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Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺(tái) 助力某工廠節(jié)能降耗
閱讀：605 發(fā)布時(shí)間：2022-5-9
摘 要：為了穩(wěn)步推進(jìn)雙碳目標(biāo)，在能源消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)總量的“雙控"背景下,，企業(yè)需要考慮如何應(yīng)對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)?，F(xiàn)有大部分企業(yè)依然采用電、水,、氣,、冷、熱等各種能源供應(yīng)系統(tǒng)“單獨(dú)規(guī)劃、單獨(dú)設(shè)計(jì),、獨(dú)立運(yùn)行"的模式,。普遍存在計(jì)量檢測到配備不足；計(jì)量設(shè)備計(jì)量精度不高,、計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,；人工抄表可靠性低；難以有效監(jiān)測和評估主要耗能設(shè)備的用能效率；缺少?zèng)Q策數(shù)據(jù)支持，對于節(jié)能評估無法提供可靠參考數(shù)據(jù)；缺乏有效的企業(yè)能效評估指標(biāo)體系，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺(tái),，采用自動(dòng)化,、信息化技術(shù),，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集,、過程監(jiān)控,、能源介質(zhì)消耗分析,、能耗管理等全過程的自動(dòng)化,、高效化、科學(xué)化管理,，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來,，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡,、最大限度地高效利用能源,，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的,。
關(guān)鍵詞：雙碳,；雙控,；企業(yè)能源管控,；節(jié)能降耗
1 概述
某工廠生產(chǎn)過程中會(huì)消耗大量的純水和電,，這兩部分的費(fèi)用占總生產(chǎn)成本的比例很高,。為了更深入地掌握目前該企業(yè)能源規(guī)劃落地的實(shí)際情況,，保證該企業(yè)能效指標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)的貫徹執(zhí)行,，展示綠色低碳成就,，需要借助信息技術(shù)工具,，搭建企業(yè)能源管理平臺(tái),，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排,、實(shí)現(xiàn)用能的精細(xì)化管理,。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，該工廠每月耗電量在1億千瓦時(shí)以上,，年耗電量超過10億千瓦時(shí),。部署Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺(tái)后,，按系統(tǒng)給出的節(jié)能建議進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)整后,，產(chǎn)品單耗有明顯下降,。
2 項(xiàng)目需求
項(xiàng)目監(jiān)測區(qū)域涵蓋化一車間,、化二車間、腐蝕車間、純水車間,、預(yù)處理車間、高溫純水車間等主要車間以及其他剩余各車間,。監(jiān)測的能源種類包括電和水,，總計(jì)需要接入新增的332塊電表、新增的140塊水表,、若干原有水表以及若干原有的智能設(shè)備,。
系統(tǒng)需求主要包括：
● 用能統(tǒng)計(jì)
從區(qū)域、車間,、生產(chǎn)工藝,、工序、工段,、設(shè)備等維度,，采用曲線、餅圖,、直方圖,、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)分類/分項(xiàng)用能情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),，并進(jìn)行趨勢和同環(huán)比分析,；
● 能耗預(yù)測
通過對廠區(qū)、車間的能耗使用情況進(jìn)行分析,，構(gòu)建能耗計(jì)算模型,，進(jìn)行訓(xùn)練，調(diào)整并優(yōu)化模型,，采用預(yù)測算法對企業(yè)未來能耗趨勢進(jìn)行,，為節(jié)能提供有效的決策依據(jù),；
● 產(chǎn)品單耗
計(jì)算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗，水單耗,，結(jié)合車速,，計(jì)算哪種車速效益最高；
● 容需量統(tǒng)計(jì)
提供容需量統(tǒng)計(jì),實(shí)時(shí)展示容量需量價(jià)格的變化情況,，為降低電費(fèi)提供依據(jù),；
● 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
提供產(chǎn)量統(tǒng)計(jì),支持手動(dòng)錄入及與MES對接獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)；
● 電能質(zhì)量監(jiān)測
對電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,，并以矢量圖的形式展示三相不平衡度,，支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；
● 自定義報(bào)表
