安科瑞 劉邁

　　摘要：為響應(yīng)國家“綠色,、節(jié)能”的倡導(dǎo),，針對生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計開發(fā)電能量及能耗管理系統(tǒng)，目的在于促進生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展,。本文闡述了生產(chǎn)企業(yè)電能量及能耗管理系統(tǒng)構(gòu)架,，系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)管理,、檔案管理及能耗分析等,，為生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)化節(jié)能方案，提高企業(yè)電能量及能耗管理的自動化水平,，達(dá)到節(jié)能增效的目的,，為生產(chǎn)企業(yè)提高經(jīng)濟效益。

　　關(guān)鍵詞：電能量,；能耗管理,；系統(tǒng)構(gòu)架；功能設(shè)計

　　1 前言

　　電能量及能耗管理系統(tǒng)能夠完成生產(chǎn)企業(yè)用電情況的自動采集,，并能與其他系統(tǒng)進行信息交換,，實現(xiàn)相關(guān)信息的有機相合。根據(jù)用電計劃,、用電情況,、能耗情況，為優(yōu)化運行模式及合理安排生產(chǎn)計劃提供輔助決策,，系統(tǒng)的使用能充分提升企業(yè)電能量管理的自動化水平,，達(dá)到節(jié)能增效的目的，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益及管理效能水平,。

　　電能量及能耗管理系統(tǒng)設(shè)計遵循可靠,、實用,、經(jīng)濟的原則,，以實現(xiàn)應(yīng)用需求為目標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)計采用了Cluster（集群）技術(shù),、三層體系結(jié)構(gòu)及組件技術(shù),、Internet/Intranet及B/S等一系列較新的計算機技術(shù),，能夠在較大限度上滿足生產(chǎn)企業(yè)電能量及能耗管理的要求。

　　電能量及能耗管理系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進行存儲,、預(yù)處理,，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)完成用電企業(yè)用電量統(tǒng)計,、能耗分析,、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，優(yōu)化用電設(shè)備的運行模式,，輔助用戶完成生產(chǎn),、用電環(huán)節(jié)的計劃制定。

　　2 系統(tǒng)特點

　　2.1 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　電能量及能耗管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)的設(shè)計思想,，分為采集層,、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、站控層,。

　　采集層主要完成電氣儀表監(jiān)測數(shù)據(jù),，由電能表、采集器,、集中器構(gòu)成,。主要完成電流、電壓,、有功,、無功、功率因數(shù),、電度量,、諧波分量等實時數(shù)據(jù)的采集、處理及上送主站,。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸由信號轉(zhuǎn)換設(shè)備,、協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)交換機,、無線發(fā)射裝置,、傳輸電纜等組成。主要完成前端實時數(shù)據(jù)向站控層傳輸?shù)墓δ堋?/p>

　　站控層有后臺服務(wù)器,，以及服務(wù)層內(nèi)安裝的應(yīng)用軟件,、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫,、軟件中間件等,。主要完成數(shù)據(jù)的采集、存儲,、加工,、分析,、處理以及報表管理、能耗分析,、輔助決策等功能,。

　　2.2 模塊化功能設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件功能按模塊化設(shè)計，可以根據(jù)應(yīng)用需求對功能模塊進行組合調(diào)整,，具有較強的擴展及適應(yīng)性,，每一層的模塊可以獨立完成相應(yīng)的功能，實現(xiàn)功能不會依賴其他模塊或上一部分模塊,，功能模塊故障只會影響局部,，不會造成系統(tǒng)的崩潰。

　　系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)和程序設(shè)計,，并且采用三層體系結(jié)構(gòu)和組件化的設(shè)計思想,，使系統(tǒng)具有更好的開放性和擴展性。

