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[摘 要]本文介绍了目前企业能源管理的现状，分析了企业能源管理的问题，主要阐述了一套能源管理系統从建设到最终实现并在实际生产中使用的过程，该系统可以对各种动力能源（蒸汽、供暖热水、水、压缩空气、氩气、氧气、丙烷等、电力、固体燃料等）的消耗量进行采集并准确计量，通过光纤传输到能源管控中心，进行统一管理，系统不但能够通过友好的人机界面显示能源流程图和实时能源用量，查看能源介质的实时曲线和历史趋势图，而且通过系统数据分析，达到能源综合管理分析的目标。
[关键词]工业企业、能源管控、实时监控
中图分类号：TF31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0283-01
一、引言
能源管理系统的建设意在构建过程监控、能源管理、能源调度为一体的、以计算机网络技术为基础的监控一体化系统。能源管理系统的总目标是建立一个全局性的能源管理系统，构成覆盖基础自动化、过程监控及管理三个功能层次的计算机网络系统，并建立数据通讯网络，完成监测、控制、优化、故障诊断等各类应用软件，建立“数出一处，量出一门”建立以直观数据为依据的能源考核评价体系，实现系统综合应用。
二、课题背景
（一）国内外能源现状
当今世界能源问题日益突出，节约能源已经成为解决当代能源问题的一个公认的重要途径，也是当前世界各国面临的首要任务。我国可持续发展一方面面临能源短缺、环境恶化两大压力，另一方面却是能源使用效率低，单位产值能耗是世界平均水平的2倍多的状况。因此，“节能是解决我国能源问题的根本途径，也是当前经济工作的一项紧迫任务”。
（二）企业能源管理现状
1、能源管理基础薄弱。长期以来能源管理粗放，基础薄弱，缺乏完善的能源计量和统计分析，现有一些能源监测和控制系统分散，信息不共享，技术手段落后，管理响应速度慢。
2、能源管理与生产脱节。能源一直被作为生产的必备条件，为生产服务，而节能、能源管理部门与生产部门相对独立，沟通不够，体制问题造成能源管理工作难有作为。
3、能源管理成效难以保持。通过加强能源管理，使能耗有所降低，但是目前的情况却是未形成制度化和自动化，因而能源管理效果反复，无法保持长期有效。
4、考核措施不完善。指标及考核缺乏数据支撑，管控力度不够。
三、能源管理系统硬件结构设计
（一）系统主要架构设计
能源管理系统构架分为三层：数据采集层、数据管理层和数据分析层，主体宜采用B/S或C/S 和B/S结合的软件架构，各层级应满足可选择、可扩展及二次开发要求，同时应具备与第三方系统进行数据对接的功能。
（二）系统数据库架构设计
能源管理系统，首先是一个数据采集监控系统，其必然需要一个强大的数据管理和数据存储功能，即需要一个稳定可靠的数据库系统，在当前稳定可靠的数据库系统结构主要有两种：ClientJServer结构和分布式数据库结构。
综合考虑数据存储的安全可靠性和系统设计复杂的程度，双服务器Client/Server结构结构简单，方便进行软件系统的设计，同时也能够保证数据存储的可靠性。实际设计时，考虑到运行维护和数据管理方便，可根据分工将数据采集服务器和能源数据库服务器分开以增强可靠性。
四、能源管理系统软件功能
对于企业来说管理节能是除通过技术直接节能外的另一个重要的节能方向。我们以先进的能源管理体系理论知识为基础，制定了以下几个方面的功能清单。
1、基础信息管理。系统初始化时将实际所有的基础信息由人工录入系统，具有相关查询、修改权限的人员可对基础信息内容进行查询与修改。
2、能源考核管理。能源考核的主要对象是企业各生产单位，考核内容包括产值能耗、主要产品的单位产品能耗、主要能源系统的生产能效考核指标，通过分厂、分单位纳入到能源考核体系中后，设定用能的限定值、基准值和目标值，实现按照产值、工序和单位产品的多维度能耗考核。
3、能源管理报表。基于能源系统的计量与管理统计数据，对原始采集数据经必要的计算处理后，按指定格式、时间自动进行系统报表输出。能源报表管理提供对整个能源管理系统中所有模块报表需求的支持，报表种类主要包括小时报、日报、周报、月报、季报、年报输出。
4、能源平衡报告。实现平衡报表的自动化，为能源平衡调度提供数据支持。主要的能源平衡报告可以包括：日（月度）平衡报表；电平衡报表，水平衡报表、蒸汽平衡表等。根据实际的需要，也可以对能源平衡报告进行分区管理，提供区域或分厂能源平衡报告。
5、能源成本管理。通过耗能设备划分、成本中心结构、能源中心测量点表、能源价格、成本在某个成本中心中的分配比例等数据信息，对能源进行成本效绩衡量。形成能源总成本、产品能源成本等数据。运用标准成本与实际成本的对比，全面分析各车间、生产线能源成本及二次转换系统成本及其构成的变动情况。系统研究影响成本升降的各种因素和变动的原因，寻找降本增效的潜力。
