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(jìn)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(jì)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(jìn)行信息交換,，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的有機(jī)相合。根據(jù)用電計劃,、用電情況,、能耗情況，為優(yōu)化運(yùn)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(jì)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(shí)用,、經(jīng)濟(jì)的原則，以實(shí)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(jī)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(jìn)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(yùn)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(diǎn)

　　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(shí)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(jī)、無線發(fā)射裝置,、傳輸電纜等組成,。主要完成前端實(shí)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(jìn)行組合調(diào)整，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展及適應(yīng)性,，每一層的模塊可以獨(dú)立完成相應(yīng)的功能,，實(shí)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(kuò)展性。

　　2.3 實(shí)時數(shù)據(jù)庫和商用數(shù)據(jù)庫的有機(jī)結(jié)合

　　實(shí)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(hù),，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(yùn)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(jī)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(jìn)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(shí)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

　?。?）提供斷點(diǎn)自動續(xù)傳功能,，對未及時采集到的電量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行自動補(bǔ)采。

　?。?）提供自動,、手工電量原始數(shù)據(jù)修補(bǔ)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(yàn)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(hù)性

　　支持遠(yuǎn)程對采集器及變送器（電能表）進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)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?？梢赃M(jìn)行定制的告警,。

　　2.10 友好的人機(jī)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(shí)時顯示靈活方便的切換，并實(shí)現(xiàn)所見即所得的編輯結(jié)果生成功能,。

　　2.11 功能強(qiáng)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(qiáng)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

　?。?）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。

　　（3）對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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,。

　?。?）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,。

　　（5）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,。

　?。?）系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)修補(bǔ)手段 ：自動數(shù)據(jù)補(bǔ)采和人工歷史數(shù)據(jù)補(bǔ)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),。

　　（8）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,。

　?。?）系統(tǒng)方便監(jiān)視通道原始報文、運(yùn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的健康指標(biāo)監(jiān)測，為優(yōu)化運(yùn)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(shí)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(yùn)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(jìn)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(shí)時數(shù)據(jù)庫的管理,，歷史數(shù)據(jù)庫和實(shí)時數(shù)據(jù)庫均支持冗余雙服務(wù)器熱備用機(jī)制，服務(wù)器之間自動保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性,。

　　3.4.1 實(shí)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(hù)及數(shù)據(jù)備份,、恢復(fù)等功能,。

　　（2）B/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)實(shí)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(jī)制，方便用戶實(shí)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(shí)時數(shù)據(jù)庫或同一實(shí)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(diǎn)上,。數(shù)據(jù)庫的信息通過人機(jī)交互界面進(jìn)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(fèi)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(jī)制,，只有授權(quán)用戶才能進(jìn)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(yàn)

　　（1）對計量終端或其它系統(tǒng)傳送來的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性及完整性檢驗(yàn),，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(bǔ)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(bǔ)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(jìn)行校驗(yàn)外,，對其它相關(guān)信息也進(jìn)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(diǎn)上運(yùn)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(jìn)程和關(guān)閉進(jìn)程，保證某些進(jìn)程的連續(xù)不間斷運(yùn)行,。系統(tǒng)支持雙網(wǎng)機(jī)制,，運(yùn)行時對每個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。同時可對運(yùn)行在各個節(jié)點(diǎn)上的關(guān)鍵的服務(wù)程序進(jìn)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(jìn)行報警,，提示系統(tǒng)運(yùn)行人員及維護(hù)人員及時對故障進(jìn)行檢查及處理,。

　　3.6.1 報警情況

　　（1）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。

　?。?）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,。

　　（3）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(jī)、配置更改,、電源故障,、單點(diǎn)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,。