　　2.3 實時數(shù)據(jù)庫和商用數(shù)據(jù)庫的有機結(jié)合

　　實時數(shù)據(jù)庫主要用于數(shù)據(jù)的快速響應(yīng),，存儲原始的采集數(shù)據(jù) ,；商用數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)庫表的定義和歷史數(shù)據(jù)表生成及數(shù)據(jù)的存儲。數(shù)據(jù)庫之間的協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)的一致性由專門開發(fā)的數(shù)據(jù)庫管理模塊自動維護,，向外提供統(tǒng)一的訪問接口,，在系統(tǒng)中劃分?jǐn)?shù)據(jù)緩沖區(qū)，避免了系統(tǒng)在采集處理數(shù)據(jù)過程中對商用數(shù)據(jù)庫的不必要的頻繁存取,，降低了商用數(shù)據(jù)庫的負(fù)載,，達(dá)到數(shù)據(jù)的快速響應(yīng)以及提高系統(tǒng)的整體運行性能的目的。

　　在用戶界面中提供數(shù)據(jù)庫設(shè)置參數(shù),，服務(wù)器名,、數(shù)據(jù)庫名等，采用列表選擇模式,，方便用戶的操作及程序的移植,。

　　2.4 完善的安全管理機制

　　數(shù)據(jù)庫劃分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)。系統(tǒng)不允許對原始數(shù)據(jù)做任何改動,，所有的數(shù)據(jù)處理編輯工作均在應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中通過授權(quán)方式進行,，同時所有修改的數(shù)據(jù)均有相應(yīng)的標(biāo)志，具備操作記錄日志備查功能,。

　　2.5 豐富的二次開發(fā)接口

　　系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫存儲過程二次開發(fā)接口,。用戶可自行開發(fā)存儲過程實現(xiàn)對電量數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計和分析,，并可將此存儲過程在線掛接到系統(tǒng)中供系統(tǒng)自動調(diào)用,。

　　2.6 良好的通訊適應(yīng)性

　　前置采集工作站根據(jù)用戶的配置自動選擇不同的通道，如網(wǎng)絡(luò)、專線,、撥號、GPRS 等,，支持主備通道,，在主通道異常時，自動選擇備用通道,，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。

　　2.7 多種措施保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性

　　（1）提供斷點自動續(xù)傳功能,，對未及時采集到的電量原始數(shù)據(jù)進行自動補采,。

　　（2）提供自動,、手工電量原始數(shù)據(jù)修補的手段,，所有修改的電量原始數(shù)據(jù)均有標(biāo)記。

　?。?）對于根據(jù)統(tǒng)計公式計算出的統(tǒng)計數(shù)據(jù),，當(dāng)統(tǒng)計量公式的某一分量發(fā)生變化時，系統(tǒng)將自動觸發(fā)該統(tǒng)計量的計算過程,，同時也提供手工觸發(fā)的手段,，以保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的完整性。

　?。?）系統(tǒng)中采集的原始電量數(shù)據(jù)帶時標(biāo),，一些相關(guān)參數(shù)，如 CT,、PT 變比等,，也帶時標(biāo)，系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)時的采集數(shù)據(jù)和參數(shù)計算出任一段時間內(nèi)的一次側(cè)電量數(shù)據(jù),。

　?。?）所有的統(tǒng)計模型也均帶有時標(biāo)，保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的正確性和連續(xù)性,。

　?。?）系統(tǒng)具有完備的數(shù)據(jù)校驗手段，如主校表校核,、時段數(shù)據(jù)和總數(shù)據(jù)校核,、越限檢查、是否已經(jīng)旁路替代等,，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性,。

　　2.8 數(shù)據(jù)的多級存儲及備份

　　多級存儲 ：前置采集器中保存帶時標(biāo)原始電量數(shù)據(jù)，電量數(shù)據(jù)服務(wù)器中保存至少1年帶時標(biāo)原始電量數(shù)據(jù)及3年的統(tǒng)計電量數(shù)據(jù)。通過移動存儲設(shè)備存儲5年以上的帶時標(biāo)原始電量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計電量數(shù)據(jù),，系統(tǒng)提供離線數(shù)據(jù)恢復(fù)查看的功能,。