6、能效对标管理。利用能效对标管理模块，可以实现实时能耗数据与历史同期能耗数据、同类工序（设备）能耗数据、以及行业标杆能耗数据的能效对标。系统将标杆数据以参数的形式保存到数据库中，并与实时数据进行比对，按照企业能效对标的要求完成对标。
7、能效分析。本模块提供锅炉热效率、用电的综合分析。
锅炉热效率通过测量给水量、煤用量、蒸汽产量，利用正平衡算法，分析锅炉燃烧、产汽效率，进一步得出电耗和煤耗。
用电分析按照相关国家标准实现对变压器、变电所、用能单位三个层次的用能质量分析功能。实现对日负荷率、变压器负载系数、企业用电体系功率因数、综合功率损耗、 综合功率损耗率、视在负载率的用电参数的监测，实现对变电所和变压器运行参数的分析和实时参数的检测。全面掌握用电系统的运行状况，并及时做出合理的调整以降低成本。
8、预警管理。针对在能源介质生产、输送、储存、分配等设施及管线（供水、燃气、电力管理的部分）出现异常事故的情况下，通过实时采集的数据和知识库中的规则，判断故障的原因，在人机界面上弹出对应的应急预案处理流程，指导操作员按照流程和预案进行操作。
五、企业能源管理系统的应用
（一）成立项目组，共同做好数据利用分析。
为保证能源管理系统数据得到有效运用，企业应成立能源管控项目组，项目组应包含工艺部门、动力部门、财务部门以及各用能单位，项目组应定期召开例会，对用能情况、用能管理、能源管理体系建设及管控等方面进行分析。对于重点用能设备定期组织分析每台设备的能耗状态，对个别效能低的关键生产加工设备组织现场会，研究员工操作、设备排产、换产等行为是否存在问题，进而纳入精益改善课题，持续提高设备效能。
（二）测算基础能源管理数据，实现指标拉动和引领作用。
通过测算能源历史数据，对相关单位下达各种能源介质指标、单车能耗指标和重点耗能设备指标，通过逐月逐季总结分析，对能源管理工作起到拉动和引领作用。
（三）对接能源管理体系，建立异常及处理台账。
经过与能源管理体系对接，确定能源管理系统报表开发需求，报表应包含能源统计表，工业企业能源购进，消费与库存报表，能源自动采集数据生成的各类统计报表，设备台账，生产单位能源基准、目标、指标表，能源计量器具一览表等系类报表。
（四）与企业其他信息体统对接。
能源管理系统是企业自动化和信息化的重要组成部分，为企业能源管理提供自动化和信息化手段和方法。能源管理系统在企业信息化系统中具有重要的地位，企业资源计划（ERP）或制造执行系统（MES）应完成对包括能源管理系统在内的信息集成和一贯制管理。
[关键词]工业企业、能源管控、实时监控
中图分类号：TF31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0283-01
一、引言
能源管理系统的建设意在构建过程监控、能源管理、能源调度为一体的、以计算机网络技术为基础的监控一体化系统。能源管理系统的总目标是建立一个全局性的能源管理系统，构成覆盖基础自动化、过程监控及管理三个功能层次的计算机网络系统，并建立数据通讯网络，完成监测、控制、优化、故障诊断等各类应用软件，建立“数出一处，量出一门”建立以直观数据为依据的能源考核评价体系，实现系统综合应用。
二、课题背景
（一）国内外能源现状
当今世界能源问题日益突出，节约能源已经成为解决当代能源问题的一个公认的重要途径，也是当前世界各国面临的首要任务。我国可持续发展一方面面临能源短缺、环境恶化两大压力，另一方面却是能源使用效率低，单位产值能耗是世界平均水平的2倍多的状况。因此，“节能是解决我国能源问题的根本途径，也是当前经济工作的一项紧迫任务”。
（二）企业能源管理现状
1、能源管理基础薄弱。长期以来能源管理粗放，基础薄弱，缺乏完善的能源计量和统计分析，现有一些能源监测和控制系统分散，信息不共享，技术手段落后，管理响应速度慢。
2、能源管理与生产脱节。能源一直被作为生产的必备条件，为生产服务，而节能、能源管理部门与生产部门相对独立，沟通不够，体制问题造成能源管理工作难有作为。
3、能源管理成效难以保持。通过加强能源管理，使能耗有所降低，但是目前的情况却是未形成制度化和自动化，因而能源管理效果反复，无法保持长期有效。
4、考核措施不完善。指标及考核缺乏数据支撑，管控力度不够。
三、能源管理系统硬件结构设计
（一）系统主要架构设计
能源管理系统构架分为三层：数据采集层、数据管理层和数据分析层，主体宜采用B/S或C/S 和B/S结合的软件架构，各层级应满足可选择、可扩展及二次开发要求，同时应具备与第三方系统进行数据对接的功能。