通過自定義報(bào)表格式和計(jì)算公式,，靈活生成各種定制化報(bào)表,，包括容需量報(bào)表、萬元產(chǎn)值報(bào)表,、電費(fèi)分?jǐn)倛?bào)表等,；
● 異常報(bào)警
對目標(biāo)事件快速定位，通過手機(jī)短信,、APP,、釘釘?shù)确绞郊皶r(shí)通知相關(guān)人員，快速定位能耗異常區(qū)域,；
● 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
實(shí)現(xiàn)能源管理系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通,，打破信息孤島；
● 能源駕駛艙
定制大屏頁面及首頁,，以工廠車間為單位劃分進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),，與現(xiàn)有的第三方系統(tǒng)在指揮中心統(tǒng)一集中展示。
3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場采用多回路計(jì)量儀表和遠(yuǎn)傳水表,，對用電回路和用水支路進(jìn)行采集,，通過RS485接口與電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)全電力參數(shù)和流量等數(shù)據(jù)的監(jiān)測,、預(yù)警與存儲(chǔ),，再由電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的能源管控平臺(tái)上,。
平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層,。
現(xiàn)場設(shè)備層：10KV/380V部分的計(jì)量儀表和遠(yuǎn)傳水表，通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu,，用于采集用電回路全電力參數(shù)和用水支路流量的各類儀表,，也是構(gòu)建該配電,、耗水系統(tǒng)必要的基本組成元素。
網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備,。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)接收現(xiàn)場設(shè)備層采集的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ),，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地,，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù),、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,、歷史數(shù)據(jù)庫,、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
4 企業(yè)指標(biāo)
4.1 電力指標(biāo)
4.2 水指標(biāo)
4.3 用能單元指標(biāo)
5 系統(tǒng)功能
5.1 首頁
首頁展示企業(yè)的能耗情況,、碳排放及折標(biāo)煤趨勢,、主要車間用水用電占比，功率數(shù)據(jù),、報(bào)警數(shù)據(jù)等相關(guān)信息,，可直觀了解企業(yè)當(dāng)前的整體情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)視實(shí)時(shí)化,、能源管控精細(xì)化,、企業(yè)管理數(shù)字化、節(jié)能減排全局化,。
5.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控5.2.1 電力監(jiān)控
對企業(yè)各用電回路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,，快速定位報(bào)警點(diǎn)位，并根據(jù)報(bào)警等級實(shí)時(shí)觸發(fā)APP,、手機(jī)短信,、郵件、釘釘,、語音播報(bào)等多種方式的報(bào)警提醒,，地確保整個(gè)能源供給、轉(zhuǎn)換和消耗過程的安全,、可靠和穩(wěn)定,。
5.2.2 配電圖
展示變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖，實(shí)現(xiàn)對全電量參數(shù)以及開關(guān)斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視,，如電壓,、電流,、頻率、功率,、功率因數(shù),、三相不平衡度、諧波等參數(shù),。
5.2.3 定制大屏
根據(jù)客戶定制大屏展示界面,，滿足客戶更直觀，更美觀,，更加實(shí)用的需求,。
5.3 能源管理
5.3.1 能源中控
從監(jiān)測區(qū)域、車間,、生產(chǎn)工藝,、工序、工段,、設(shè)備等維度,，對各類能耗、單位產(chǎn)品能耗,、成本和碳排放量進(jìn)行對比分析,，支持多個(gè)同級對象橫向比對，幫助用戶掌控整個(gè)工廠的能源消耗,、能源成本,、碳排放等情況。
5.3.2 能耗統(tǒng)計(jì)
從能源使用種類,、監(jiān)測區(qū)域,、車間、生產(chǎn)工藝,、工序,、工段、設(shè)備等維度,，采用曲線,、餅圖、直方圖,、累積圖,、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比,、環(huán)比分析,，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略,，減少能源使用過程中的浪費(fèi),。
5.3.3 產(chǎn)品單耗
