能源管控平臺在碳達峰行動中的應用

一引言

近日，《2030年前碳達峰行動方案》中針對“節(jié)能降碳增效行動”細則明確指出：提升節(jié)能管理能力。推行用能預算管理，強化固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查，對項目用能和碳排放情況進行綜合評價，從源頭推進節(jié)能降碳。提高節(jié)能管理信息化水平，完善用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，建立全國性、行業(yè)性節(jié)能技術(shù)推廣服務平臺，推動高耗能企業(yè)建立能源管理中心。完善能源計量體系，鼓勵采用認證手段提升節(jié)能管理水平。

《國家發(fā)展改革委關(guān)于進一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價市場化改革的通知》（發(fā)改價格〔2021〕1439號），提出調(diào)整燃煤發(fā)電交易價格上下浮動范圍為均不超過基準電價的百分之20，并明確該文件于10月15日起實施。今年下半年，各省區(qū)市紛紛出臺相關(guān)政策通知，合理調(diào)整上網(wǎng)電價浮動范圍，更好引導用戶削峰填谷、改善電力供需狀況。

天津：全部10千伏及以上工商業(yè)用戶均應參與市場化交易

內(nèi)蒙古：電價上浮百分之80

新疆：峰谷電價差可達0.6元/kWh以上

廣西：高耗能企業(yè)電價上浮百分之50

貴州：峰段電價以平段電價為基礎(chǔ)上浮百分之50

云南：調(diào)整工商業(yè)電價上浮百分之50

山東：電價上浮百分之19.8

江蘇：交易電價上浮近百分之20，可達469.2元/兆瓦時

浙江：延長用電尖峰時段，拉大峰谷分時電價價差

二、政策解讀

浙江省對于單位產(chǎn)品用能超過能耗限額標準的，企業(yè)綜合能耗按當量值折算成用電量，按照超過限額能耗標準0~百分之5（含）、百分之5~百分之10（含）、百分之10以上三檔執(zhí)行懲罰性電價加價。懲罰性電價實行“超過限額標準全電量加價”制度。該項意見的實施對很多高能耗企業(yè)將是生死攸關(guān)的大事。意見所列的高能耗行業(yè)大部分都是毛利率非常低的，以金屬制品行業(yè)來分析，根據(jù)業(yè)內(nèi)12家上市公司年報披露，2020年度行業(yè)營業(yè)總收入均值為112.06億元，毛利率均值為百分之18.67，而這些企業(yè)成本很大一部分為用電成本，如果真的觸發(fā)加價機制，那么很多企業(yè)可能會虧損。限電令下，企業(yè)開工率備受影響，運營難度加大，需要一套科學精細的方案實時監(jiān)測企業(yè)生產(chǎn)負荷，避免因負荷超限斷電造成生產(chǎn)停頓。

對于高耗能電力企業(yè)，要實現(xiàn)節(jié)能降耗目標，一是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和流程結(jié)構(gòu)，淘汰落后工藝。二是按照開源、降耗、節(jié)能、增效的原則，利用好新能源和技術(shù)創(chuàng)新，以智慧能源管理平臺等輔助管理手段提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。

三、企業(yè)能源需求分析

3.1掌握生產(chǎn)概況

3.2掌握能源消耗和費用支出情況，考量是否合理，是否有節(jié)能空間

3.3明確生產(chǎn)組織是否經(jīng)濟運行

3.4掌握生產(chǎn)詳情

3.5快速問題根源追溯

3.6能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程是否可以優(yōu)化

3.7掌握績效情況，量化人員差距

3.8提高能源利用率和設(shè)備利用率，降低能源消耗

3.9人工抄表統(tǒng)計工作量大，存在人為誤差；抄表人員與強電接觸、或登高作業(yè)存在安全隱患

3.10掌握生產(chǎn)過程中的實時能耗

3.11掌握產(chǎn)生問題的技術(shù)原因

3.12及時排除設(shè)備故障，避免影響生產(chǎn)