（二）系统数据库架构设计
能源管理系统，首先是一个数据采集监控系统，其必然需要一个强大的数据管理和数据存储功能，即需要一个稳定可靠的数据库系统，在当前稳定可靠的数据库系统结构主要有两种：ClientJServer结构和分布式数据库结构。
综合考虑数据存储的安全可靠性和系统设计复杂的程度，双服务器Client/Server结构结构简单，方便进行软件系统的设计，同时也能够保证数据存储的可靠性。实际设计时，考虑到运行维护和数据管理方便，可根据分工将数据采集服务器和能源数据库服务器分开以增强可靠性。
四、能源管理系统软件功能
对于企业来说管理节能是除通过技术直接节能外的另一个重要的节能方向。我们以先进的能源管理体系理论知识为基础，制定了以下几个方面的功能清单。
1、基础信息管理。系统初始化时将实际所有的基础信息由人工录入系统，具有相关查询、修改权限的人员可对基础信息内容进行查询与修改。
2、能源考核管理。能源考核的主要对象是企业各生产单位，考核内容包括产值能耗、主要产品的单位产品能耗、主要能源系统的生产能效考核指标，通过分厂、分单位纳入到能源考核体系中后，设定用能的限定值、基准值和目标值，实现按照产值、工序和单位产品的多维度能耗考核。
3、能源管理报表。基于能源系统的计量与管理统计数据，对原始采集数据经必要的计算处理后，按指定格式、时间自动进行系统报表输出。能源报表管理提供对整个能源管理系统中所有模块报表需求的支持，报表种类主要包括小时报、日报、周报、月报、季报、年报输出。
4、能源平衡报告。实现平衡报表的自动化，为能源平衡调度提供数据支持。主要的能源平衡报告可以包括：日（月度）平衡报表；电平衡报表，水平衡报表、蒸汽平衡表等。根据实际的需要，也可以对能源平衡报告进行分区管理，提供区域或分厂能源平衡报告。
5、能源成本管理。通过耗能设备划分、成本中心结构、能源中心测量点表、能源价格、成本在某个成本中心中的分配比例等数据信息，对能源进行成本效绩衡量。形成能源总成本、产品能源成本等数据。运用标准成本与实际成本的对比，全面分析各车间、生产线能源成本及二次转换系统成本及其构成的变动情况。系统研究影响成本升降的各种因素和变动的原因，寻找降本增效的潜力。
6、能效对标管理。利用能效对标管理模块，可以实现实时能耗数据与历史同期能耗数据、同类工序（设备）能耗数据、以及行业标杆能耗数据的能效对标。系统将标杆数据以参数的形式保存到数据库中，并与实时数据进行比对，按照企业能效对标的要求完成对标。
7、能效分析。本模块提供锅炉热效率、用电的综合分析。
锅炉热效率通过测量给水量、煤用量、蒸汽产量，利用正平衡算法，分析锅炉燃烧、产汽效率，进一步得出电耗和煤耗。
用电分析按照相关国家标准实现对变压器、变电所、用能单位三个层次的用能质量分析功能。实现对日负荷率、变压器负载系数、企业用电体系功率因数、综合功率损耗、 综合功率损耗率、视在负载率的用电参数的监测，实现对变电所和变压器运行参数的分析和实时参数的检测。全面掌握用电系统的运行状况，并及时做出合理的调整以降低成本。
8、预警管理。针对在能源介质生产、输送、储存、分配等设施及管线（供水、燃气、电力管理的部分）出现异常事故的情况下，通过实时采集的数据和知识库中的规则，判断故障的原因，在人机界面上弹出对应的应急预案处理流程，指导操作员按照流程和预案进行操作。
五、企业能源管理系统的应用
（一）成立项目组，共同做好数据利用分析。
为保证能源管理系统数据得到有效运用，企业应成立能源管控项目组，项目组应包含工艺部门、动力部门、财务部门以及各用能单位，项目组应定期召开例会，对用能情况、用能管理、能源管理体系建设及管控等方面进行分析。对于重点用能设备定期组织分析每台设备的能耗状态，对个别效能低的关键生产加工设备组织现场会，研究员工操作、设备排产、换产等行为是否存在问题，进而纳入精益改善课题，持续提高设备效能。
（二）测算基础能源管理数据，实现指标拉动和引领作用。
通过测算能源历史数据，对相关单位下达各种能源介质指标、单车能耗指标和重点耗能设备指标，通过逐月逐季总结分析，对能源管理工作起到拉动和引领作用。
（三）对接能源管理体系，建立异常及处理台账。
经过与能源管理体系对接，确定能源管理系统报表开发需求，报表应包含能源统计表，工业企业能源购进，消费与库存报表，能源自动采集数据生成的各类统计报表，设备台账，生产单位能源基准、目标、指标表，能源计量器具一览表等系类报表。
（四）与企业其他信息体统对接。
能源管理系统是企业自动化和信息化的重要组成部分，为企业能源管理提供自动化和信息化手段和方法。能源管理系统在企业信息化系统中具有重要的地位，企业资源计划（ERP）或制造执行系统（MES）应完成对包括能源管理系统在内的信息集成和一贯制管理。