　　多級備份：整個系統(tǒng)（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫,、應(yīng)用程序）備份,；數(shù)據(jù)庫的完整備份 ；新增數(shù)據(jù)的增量備份 ,；區(qū)分不同數(shù)據(jù)類型和時間段的數(shù)據(jù)備份,。

　　2.9 良好的可維護性

　　支持遠(yuǎn)程對采集器及變送器（電能表）進行遠(yuǎn)程維護功能，參數(shù)查詢和下載,。同時提供對系統(tǒng)工況的監(jiān)視,，對各種異常可以進行定制的告警,。

　　2.10 友好的人機界面

　　系統(tǒng)可以通過組態(tài)工具在線生成各種潮流圖,、接線圖、地理信息,、曲線,、棒圖、餅圖,、工況圖等,，組態(tài)編輯及實時顯示靈活方便的切換，并實現(xiàn)所見即所得的編輯結(jié)果生成功能,。

　　2.11 功能強大的報表系統(tǒng)

　　采用與 EXCEL 兼容的報表系統(tǒng),，界面風(fēng)格和操作與EXCEL 類似，方便用戶使用,，并且支持報表存儲為 EXCEL文件格式,。

　　報表系統(tǒng)功能強大、制表方便,，允許圖形和表格混合制作,，圖文并茂，并具有打印預(yù)覽功能,。支持報表模板,，同時用戶也可靈活定義報表的格式，并使用各種數(shù)學(xué)函數(shù),、統(tǒng)計函數(shù),、時間和日期函數(shù)，從而制作各種復(fù)雜的報表,。

　　報表系統(tǒng)提供根據(jù)管理要求自定義工具,，方便用戶自定義報表格式，快捷調(diào)用數(shù)據(jù)庫連接，支持原始數(shù)據(jù)庫,、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的任意數(shù)據(jù)開放定制報表,。

　　3 系統(tǒng)功能

　　3.1 數(shù)據(jù)采集與處理

　　（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集電量數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)（較大需量,、瞬時電壓,、電流、功率等 YC 信息,、通訊中斷、斷相,、缺相,、失壓、相序等事件信息）,。

　?。?）數(shù)據(jù)采集支持定時召喚和隨時召喚兩種方式。

　?。?）對采集的數(shù)據(jù)進行一次,、二次標(biāo)度轉(zhuǎn)換，原始碼值與工程值線性轉(zhuǎn)換,、量綱轉(zhuǎn)換等,。

　　（4）系統(tǒng)將采集的信息分時段,、帶時標(biāo)存儲,，時段可由人工設(shè)定。

　?。?）系統(tǒng)可接入不同類型電表及電量采集裝置,，適應(yīng)多通道，多通訊規(guī)約的功能,，并支持自定義協(xié)議,。

　　（6）系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)修補手段 ：自動數(shù)據(jù)補采和人工歷史數(shù)據(jù)補采等,。

　?。?）系統(tǒng)支持有線和無線等多種通訊手段采集及傳輸數(shù)據(jù)。

　?。?）系統(tǒng)有數(shù)據(jù)校核功能,，如 ：主備表校核、時段數(shù)據(jù)和總數(shù)據(jù)校核,、越限檢查等,。

　　（9）系統(tǒng)方便監(jiān)視通道原始報文、運行狀態(tài),、數(shù)據(jù)解釋,、鏈路狀態(tài)等。

　?。?0）系統(tǒng)支持 GPS 對時和網(wǎng)絡(luò)對時,。

　　（11）支持主備前置終端自動,、手工切換,。

　　3.2 設(shè)備狀態(tài)信息

　　針對大型且重要生產(chǎn)設(shè)備，需較全掌握其運行狀態(tài)及健康狀態(tài)，通過設(shè)備現(xiàn)地測控裝置處獲取設(shè)備的溫度,、流量,、壓力、振動,、電流、電壓,、功率等參數(shù),，如現(xiàn)地測控裝置所采集的數(shù)據(jù)不全，則應(yīng)增設(shè)相應(yīng)的采集元件及監(jiān)測裝置,，將原始數(shù)據(jù)或統(tǒng)計結(jié)果傳輸?shù)诫娔芰考澳芎墓芾硐到y(tǒng)中,，實現(xiàn)設(shè)備的健康指標(biāo)監(jiān)測，為優(yōu)化運行及合理安排生產(chǎn)計劃提供參考,。