四、安科瑞能源管控解決方案

4.1企業(yè)能源管控平臺

Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺適用于高能耗生產(chǎn)型企業(yè)，通過采集企業(yè)電、水、氣、熱、煤、新能源(光伏、儲能)等各種能源數(shù)據(jù)，并計算車間、產(chǎn)線、工序、班組能耗以及產(chǎn)品單耗，并和能耗限額標準值進行對比，讓管理者實時掌握能耗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)落后產(chǎn)能，挖掘節(jié)能潛力，并預測企業(yè)未來生產(chǎn)能耗，對標碳達峰行業(yè)標準，降低企業(yè)總能耗和產(chǎn)品單耗，規(guī)避加價措施。

4.2 用能企業(yè)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測

安科瑞用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)Acrel-5010按照《關(guān)于進一步推動用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的通知》文件和《NHJC-2018 用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)》系列標準要求，為企業(yè)接入端系統(tǒng)提供解決方案，完成用能單位能耗數(shù)據(jù)的采集和上傳，加強能源消費總量和強度“雙控”形式分析和預測預警，推動完成“雙控”目標任務。

安科瑞能源管控系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有良好的可靠性與實時性，主要由現(xiàn)場感知層（能源計量終端）、網(wǎng)絡(luò)層（通訊管理終端）和平臺層（能源監(jiān)控平臺）三個部分組成。

● 感知層：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傳感器?？蔀楸竟靖飨盗袔ㄓ嵕W(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商的水表、氣表、冷熱量表等。

● 網(wǎng)絡(luò)層：智能網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備層數(shù)據(jù)，進行規(guī)約轉(zhuǎn)換及存儲，將數(shù)據(jù)上傳至管理平臺。

● 平臺層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，可在PC端或移動端實現(xiàn)應用。

· 能源管控系統(tǒng)優(yōu)勢·

● 電能質(zhì)量：① 諧波含量；② 三相不平衡度，在線監(jiān)測電能質(zhì)量情況。

● 安全用電：① 設(shè)備檢測，保證安全運行；② 電氣火災預警，預防事故。

● 及時發(fā)現(xiàn)和定位故障隱患，并快速干預切除，保證能源供應安全。

● 優(yōu)化用能策略：① 根據(jù)用電情況實現(xiàn)“容改需”，降低基本電費；② 實現(xiàn)削峰填谷，節(jié)省能源費用。實現(xiàn)空調(diào)應用的管理節(jié)能。

● 少人或者無人值守，降低人力成本。通過數(shù)據(jù)分析，針對部門建立數(shù)據(jù)考核機制，可實現(xiàn)辦公節(jié)能10%左右。

● 能源在線監(jiān)測，防止用能異常和低效，提高能源利用效率和智能化管理水平。

●（電、冷、熱、水）能源供應、消費和服務的數(shù)字化，應用實現(xiàn)能源一體化系統(tǒng)集成，為企業(yè)提供綜合能源服務的新業(yè)態(tài)。

● 強大的數(shù)據(jù)分析、預測、KPI考核及報表功能，以及數(shù)據(jù)處理功能。

● 可以根據(jù)客戶的實際需求進行定制，支持私有云部署。

● 模塊化平臺開發(fā)和部署實施，基于物聯(lián)網(wǎng)大平臺的架構(gòu)，產(chǎn)品成熟穩(wěn)定，平臺建設(shè)周期短。

● 靈活擴展系統(tǒng)規(guī)模及功能，可與用戶已有的信息系統(tǒng)進行無縫的數(shù)據(jù)交互。

● 為客戶提供軟硬件一體化的解決方案。

● 節(jié)能管理，為用戶提供變壓器/電動機是否經(jīng)濟運行、電能質(zhì)量情況、耗能設(shè)備能效、節(jié)能量等數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

● 免費遠程升級。

· 配套產(chǎn)品介紹 ·

● 終端設(shè)備-導軌式電能表DTSD1352

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（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：支持2路獨立485通訊，Modbus RTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應，兩路485可獨立設(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，標準DIN35導軌安裝

