安科瑞淺談節(jié)能雙碳政策下企業(yè)能源管理平臺系統(tǒng)的推進

摘要：陶瓷、水泥及玻璃等行業(yè)都是需要用能單位,按照政策的規(guī)定都需要建立企業(yè)的能源管理信息系統(tǒng)。本文針對在碳達峰碳中和的大背景下,需要用能單位在能源管理信息系統(tǒng)推進過程中出現(xiàn)的常見問題,提出相應的解決思路。

關鍵詞:需要用能單位;能源管理;信息化;節(jié)能

1前言

    隨著全球氣候變暖的加劇,人類對自然資源保護以及對節(jié)能減排越來越重視。IT技術與不同行業(yè)的碰撞促*整個行業(yè)的飛速發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)與能源行業(yè)的相遇,互聯(lián)網(wǎng)思維的方式的先進性逐漸顯示出來，及各級均做出各種鼓勵與引導政策,部分集團性國有企業(yè)也做出了相關的措施,努力推進需要用能單位能源能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設。特別在十多年來的需要耗能企業(yè)的每年的能源考核中,規(guī)定企業(yè)應建立能源管理信息系統(tǒng)。

    能源管理信息系統(tǒng)的建設推進工作實現(xiàn)了需要用能單位、各級管理部門(包括各級以及集團化公司總部)、技術服務商、燃氣公司、熱力公司等多方聯(lián)動,實現(xiàn)了需要用能單位能源數(shù)據(jù)與管理部門(各級以及集團化公司總部)的數(shù)據(jù)同步化，為需要用能單位下步開展節(jié)能工作奠定堅實的基礎,也為以及集團化運作的大型企業(yè)制定宏觀能源調(diào)控政策以及進一步產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供一定的基礎數(shù)據(jù).

2 能源管理信息系統(tǒng)需要具備的功能

   能源管理信息系統(tǒng)是節(jié)能與互聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合體，能夠為能源管理、運行人員以及相關部門提供有用的信息，使企業(yè)整體保持較高的能源利用效率。 能源管理信息系統(tǒng)邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

2.1能源數(shù)據(jù)采集

   能效數(shù)據(jù)分為實時和非實時兩種。實時數(shù)據(jù)一般來自于企業(yè)在線監(jiān)測系統(tǒng)，也可以通過安裝數(shù)字儀表來補充缺少的數(shù)據(jù)，在預設的時間間隔內(nèi)實現(xiàn)自動收集，并存儲到實時數(shù)據(jù)庫中，從而實現(xiàn)能效指標的在線計算與動態(tài)分析。

2.2能源運行管理

   傳統(tǒng)的能源管理過程是基于人工管理的離線過程。在工業(yè)信息化高速發(fā)展的今天，只能完成離線能源管理的 EMIS 已經(jīng)不能滿足部分企業(yè)高速發(fā)展的需要。對于很多企業(yè)而言，設備、生產(chǎn)工藝等用能對象一般都已經(jīng)實現(xiàn)基于產(chǎn)品生產(chǎn)和運行為目標的高度自動化。在此基礎上，該系統(tǒng)以能源較優(yōu)運行為目標，開發(fā)了企業(yè)能源運行的在線管理功能。

2.3基礎信息管理

   基礎信息一般包括企業(yè)基本信息管理、計量儀表檔案信息管理、設備檔案信息管理、培訓及資料信息管理、能源管理委員會（或稱之為節(jié)能領導小組）信息管理、新聞公告信息管理、行業(yè)政策信息管理、技術文檔信息管理、系統(tǒng)的初始化及設置管理等內(nèi)容。

2.4節(jié)能績效管理

   考核管理是企業(yè)提升節(jié)能績效的重要手段。企業(yè)能源利用的好壞，可以通過能源消費量、投入產(chǎn)出比、能源利用率、節(jié)能減排量、能源成本等能耗指標反映出來。將這些指標納入企業(yè)考核體系，能夠有*提高企業(yè)能源管理的效果。若進一步對這些指標進行對標分析，如企業(yè)內(nèi)部的能耗基準（限額、目標值、歷史數(shù)值等）以及外部行業(yè)基準（國內(nèi)外行業(yè)平均、行業(yè)先進、法規(guī)標準值、行業(yè)準入值等）進行比較，還可以進一步挖掘節(jié)能潛力的機會。

2.5節(jié)能項目管理

   對于工業(yè)企業(yè)而言，節(jié)能效益的絕大部分均來自于節(jié)能技改項目的實施結(jié)果。為了保證節(jié)能項目的順利實施，提高管理效率和效果，借助信息技術手段對節(jié)能項目進行管理則成為一個有*的方法。

2.6企業(yè)能效管理

   企業(yè)能效管理主要解決企業(yè)用能對象的能效評價、節(jié)能診斷與優(yōu)化改進三方面的問題，管理的對象包括企業(yè)需要耗能設備、工藝和能*系統(tǒng)三個層次。能效評價指對上述用能對象的能效狀況進行分析評估，包括能源結(jié)構(gòu)分析、能源消費流向分析、負荷分析、趨勢分析、能效指標計算及對比、企業(yè)能*平衡、能*品質(zhì)分析、需要對象（如動力生產(chǎn)、照明、大型耗能設備等）性能評估等。節(jié)能診斷指標確定存在節(jié)能潛力的位置并量化節(jié)能潛力數(shù)值，包括能效影響因素分析、節(jié)能潛力分析、減排潛力分析等；優(yōu)化改進包括能*系統(tǒng)優(yōu)化、能效決策分析、企業(yè)清潔生產(chǎn)等內(nèi)容。