　　3.3 旁路代供

　　系統(tǒng)具備旁路替代功能,，將旁邊電量加入被替代線路電量，旁路代供過程處理提供了自動,、半自動,、手工三種方式，可根據(jù)實際系統(tǒng)情況選擇其中的一種或多種的組合,。

　　3.3.1 自動方式

　　系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前刀閘和開關(guān)狀態(tài)同時結(jié)合電量變化情況,，判斷出被代線路以及旁路代起始時間和終止時間，并將相應(yīng)時段旁路電量自動歸算到被代線路,。

　　3.2.2 半自動方式

　　建立旁路表和代供表的拓?fù)潢P(guān)系,，系統(tǒng)定時掃描旁路表的運行情況。發(fā)現(xiàn)某旁路表電量不為零時,，列出時間較優(yōu)匹配的電表名稱和順序并給出參考的起始時間和終止時間,。

　　3.3.3 手工方式

　　手工輸入旁路代的全部信息，系統(tǒng)根據(jù)輸入信息進行旁路代的計算,。

　　3.4 數(shù)據(jù)庫管理

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理包括對歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫的管理,，歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫均支持冗余雙服務(wù)器熱備用機制,，服務(wù)器之間自動保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

　　3.4.1 實時數(shù)據(jù)庫

　?。?）通過數(shù)據(jù)庫管理功能完成數(shù)據(jù)庫管理,、數(shù)據(jù)維護及數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)等功能,。

　?。?）B/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù),、歷史數(shù)據(jù),、用戶界面全局共享，支持接入網(wǎng)絡(luò)的用戶終端完成查詢,、調(diào)用,、參數(shù)設(shè)置等功能。

　?。?）具備標(biāo)準(zhǔn) SQL 訪問機制,，方便用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增,、刪,、改、查,。

　?。?）嚴(yán)密的雙服務(wù)器一致性。系統(tǒng)支持不同類型的實時數(shù)據(jù)庫或同一實時數(shù)據(jù)庫的備份或鏡像,，分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上,。數(shù)據(jù)庫的信息通過人機交互界面進行設(shè)置。

　　3.4.2 數(shù)據(jù)存儲歸檔

　　存儲的數(shù)據(jù)類型包括：電能量數(shù)據(jù)（如正,、反向有功和一,、二、三,、四象限無功,，復(fù)費率），瞬時量數(shù)據(jù)（如電壓,、電流）,，失壓、斷相,、相序等事件,，負(fù)荷曲線，統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,。

　　3.4.3 數(shù)據(jù)安全

　　系統(tǒng)具有完善的用戶權(quán)限管理及訪問機制,，只有授權(quán)用戶才能進行數(shù)據(jù)修改,。所有修改都記錄在事件登錄中。系統(tǒng)采用防火墻技術(shù),，以防止攻擊電能量及能耗管理系統(tǒng),。

　　3.4.4 數(shù)據(jù)校驗

　　（1）對計量終端或其它系統(tǒng)傳送來的電量數(shù)據(jù)進行合理性及完整性檢驗,，對錯誤數(shù)據(jù)及異常數(shù)據(jù)能自動辨識,、告警并做出標(biāo)記。

　?。?）系統(tǒng)提供多種自動或人工的數(shù)據(jù)修補與矯正方法,，確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和可用性,。同時所有修補數(shù)據(jù)均加以特殊標(biāo)記,，確保原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和不可修改性。