與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,，通過產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，計(jì)算產(chǎn)品單耗,，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝,，從而降低能耗,。
5.3.4 線路損耗
根據(jù)設(shè)置的邊界，通過查看能耗數(shù)據(jù)上下級的偏差,，發(fā)現(xiàn)能耗異常,。
5.5 分析報(bào)告
5.5.1 運(yùn)維報(bào)告
以年、月,、日對企業(yè)的異常情況,、排名、發(fā)生頻次,、運(yùn)維情況等進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析,，讓用戶全面了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),，方便用戶快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，提高運(yùn)維效率,，支持導(dǎo)出成PDF文件及打印,。
5.5.2 節(jié)能報(bào)告
通過對接工廠生產(chǎn)系統(tǒng)，獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù),，結(jié)合系統(tǒng)采集到的能耗數(shù)據(jù),，得到不同產(chǎn)線的單耗數(shù)據(jù)。再比對不同產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)情況（車速,、產(chǎn)量）,，得到產(chǎn)線設(shè)備在多少轉(zhuǎn)速情況，產(chǎn)量和能耗數(shù)據(jù)處于*區(qū)間的結(jié)論,。工廠以此做出相應(yīng)的調(diào)整,，有效降低產(chǎn)品的單耗。
6 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值
6.1 企業(yè)收益
企業(yè)能源管控平臺(tái)為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,，提高能源利用效率,、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持,。
?在線監(jiān)測電能質(zhì)量
幫助企業(yè)在線監(jiān)測電能質(zhì)量,，包括諧波含量、三相不平衡度,、功率因數(shù)等,，避免被罰款,。
?用能安全
監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行工況，保證安全運(yùn)行,；預(yù)警電氣火災(zāi),，預(yù)防安全事故；及時(shí)排除故障,，保證正常生產(chǎn),；快速定位并干預(yù)切除隱患，保證能源供應(yīng)安全,。
?節(jié)省人力成本
少人或者無人值守,，減少人工統(tǒng)計(jì)工作量，降低人力成本,。
?節(jié)能降費(fèi)
為企業(yè)工藝整改提供數(shù)據(jù)支持,，結(jié)合節(jié)能改造的具體實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了某條產(chǎn)線單耗下降8%,，達(dá)到降低生產(chǎn)消耗,，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
? 持續(xù)增值
實(shí)時(shí)了解耗能狀況,，接入電力需求側(cè)管理平臺(tái),，享受國家補(bǔ)貼，參與碳排放交易,，助力碳達(dá)峰和碳中和,。
6.2 用戶收益
企業(yè)能源管控平臺(tái)能滿足企業(yè)各種用戶的不同需求。
?對能源主管部門及人員（節(jié)能管理）
幫助企業(yè)完善能源管理體系,，貫徹能源專業(yè)化,、精細(xì)化、扁平化管理思路,，建立持續(xù)改進(jìn)能效的能管模式和機(jī)制,，提高能管水平，促進(jìn)節(jié)能降耗,。
?對各級用能部門及人員（能源使用部門）
（1）實(shí)時(shí)監(jiān)視能源消耗,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，減少用能損失,；
（2）全面掌握能耗總量,、能耗成本及能耗效率指標(biāo)數(shù)據(jù)；
（3）全面分析用能特點(diǎn),，為優(yōu)化用能管理提供決策數(shù)據(jù),；
?對能源運(yùn)維部門及人員（能源供給部門）
（1）幫助建立數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控運(yùn)維，動(dòng)態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，確保數(shù)據(jù)采集正常運(yùn)行,，奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。
（2）實(shí)時(shí)監(jiān)視能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，異常及時(shí)報(bào)警,，保證生產(chǎn)用能安全,，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，降低工作強(qiáng)度,，提高工作效率,。
?對能源統(tǒng)計(jì)人員及其他部門
（1）自動(dòng)生成各類外部單位所需報(bào)表，提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作效率和準(zhǔn)確率,。
（2）共享能耗數(shù)據(jù)，并與其他系統(tǒng)集成,。
7 產(chǎn)品特點(diǎn)
7.1 導(dǎo)軌式三相電能表ADL400
● 有功精度：0.5S級,，無功精度：2級，電壓,、電流精度：0.2級
● 電壓規(guī)格：3×100V,、 3×380V、3×57.7/100V,、3×220/380V