3常見的問題

   在對某些地級市和某幾個大型集團的能源管理信息化系統(tǒng)推進過程中，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個方面的普遍問題，提出自己的解決思路，以供參考。

問題一：部分系統(tǒng)服務商由于前期系統(tǒng)的架構(gòu)設計，運營不科學，所服務的客戶系統(tǒng)出現(xiàn)宕機狀態(tài)，出現(xiàn)長時間掉線狀態(tài)；

問題二：筆者走訪部分已經(jīng)初步建立能源管理信息系統(tǒng)的需要用能單位，發(fā)現(xiàn)接近 7 成以上的用戶對于本單位建立的系統(tǒng)的功能不夠了解，部分需要用能單位的能源管理信息系統(tǒng)處在無人問津狀態(tài)，建設完成后沒有使用起來。

問題三：推進過程中，大部分需要用能單位對于能源管理信息系統(tǒng)工具的先進性了解不夠，很多企業(yè)停留在信息系統(tǒng)僅僅替代人工抄表的初級階段。

4 解決的思路

4.1 解決方案

   鑒于以上問題，本文提出如下幾點看法：

1）加強宣傳加強需要用能單位對本企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)建設的重要性的了解與認識

2）加大行業(yè)對存在性遍問題的應對投入

3）加強隊伍建設

4）加強新系統(tǒng)的管理制度建設

4.2 真實情況反映

    某市主要信息系統(tǒng)建設服務商頭部技術服務商反映情況如下：

1）需要耗能設備的能效分析需要采集器成本較高，導致很多企業(yè)從原來粗放式管理到精細化管理改進過程中投入成本方面比較謹慎，導致需要耗能設備的能效數(shù)據(jù)的采集存在空白現(xiàn)象；

2）國內(nèi)大部分企業(yè)需要耗能設備具有單獨的能源管理與自動控制系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)為單獨封閉的系統(tǒng)，因此存在原有系統(tǒng)無法與新建能源管理信息系統(tǒng)對接的情況存在；

    目前從事能管建設的服務商技術比較薄弱。目前在國內(nèi)能源管理信息系統(tǒng)建設的主要力量為平臺商，由于平臺上本身具有并非從事節(jié)能技術，對于節(jié)能領域的專*知識水平不夠，因此對需要耗能設備的能效分析缺乏。

    需要用能監(jiān)管單位企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)的建設水平與企業(yè)采購服務商的專*技術水平密切相關，建議一方面引導企業(yè)開展能源管理信息系統(tǒng)建設的同時加強對于系統(tǒng)建設方隊伍的培養(yǎng)，加強我國節(jié)能技術服務產(chǎn)業(yè)的培育與發(fā)展。

5取得的成績

1）促*了企業(yè)提高其源管理精細化水平

2）實現(xiàn)了四兩撥千斤的效果

3）促*當?shù)毓?jié)能服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展

6 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)

    企業(yè)微電網(wǎng)的數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包含安裝于現(xiàn)場的傳感器、智能網(wǎng)關和微電網(wǎng)數(shù)字化軟件。傳感器用于監(jiān)測和控制建筑的負荷設備和分布式發(fā)電設備(系統(tǒng))，現(xiàn)場傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計算智能網(wǎng)關，每個智能網(wǎng)關可以看做是一個區(qū)域指揮部，采集所接傳感器數(shù)據(jù)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換后上傳EMS或轉(zhuǎn)發(fā)第三方平臺，網(wǎng)關可以根據(jù)預設閾值或自動學習來執(zhí)行邏輯計算，并執(zhí)行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部，根據(jù)智能網(wǎng)關上傳的數(shù)據(jù)生成各類圖表、控制策略和分析結(jié)論，并響應虛擬電廠的調(diào)度指令，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)網(wǎng)絡架構(gòu)

    AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)包括企業(yè)負荷側(cè)的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設備監(jiān)控、充電樁運營管理、分布式光伏監(jiān)控、儲能管理等功能，用戶通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)微電網(wǎng)進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維，同時滿足企業(yè)用電可靠、節(jié)約、效率、有序用電要求。

6.1電力監(jiān)控

    對企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進行治理，對故障及時處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

圖3電力監(jiān)控功能

6.2照明控制

    智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應控制、場景控制、調(diào)光控制等，并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器，實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

圖4照明控制功能

6.3儲能管理

     監(jiān)測儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電，實現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。

圖5儲能管理

6.4分布式光伏監(jiān)控

    監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功率控制。

圖6分布式光伏發(fā)電監(jiān)測

6.5能耗分析

    采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統(tǒng)計，計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖7能耗分析功能

6.6充電樁運營管理

    監(jiān)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài)，提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能，并根據(jù)企業(yè)負荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

圖8充電樁管理

6.7需求響應

    根據(jù)企業(yè)負荷波動數(shù)據(jù)，再結(jié)合虛擬電廠的調(diào)度指令，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調(diào)整充發(fā)電時間。平臺在需求響應時間段調(diào)整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負荷數(shù)據(jù)制定需求響應控制策略，實現(xiàn)一鍵響應。

圖9企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)需求響應示意圖

6微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)硬件設備

    安科瑞針對企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)除了軟件外，還具備現(xiàn)場傳感器、智能網(wǎng)關等設備，組成了完整的“云-邊-端"數(shù)字化體系，具體包括高低壓配電綜合保護和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化提供一站式服務能力，部分設備見表1。

表1企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化建設部分硬件設備

7 結(jié)束語

   隨著我國2030年碳達峰，2060年碳中和的推進，是能源管理信息細化系統(tǒng)的成長與成熟的季節(jié)，希望在各級部門的努力推進下，各大要點用能單位的努力配合下，一起為我國碳達峰碳中和事業(yè)貢獻力量。

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