　?。?）數(shù)據(jù)校核可包括主備表校核,、時段數(shù)據(jù)和總數(shù)據(jù)校核、越限檢查,、是否已經(jīng)旁路替代等,。

　　（4）除了對電量數(shù)據(jù)本身進行校驗外,，對其它相關(guān)信息也進行處理,，如發(fā)現(xiàn)電表異常（如 PT 失壓，電表內(nèi)部故障等）系統(tǒng)給出告警信息,，并對相應(yīng)的電量數(shù)據(jù)置異常標(biāo)記,。

　　3.5 系統(tǒng)管理

　　系統(tǒng)可根據(jù)需要配置節(jié)點上運行的服務(wù)程序及相互依賴性，提供對分布式服務(wù)的統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)手段,?？筛鶕?jù)系統(tǒng)的配置自動啟動進程和關(guān)閉進程，保證某些進程的連續(xù)不間斷運行,。系統(tǒng)支持雙網(wǎng)機制,，運行時對每個網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)進行監(jiān)視。同時可對運行在各個節(jié)點上的關(guān)鍵的服務(wù)程序進行監(jiān)視,。能自動查找和定位系統(tǒng)內(nèi)的服務(wù)程序,，完成應(yīng)用程序間的通信。

　　3.6 事件,、報警

　　系統(tǒng)通過聲光報警,、消息推送、弱窗,、列表,、報警打印等手段,，對各種異常情況進行報警，提示系統(tǒng)運行人員及維護人員及時對故障進行檢查及處理,。

　　3.6.1 報警情況

　?。?）通訊異常 ：推送電能表、采集裝置對主站,、采集裝置對電能表的通訊失敗及其原因,。

　　（2）設(shè)備異常 ：包括后臺主站,、采集裝置,、電能表、傳輸設(shè)備等的軟故障或端口故障提示,。

　?。?）各種事件 ：包括通道的投退、切換等事件 ,；采集裝置的重新啟動,、關(guān)機、配置更改,、電源故障,、單點信息記錄溢出、參數(shù)不匹配,、對時等事件 ,；電能表失壓,、斷相事件等,。

　　（4）遙信變位,。

　?。?）數(shù)據(jù)異常：包括各種數(shù)據(jù)校核越限、母線平衡越限等,。

　?。?）數(shù)據(jù)不全：數(shù)據(jù)庫原始數(shù)據(jù)不全和參加計算數(shù)據(jù)不全。

　　3.6.2 歷史報警瀏覽

　　提供較全的報警檢索,、查詢,、統(tǒng)計及分析功能。

　　3.7 綜合能耗分析

　　綜合能耗分析功能通過對各種電量進行實時采集,、動態(tài)監(jiān)測,、能耗分析、節(jié)能計量,、計費,、核算,、進行行業(yè)對標(biāo)、生成分析報告等,，實現(xiàn)企業(yè)能源管理精細(xì)化,，促進節(jié)能降耗；并實時監(jiān)控設(shè)備的用電安全,，及時向安全管理人員發(fā)送報警信息,，指導(dǎo)其開展隱患治理，達(dá)到消除潛在的電氣火災(zāi)危險的目的,。

　　3.8 自動投切

　　根據(jù)場所,、時間區(qū)間、設(shè)備用電負(fù)荷,、運行時間,、運行次數(shù)等條件制定用電規(guī)則，在用戶授權(quán)許可的情況下,，實現(xiàn)回路的自動投切,，如生產(chǎn)、辦公,、路燈照明等按區(qū)域,、時段進行關(guān)閉或啟動，達(dá)到節(jié)能降耗的目的,。

　　3.9 統(tǒng)計與計算

　?。?）能夠?qū)Σ煌己祟愋停ㄓ泄Α㈩l率,、電壓,、力率）、不同考核單位,、分時段的電量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,。