● 終端設(shè)備-電能質(zhì)量分析儀表APM810

實時監(jiān)測：電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率

電能計量：四象限有功電能、無功電能、視在電能

脈沖輸出：有功、無功電能脈沖輸出

需量監(jiān)測：有功、無功、視在功率的需量

電能質(zhì)量：電壓、電流不平衡度、諧波畸變率，2~63次諧波含有率

數(shù)據(jù)記錄：電壓、電流、功率統(tǒng)計，順序事件記錄

開入開出：標配2路開關(guān)量輸入（可選8路）、2路開關(guān)量輸出

通訊：RS485接口、MODBUS-RTU通訊協(xié)議、以太網(wǎng)口可選

顯示：液晶

安裝方式：嵌入式

安裝位置：開關(guān)柜、配電柜

用途：電能質(zhì)量、電能計量

· 能源管控系統(tǒng)功能 ·

首頁

直觀了解企業(yè)當前總體用能情況。

●企業(yè)綜合能耗及預測趨勢曲線；

●企業(yè)能耗總值顯示；

●企業(yè)三維模型數(shù)據(jù)/gis地圖展示；

●企業(yè)分項用能展示；

●年、月、日綜合能耗及成本；

●能耗設(shè)備能耗；

●區(qū)域能耗柱狀圖展示。

數(shù)據(jù)監(jiān)視

對能源系統(tǒng)運行過程中關(guān)鍵的用能狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢、耗能設(shè)備的運行狀態(tài)以及系統(tǒng)運行報警事件進行實時監(jiān)視，確保整個能源供給、轉(zhuǎn)換和消耗過程的安全、可靠和穩(wěn)定。

●實時監(jiān)控企業(yè)，區(qū)域，車間，產(chǎn)線，工序，設(shè)備的全電參量。水、燃氣、壓縮空氣等系統(tǒng)各分支管道分布示意圖及流量、壓力、溫度等參數(shù)狀態(tài)。

●變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖展示，實現(xiàn)對電參量以及開關(guān)斷路器狀態(tài)的實時監(jiān)視，支持遠程分合閘。

生產(chǎn)工藝及設(shè)備工況監(jiān)控

實時監(jiān)控企業(yè)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備運行工況，及時掌握企業(yè)的生產(chǎn)狀況，確保設(shè)備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

●過壓、過流、欠壓、越限等事件實時監(jiān)視，及時解決設(shè)備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。

●實時監(jiān)測設(shè)備運行狀況進行，主要包括啟動停機狀態(tài)及持續(xù)時間等。

變壓器監(jiān)控

監(jiān)測各變壓器負載情況，從而為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比，測算變壓器損耗，找出變壓器經(jīng)濟運行區(qū)間。根據(jù)變壓器經(jīng)濟運行區(qū)間，調(diào)整負載，從而降低變壓器損耗，節(jié)約電量。

●監(jiān)測各變壓器電力負荷、電流、電壓、需量等電參量數(shù)據(jù)情況。

●展示各個變壓器各個時間段平均負荷情況。

能源平衡及損耗分析

為企業(yè)電、水、汽等能源在轉(zhuǎn)換、運輸、使用過程中的各個環(huán)節(jié)提供能量平衡分析，及時的發(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。通過統(tǒng)計重要用能環(huán)節(jié)的能源供給量和能源消耗量計算兩者之間的差值損耗量，來評估各環(huán)節(jié)的用能損耗程度。幫助用戶發(fā)現(xiàn)并糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低能源綜合運行成本。

●能流圖展示整個企業(yè)生產(chǎn)過程的能源流向情況，方便企業(yè)找出能源流向中的異常。

●對整個企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗進行計量，計算整個線路上的損耗，便于排查漏電漏水等情況。

能耗統(tǒng)計

對企業(yè)各級的電、水、氣消耗進行計量，實現(xiàn)整個企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。通過對比不同區(qū)域等的能耗數(shù)據(jù)情況，了解不同對象區(qū)域等的能耗規(guī)律，自動對這些對象進行能耗排名，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。

