设备空转/待机，设备正常运行，设备保养维护，设备开停机，设备故障等；生产事件类包括设定值超限，运营管理命令，人工触发，班次班组轮换等[5]。

通过上述方式，不但能实现生产过程中主要的能耗区域和设备的能耗计量数据，还能准确地了解到在不同状态下的能耗状况。在此基础上，通过对设备运行过程中的运行效率和能耗状况进行绩效分析，找到设备最佳性能和最佳能耗的平衡点，让这些主要的能耗区域和设施设备处于最佳的能效运行状态。

3 企业能源管理及优化

3.1 能源平衡

企业能源平衡就是通过对能源数据的聚集和分析，计量和统计是进行企业能源平衡的基础，旨在准确掌握企业能耗状态和用能水平。能源平衡表应反映出企业能源购入、能源加工转换与消耗、单位产品能耗、主要耗能设备和工艺能耗，并由此能分析能源利用效率、能源管理节能措施和节能经济效益、预测能源消费量等，为企业寻找节能机会提供信息支撑。

以某种常见的能源介质为例，通用的能源平衡管理包括：（1）首先确定能耗测量点，采集必要的和相关的能源数据；（2）选择能耗测量时间。选取有代表性的正常负荷、高峰负荷、平均负荷以及正常工作日能耗、正常月能耗，便于进行有代表性的更接近实际的分析；（3）按预定的能耗测量方法进行测试，记录、整理、统计测量的能耗数据；（4）按能源传输路径和工艺流程，根据测量的数据，一步一步地进行能源利用率计算；（5）绘制能源平衡图表，列出能源所有收支项目；（6）进行能源分析，分清有效消耗和无效损耗，找出能耗不合理现象和浪费问题[6]。

3.2 能源对标

能源管理或统计分析中的许多问题往往是通过对标才发现的，能源对标的目标，是实现设备、工艺段、车间、工厂的能源消耗内部与外部同比、环比等分析，以实时了解当前的能耗状况和水平，不断修正、优化和改进能源利用率。在能源统计分析中常作如下对标。

（1）实际水平与计划水平比，即实际能耗与计划能耗的对标。

（2）能耗的动态对标。常用的有与去年同期对标，与分析期的前期对标，与历史最好水平对标以及同类指标按时间顺序排列对标等方法。

（3）企业内部对标，即相同车间相同班次，相同机台的指标对标。通过这种比较，可以看出企业内部电能消耗的差别，便于发现先进、帮助后进、推动增产节电。

（4）国内外同行业对标。为赶超国内外行进水平，应收集整理出同行业国内外先进水平的资料，然后经常对标宣传，激发企业努力赶超和持续改进的积极性[7]。

3.3 能源优化

企业应用基于信息化平台的能源管理系统，能够便捷地实现对能源数据和信息的综合监控、存储和分析。结合能源平衡和能源对标等统计分析方法，准确掌握企业的用能耗能状况，寻找能耗改进机会，提升企业能源应用效率，实现能源管理的优化和持续的改进完善。

4 结束语

在企业生产运营管理中，节能降耗已经成为企业必不可少的工作。传统的节能降耗管理，主要通过对关键能耗设备的技术改造、变频改造等硬件层面的物理节能。这种节能方式能够一次性带来显著的节能效果。本文着重强调通过信息化的软件平台，实现对企业整体的能源管理，从系统、流程、方法层面进行软体的节能降耗，帮助企业进行持续和完善的节能指导，这也是目前企业在能源管理中非常重要的部分。

[1]赵旭东.能源管理体系[M].北京：中国标准出版社，2014：7.

[2]王淑敏.工厂成本费用控制精细化管理手册[M].北京：人民邮电出版社，2014：34.

[3]陆钟武，蔡九菊.系统节能基础[M].沈阳：东北大学出版社有限公司，2010：56.

[4]刘振亚.全球能源互联网[M].北京：中国电力出版社，2015：31.

[5]吴金星.工业节能技术[M].北京：机械工业出版社，2014：81.

[6]赵志军.节能在线监测系统建设指南[M].北京：中国标准出版社，2014：26.

[7]马有江.现代节能减排技术与应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：102.

Research on Enterprise Energy Management System Based on Informatization Platform of Energy Conservation and Emission Reduction

Li Can

Yunnan Airport Group Co., Ltd., Yunnan Kunming 650211

According to the requirements of enterprises and enterprise energy-saving emission reduction countries to promote the urgent demand for energy efficiency and energy optimization, studies how enterprises based on the information platform construction and energy management system to achieve effective energy management, to reduce the energy consumption of enterprises, enhance the overall efficiency of the energy utilization.

energy saving and emission reduction informatization; energy resource Management; energy consumption analysis; comprehensive monitoring

TK01+8

A

李灿，男，研究生学历，职称为中级职称，研究方向为机场相关动力能源、节能减排、弱电及信息系统管理开发相关工作。