　　（2）系統(tǒng)根據(jù)要求可計算出上網(wǎng)電量,、下網(wǎng)電量和穿越電量,。

　　（3）系統(tǒng)可計算出網(wǎng)損,、線損,、變損、母線平衡及主備表誤差等,。

　?。?）系統(tǒng)能實現(xiàn)對電量數(shù)據(jù)進行綜合分析、評價功能,，為電網(wǎng)運營提供參考信息,，以便及時采取措施調(diào)整供電方式,，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。

　?。?）系統(tǒng)提供靈活的自定義統(tǒng)計公式手段,，定義的公式具有時間效應(yīng)，統(tǒng)計公式除簡單累加外,，還可考慮變損系數(shù)等參數(shù),。

　　（6）系統(tǒng)對計算量分時段帶時標(biāo)的存儲,。

　　3.10 基礎(chǔ)信息管理

　　系統(tǒng)具備基礎(chǔ)信息管理功能,，對各種用電設(shè)備類型、安裝區(qū)域,、運行參數(shù)等資料進行管理,，能方便建立、刪除,、更改,、查詢設(shè)備檔案，方便運行人員查詢,、統(tǒng)計,，為完善及規(guī)范管理及用能分析提供參考。

　　3.11 報表管理

　　系統(tǒng)具有全圖形,、全漢化的顯示和打印功能的報表軟件,，人機界面良好。系統(tǒng)報表采用與 EXCEL 兼容的圖文表混排報表管理軟件,，操作方式和功能均與 EXCEL 類似,，并且支持EXCEL 文件和本系統(tǒng)報表文件的相互轉(zhuǎn)換。

　　3.12 圖形人機界面

　　系統(tǒng)提供友好的圖形人機接口,，多窗口技術(shù)可同時顯示多個窗口的圖形,，人機界面的操作及菜單系統(tǒng)風(fēng)格統(tǒng)一,，符合企業(yè)的生產(chǎn)運行習(xí)慣,。

　　系統(tǒng)中可以通過圖形工具生成各種潮流圖、接線圖,、曲線,、棒圖、地理圖,、餅圖,、工況圖等。

　　3.13 WEB瀏覽

　　系統(tǒng)采用 B/S（瀏覽器 / 服務(wù)器）結(jié)構(gòu),，提供電量數(shù)據(jù)的WEB 展示功能,，并實現(xiàn)與 SCADA/EMS 系統(tǒng),、MIS 系統(tǒng)等聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換。利用 WEB 瀏覽功能,，可以實現(xiàn)信息發(fā)布,，支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、考核結(jié)算數(shù)據(jù)和市場信息的發(fā)布,、檢索等,，同時系統(tǒng)提供安全訪問機制，即系統(tǒng)對不同類型數(shù)據(jù)提供不同的訪問權(quán)限,。

　　系統(tǒng)對向外發(fā)布的信息進行過濾和認(rèn)可,，以防止機密信息的泄漏。各用戶對網(wǎng)頁的訪問也需具備有關(guān)的權(quán)限,。

　　4 安科瑞工業(yè)能源管理系統(tǒng)介紹

　　安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化,、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?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、工藝,、車間,、產(chǎn)線、班組,、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計,、同環(huán)比分析、能源分析,、碳排分析,，為企業(yè)加強能源管理，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。

　　5 應(yīng)用場所

　　鋼鐵、石化,、冶金,、有色金屬、采礦,、醫(yī)藥,、水泥、煤炭,、造紙,、化工、物流,、食品,、水廠、電廠,、供熱站,、軌道交通、航空工業(yè),、木材,、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院,、學(xué)校,、酒店、寫字樓以及汽車制造,、機電設(shè)備,、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè),。

　　6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊,，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后,，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方,，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

　　系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層,。

　　現(xiàn)場設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電,、氣等參量采集測量的各類型的儀表等,，也是構(gòu)建該配電、耗水,、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表,、溫濕度控制器,、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表,、冷熱量表等,。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備,。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲,，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失,。