● 電流規(guī)格：3×1(6)A,，3×10(80)A
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對濕度：≤95℅（無凝露）
● 通訊：RS485接口，同時(shí)支持Modbus,、DL/T645規(guī)約
● 功能：支持2~31次諧波電壓電流,、最大需量及發(fā)生時(shí)間、4個(gè)時(shí)區(qū),、2個(gè)時(shí)段表,、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率上48月/90日歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)
● 外形尺寸：90*36*65
7.2 電能質(zhì)量分析儀表APM810
● 有功精度：0.5S級,，無功精度：2級（目前標(biāo)準(zhǔn)最高）,，電壓、電流精度：0.2級
● 電壓規(guī)格：3×100V,、 3×380V,、3×57.7/100V、3×220/380V
● 電流規(guī)格：3×1(6)A（經(jīng)互感器接入）,，3×10(80)A（直接接入）
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對濕度：≤95℅（無凝露）
● 通訊：最大支持2路獨(dú)立485通訊,，Modbus RTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)，兩路485可獨(dú)立設(shè)置,，亦可使用不同協(xié)議,；波特率1200bps-19200bps可設(shè)，奇偶校驗(yàn)位可設(shè)
● 功能：支持1DI1DO；支持有功脈沖輸出
● 外形尺寸：126*88*69,，標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝
7.3 智能遠(yuǎn)傳水表
● 可用電子直讀式,，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發(fā)送,。該水表的特點(diǎn)包括：高靈敏度,，始動(dòng)流量小，計(jì)量精度高,，具備誤差自動(dòng)修正功能,；通訊方式：可通過MODBUS-RTU通訊接口進(jìn)行通信，管理者可對水表各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改,，也可抄回表內(nèi)的信息以便供管理部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì),、監(jiān)測；斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上,；擴(kuò)展功能：可根據(jù)需要擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制閥門開關(guān)功能,；耐高溫：可在120℃下長期工作，水解穩(wěn)定,；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強(qiáng)不易被腐蝕,，阻燃性能好，環(huán)保：水資源免遭二次污染
● 通信規(guī)約依照《CJ-T188-2004戶用計(jì)量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規(guī)約
7.4 電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)
8 結(jié)語
安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)采用自動(dòng)化,、信息化技術(shù)和集中管理模式,，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,，監(jiān)測企業(yè)電,、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況,、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗,、各工序能耗,、重大能耗設(shè)備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析,、能源成本分析,、用能預(yù)測、碳排分析,，為企業(yè)調(diào)整負(fù)載,、調(diào)整負(fù)荷率,、削峰填谷、無功補(bǔ)償,、更新設(shè)備提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持,，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理、提高設(shè)備運(yùn)行效率和能源利用效率,、保證設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,、挖掘節(jié)能潛力，成本低,，回收期短,，經(jīng)濟(jì)效益明顯，不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力,，同時(shí)是保護(hù)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉,，積極響應(yīng)國家對于節(jié)能降耗的政策。
安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)為客戶提供增值服務(wù),，包含：空壓機(jī)節(jié)能改造方案,；空調(diào)節(jié)能改造方案；鍋爐節(jié)能改造方案,；照明節(jié)能改造方案等。
參考文獻(xiàn)
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[3]《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)指南》