　?。?）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(jìn)行實(shí)時采集、動態(tài)監(jiān)測,、能耗分析,、節(jié)能計量、計費(fèi),、核算,、進(jìn)行行業(yè)對標(biāo)、生成分析報告等,，實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源管理精細(xì)化,，促進(jìn)節(jié)能降耗；并實(shí)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(yùn)行時間,、運(yùn)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(shí)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(jìn)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?、頻率,、電壓,、力率）、不同考核單位,、分時段的電量數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析、評價功能,，為電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)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)。

　?。?）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(yùn)行參數(shù)等資料進(jìn)行管理，能方便建立,、刪除,、更改,、查詢設(shè)備檔案，方便運(yùn)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(jī)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(jī)界面

　　系統(tǒng)提供友好的圖形人機(jī)接口,，多窗口技術(shù)可同時顯示多個窗口的圖形,，人機(jī)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(yùn)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(shí)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(shí)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(jī)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(jìn)行過濾和認(rèn)可,，以防止機(jī)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(shí)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(jìn)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(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。

　　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(jī)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(jī)APP查看各處的運(yùn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)位的能源使用,、報警等情況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點(diǎn)位的運(yùn)作情況,，同時能更快的掌握點(diǎn)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(shí)時監(jiān)控：對于水,、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)行實(shí)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(jī)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(shí)情況畫入配電圖,，實(shí)時展示接入的門禁、水浸,、電水氣等儀表的實(shí)時參數(shù),、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

　　實(shí)時統(tǒng)計：實(shí)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(shí)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(jìn)行集中顯示，可以對報警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作,，可以對報警參數(shù)進(jìn)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(jī)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(shí)時掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)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(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃,。通過各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,，找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)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(shí)時監(jiān)控

　　展示各個水電氣儀表的實(shí)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(shí)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(xiàng)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(shí)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(fèi),。

7.10 成本分析

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

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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yùn)行監(jiān)測

　　系統(tǒng)對區(qū)域,、工段,、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,，監(jiān)測設(shè)備及工藝運(yùn)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(yùn)行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(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(diǎn)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(xiàng)（地點(diǎn)、機(jī)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(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計分析,，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況,，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,，從而找出改善點(diǎn),，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(yùn)行,、停機(jī)及異常狀態(tài),，及時解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。

7.18線損分析

　　根據(jù)節(jié)點(diǎn),、能源分類,，查詢各個節(jié)點(diǎn)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(fèi)的問題,，提醒用戶及時進(jìn)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(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)行同環(huán)比分析,。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計算,，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平,，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn),。

　　7.20電能質(zhì)量監(jiān)測

　　實(shí)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(yùn)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(yùn)維管理，方便運(yùn)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(jìn)行故障報修、跟進(jìn)維修進(jìn)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(shí)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(jìn)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(xiàng),。

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(diǎn)的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項(xiàng),。

7.25容需量報表

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

　　7.26復(fù)費(fèi)率報表

　　對尖、峰,、平,、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)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(jìn)行歸檔,，可快速查詢相關(guān)文檔。對儀表臺賬進(jìn)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(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況,，可實(shí)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(diǎn)位的自定義綁定。

7.29 3D子系統(tǒng)

　　對各動力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線,、設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)及能源消耗情況,，可實(shí)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(yùn)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(xiàng)目,、探測器,、設(shè)備型號、電參量,、節(jié)點(diǎn),、能源、公示,、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置,、修改、刪除等管理,、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理,、合同管理。

7.33手機(jī)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(yùn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)用電量的實(shí)時采集、數(shù)據(jù)處理,、能耗分析,，實(shí)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(jìn)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(yùn)行方式,，優(yōu)化運(yùn)行模式,，提高了生產(chǎn)企業(yè)用電效率，減少浪費(fèi)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(kuò)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(shí)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(shí)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(jì)效益,。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]楊莉.淺談電能量及能耗管理系統(tǒng)設(shè)計[J].電力系統(tǒng)裝備,2019:226-228.

　　[2]郭飛.電廠電能計量管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]鄭州:鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

　　[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與選型手冊.2022.05版.

　　[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.