　　平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置,。

　　平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

7 系統(tǒng)功能

　　平臺采用自動化,、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)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,。實時監(jiān)測企業(yè)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)加強能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力,，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù),。

　　7.1平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼,，進行登錄,，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

7.2大屏展示

　　用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面,，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo),、產(chǎn)值、異常,、排名,、占比,、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗,、產(chǎn)值等相關(guān)信息,。

7.3首頁

　　首頁展示峰谷平用電、變壓器情況,、年能耗趨勢,、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù),。

7.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

　　對企業(yè)各點位的能源使用,、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點位的運作情況,，同時能更快的掌握點位的報警,，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐,。

　　能源實時監(jiān)控：對于水,、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測,，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖,、能流圖,、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量網(wǎng)絡(luò)圖等功能,。

　　能流圖：需要在能流圖上對水,、電、氣的消耗情況進行實時展示,；當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類,，同時支持APP推送,、手機短信,、郵件,、釘釘,、語音播報,、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

　　配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖,，實時展示接入的門禁,、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù),、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù),。

　　實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠,、車間,、工序、設(shè)備的當(dāng)年,、季度,、月、周,、日,、班次等能耗值；

　　數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域,、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù),；

　　檢測：對能源報警信息進行集中顯示,，可以對報警閾值信息進行相關(guān)處理操作,，可以對報警參數(shù)進行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報警,，可提供報警重要性等級分類,，具備APP推送、手機短信,、郵件,、釘釘、語音播報,、系統(tǒng)彈窗等報警提示,；

7.5視頻監(jiān)控

　　接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況,。

7.6變壓器監(jiān)控

　　展示各電壓器的負(fù)載情況,，從而可以為變壓器配備情況進行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,，找出更好的運行模式,。根據(jù)運行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗,，使電能損失降低,。

7.7儀表實時監(jiān)控

　　展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示,。

7.8能源中控

　　將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個看板中,，能從多個維度對比分析,，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗,，能源成本,，標(biāo)煤排放等的情況。

7.9用能統(tǒng)計

　　從能源使用種類,、監(jiān)測區(qū)域,、車間、生產(chǎn)工藝,、工序,、工段時間、設(shè)備,、班組,、分項等維度，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,、同比、環(huán)比分析,、實績分析,，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗,、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計,，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,。

7.10 成本分析

　　統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當(dāng)年,、季度,、月、周,、日各類能源消耗費用,，其中電包括峰電量、峰電費,、谷電量,、谷電費以及平均電量和平均電費。

7.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

　　與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,，通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖,，并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo),，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。

7.12績效分析

　　對各類能源使用,、消耗,、轉(zhuǎn)換，按班組,、區(qū)域,、車間,，產(chǎn)線,、工段、設(shè)備等進行日,、周,、月、年,、時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標(biāo)進行KPI比較考核,，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理,。

　　7.13運行監(jiān)測

　　系統(tǒng)對區(qū)域,、工段、設(shè)備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集,，監(jiān)測設(shè)備及工藝運行狀態(tài),，如溫度、濕度,、流量,、壓力、速度等,，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視,。可直接從動態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù),，支持按能源種類,、車間、工段,、時間等維度查詢相關(guān)能源用量,。

7.14自定義能耗報表

　　用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表,，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗,，單耗,，成本，綜合能耗等信息,，并同比,、環(huán)比報表，支持導(dǎo)出報表,。

7.15同比,、環(huán)比

　　提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日,、月,、年）的同比、環(huán)比分析,，分類,、分時段、分項（地點,、機構(gòu),、設(shè)備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖,、堆積圖等）,。

同比

環(huán)比

　　7.16分析報告

　　以年、月,、日對企業(yè)的能源利用情況,、線路損耗情況、設(shè)備運行情況,、運維情況等進行仔細(xì)的統(tǒng)計分析,，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力,。

