安科瑞 華楠
前言：
隨著拉閘限電、電價改革、雙碳、環(huán)保排放等政策的不斷推出和層層深化，加上煤炭、石油、天然氣等能源價格的不斷攀升，企業(yè)的能源成本越來越高，工業(yè)企業(yè)對于自身的能效提升的需求越來越迫切。
企業(yè)建設三級能源計量體系，對企業(yè)內部的辦公、車間、產線、班組、設備、工序、食堂的進行能源計量和分析，通過大數(shù)據(jù)分析，與國標、行標等標準進行比較，尋找出低能效的源頭，分析低能效的節(jié)點，是工業(yè)能效提升的關鍵點。
關鍵詞：節(jié)能降耗；能源計量；節(jié)能診斷；碳排放；能耗強度；萬元產值能耗；能效提升
1.背景分析
6月29日，工信部等六部門發(fā)布關于印發(fā)《工業(yè)能效提升行動計劃》的通知。計劃提出，到2025年，重點工業(yè)行業(yè)能效提升，數(shù)據(jù)中心等重點領域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節(jié)能提效工藝技術裝備廣泛應用，標準、服務和監(jiān)管體系逐步完善，鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業(yè)重點產品能效達到國際水平，規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗比2020年下降13.5%。能盡其用、效率至上成為市場主體和公眾的共同理念和普遍要求，節(jié)能提效進一步成為綠色低碳的“主要能源”和降耗減碳的首要舉措。
2.企業(yè)能源管控平臺的設計和應用
為了幫助企業(yè)進行三級能源計量體系的建設，找出低能效的源頭，首先需要勘察、統(tǒng)計和明確企業(yè)的行業(yè)特性、生產架構、能源流向、主要設備、關鍵工序等，并且將附屬的辦公、食堂、宿舍等納入監(jiān)測體系，以下是一個工業(yè)企業(yè)典型的軟硬件架構拓撲圖。
圖1
依據(jù)GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》，現(xiàn)場通過邊緣計算網關采集各類能源數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸至平臺前置采集服務器，平臺搭建在客戶自己配置的服務器或云服務器上。平臺也可以將企業(yè)原有的PLC、DCS等數(shù)據(jù)進行采集，還可以對接企業(yè)內部的ERP、MES等信息化系統(tǒng)，結合生產數(shù)據(jù)進行產品單耗、萬元產值能耗等數(shù)據(jù)分析。搭建完成之后，企業(yè)用戶可以通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看整個廠區(qū)的能源數(shù)據(jù)。
圖2
(1) 能源管控平臺功能架構
系統(tǒng)的設計方向涵蓋了企業(yè)能源管理的四大方向：
l 能源供應，從變電所到分支回路的能源進行實時監(jiān)控，并提供運維和巡檢功能。
l 能源管理，對各個回路進行電能質量監(jiān)測和分析，對用電**進行實時監(jiān)測和預警；并同時對三級能源體系進行實時的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。
l 設備管理，對主要生產設備、工藝流程、照明、空調、電梯等進行實時的監(jiān)控，并分析設備能效。
l 能耗分析，所有的監(jiān)測分析數(shù)據(jù)進行匯總，進行節(jié)能分析、能耗預測、能效分析等，為節(jié)能診斷服務提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
圖3
(2) 3D可視化平臺的應用
3D可視化技術的應用，幫助企業(yè)建設可定制化的駕駛艙，直觀展示企業(yè)的能源數(shù)據(jù)。
圖4
(3) 工業(yè)組態(tài)平臺的技術應用
系統(tǒng)集成了工業(yè)組態(tài)編輯平臺，企業(yè)可根據(jù)自身行業(yè)特性和主要工藝設備，繪制自身的工藝流程圖，達到設備能效數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和預警的目的，例如空壓器系統(tǒng)、工藝冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。
圖5
(4) 設備能效分析
企業(yè)能源管控平臺內置各工業(yè)子系統(tǒng)節(jié)能審計算法，通過采集能源計量數(shù)據(jù)，生產設備的關鍵參數(shù)，配合算法，出具能效分析報告，形成初步的節(jié)能診斷報告。
圖6
(5) 產品能效分析
企業(yè)能源管控平臺通過計算企業(yè)產品單耗和萬元產值能耗，結合工序、工藝生產數(shù)據(jù)，自動排序，找出企業(yè)產品單耗較低的工序、工藝生產數(shù)據(jù)。
圖7
(6) 節(jié)能診斷
企業(yè)能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數(shù)，計算節(jié)能實施前，實施后的能耗差值，評估節(jié)能措施實際節(jié)能效果，為工業(yè)節(jié)能診斷提供依據(jù)。
圖8
(7) 能效對標
以重點行業(yè)國際水平、能效**水平為起點，合理設定更高的能效指標。
(8) 能源報告
定期給企業(yè)生成能源利用狀況日、周、月、季、年報告。
(9) 能源計量器具巡檢
系統(tǒng)生成能源計量器具臺賬，根據(jù)設定信息，定期實現(xiàn)計量器具的校準，報警提醒。
(10) 碳排放計量
系統(tǒng)根據(jù)能源消耗數(shù)據(jù)，自動進行碳排放數(shù)據(jù)分析。
(11) 電費分析
系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)用電量數(shù)據(jù)，結合本地峰平谷用電，計算能源成本，為企業(yè)錯峰用電提供數(shù)據(jù)支撐。
3 結語
企業(yè)能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，幫助企業(yè)加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經濟運行、挖掘節(jié)能潛力，成本低，回收期短，經濟效益明顯，不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力，同時是保護環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎和源泉，積極響應國家對于節(jié)能降耗的政策，為工業(yè)節(jié)能診斷服務提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。
參考文獻
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