7.17能耗設(shè)備用能

　　監(jiān)控耗能設(shè)備運行,、停機及異常狀態(tài)，及時解決設(shè)備故障停運導(dǎo)致無法正常生產(chǎn),。

7.18線損分析

　　根據(jù)節(jié)點,、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù),，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題,，提醒用戶及時進行干預(yù)。

7.19碳排放管理

　　按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比分析,。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算,，并結(jié)合減排指標(biāo)實現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平,，促進碳達(dá)峰目標(biāo)實現(xiàn),。

　　7.20電能質(zhì)量監(jiān)測

　　實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度,、功率因數(shù)等,，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障,。

　　7.21運維管理

　　系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計劃,、派工、消缺,、報修,、派工等設(shè)備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃,、派工,，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單,、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺，進行故障報修,、跟進維修進度,，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要,。

7.22報警管理

　　針對于電氣正常開展,、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警,、電氣火災(zāi)隱患報警,、能耗超標(biāo)報警、限電報警等,，幫助企業(yè)提前預(yù)警,，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報警,，可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理,。

7.23能耗抄表

　　可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項,。

7.24能耗分析自定義時間抄表

　　可自定義時間段內(nèi)各個拓?fù)涔?jié)點的能耗值,，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

7.25容需量報表

　　提供容需量報表,，實時展示容量需量價格的變化情況,，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需,，降低基本電費。

　　7.26復(fù)費率報表

　　對尖,、峰,、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析,，為企業(yè)分時用電,，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

7.27文檔管理

　　對國標(biāo),、能源管理制度,、能源指標(biāo)體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔,。對儀表臺賬進行系統(tǒng)管理,，支持文件的上傳和下載。

7.28 3D可視化大屏

　　對場景進行虛擬仿真,，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況,，可實現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場展示,、風(fēng)格切換,、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定,。

7.29 3D子系統(tǒng)

　　對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真,，展示子系統(tǒng)的動力管線、設(shè)備的實時狀態(tài)及能源消耗情況,，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果,。

7.30工業(yè)組態(tài)

　　可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運行狀態(tài)及能源消耗情況,，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù),。

7.31自定義駕駛艙

　　可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖,、餅圖,、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API,、數(shù)據(jù)庫查詢,、MQTT、Excel等方式,。

7.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

　　對系統(tǒng)的項目,、探測器、設(shè)備型號、電參量,、節(jié)點,、能源、公示,、及相關(guān)參數(shù)進行配置,、修改、刪除等管理,、進行用戶添加和授權(quán)管理,、合同管理。

7.33手機APP

　　APP支持Android,、iOS操作系統(tǒng),，方便用戶按能源分類、區(qū)域,、車間,、工序、班組,、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗,、產(chǎn)線比對、效率分析,、同環(huán)比分析,、能耗折標(biāo)、事件記錄,、運行監(jiān)視,、異常報警、配電圖,、工藝流程圖、能流圖,。

7.34知識產(chǎn)權(quán)證書

8 系統(tǒng)硬件配置

　　9 結(jié)語

　　電能量及能耗管理系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)用電量的實時采集,、數(shù)據(jù)處理、能耗分析,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明化,，并結(jié)合設(shè)備用電計劃及用電情況，對用電回路進行自動投切,，為達(dá)到節(jié)能降耗指標(biāo)要求,，制定合理的運行方式，優(yōu)化運行模式,，提高了生產(chǎn)企業(yè)用電效率,，減少浪費及損耗。本文僅涉及對智能電能儀表及相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，通過對功能的擴充,，可以方便接入對智能水表,、熱量儀表、環(huán)境監(jiān)測終端等的監(jiān)測,，實現(xiàn)綜合性的能耗管理,。提高生產(chǎn)企業(yè)的自動化水平及管理效能，達(dá)到實際意義上的節(jié)能降耗,，能為生產(chǎn)企業(yè)帶來可持續(xù)的經(jīng)濟效益,。

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