●對計量監(jiān)測對象的用能按日、周、月、季、年進行同環(huán)比分析。

●生成企業(yè)各節(jié)點的日、周、月、季、年用能報表。

●對計量監(jiān)測對象進行用能排名。

●對未來企業(yè)能耗趨勢進行預測分析，為節(jié)能提供決策依據(jù)。

分項用能統(tǒng)計

對企業(yè)的分項用能進行計量及統(tǒng)計，通過分析用能趨勢，及時掌握企業(yè)分項用能趨勢情況。即時發(fā)現(xiàn)分項用能異常，調(diào)整策略，改善用能，節(jié)約能源

●系統(tǒng)提供對企業(yè)分項用能的分項統(tǒng)計。根據(jù)分項，用柱狀圖以及餅圖，展示各分項用能情況，直觀，清晰。通過用能趨勢，及時掌握企業(yè)分項用能趨勢情況。

●系統(tǒng)提供對各種能源計量單位提供查詢各個分項用能的同比環(huán)比情況。

單耗統(tǒng)計

與企業(yè)生產(chǎn)對接，通過生產(chǎn)用能計量，結(jié)合產(chǎn)量，計算產(chǎn)品單耗，并進行同比和環(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，從而降低用能及成本。

●與企業(yè)MES系統(tǒng)對接自動導入或人工錄入產(chǎn)品產(chǎn)量，計算產(chǎn)品單耗。

●對各企業(yè)節(jié)點的單耗排名。

對電、水、氣等分類能源周期內(nèi)的費用進行統(tǒng)計分析，以了解整個企業(yè)能源費用成本的詳細分布情況。通過對多個考核區(qū)域進行耗能成本對比分析，為用戶建立績效獎懲機制和日常管理提供真實、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

能源成本分析

●對企業(yè)、車間的電、水、氣等分類能源消耗費用進行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比以及占比分析。

●結(jié)合歷史成本的數(shù)據(jù)特性，基于數(shù)據(jù)分析模型，采用數(shù)據(jù)預測算法，對未來的能源成本進行預測，幫助用戶及時管理和調(diào)整成本預算計劃。

績效分析

對企業(yè)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、年等時間維度進行績效分析，按照能源計劃或制定的績效指標進行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。

用戶分析報告

為企業(yè)的管理人員提供能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果匯總和分析結(jié)論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說明。包括企業(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，用能趨勢排名，能耗排名，綜合能耗排名等，讓用戶了解系統(tǒng)的運行情況。

●方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點。

●對比分析實施節(jié)能措施前后的用能情況，以此來評判節(jié)能措施的實施效果，為企業(yè)節(jié)能提供幫助，提高經(jīng)濟效益，挖掘節(jié)能潛力。

●測算變壓器損耗，找出變壓器經(jīng)濟運行區(qū)間。根據(jù)變壓器經(jīng)濟運行區(qū)間，調(diào)整負載，從而降低變壓器損耗，節(jié)約電量。

五、案例分析

1、江陰華西鋼廠能管平臺

華西鋼廠能源管控平臺通過建立企業(yè)在線監(jiān)測及分析管理平臺在保證車間用能安全、設(shè)備安全、人員安適的條件下，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，基于對車間用能分析和能耗模型仿真、用能構(gòu)成和成本分攤分析和診斷、以及車間能效水平對標，確定車間能效基準，制訂車間節(jié)能目標，并通過強化節(jié)能管理、優(yōu)化用能設(shè)備運行方式、提高車間能源質(zhì)量水平等措施，達到產(chǎn)線能耗、降低設(shè)備能耗、以及區(qū)域能耗，提高車間能效水平的節(jié)能降耗總體目標。

目前系統(tǒng)采用本地化部署的方式，已經(jīng)接入了水表36個、電表67個、氣表118個共計218個，其中氣表通過plc轉(zhuǎn)modbus tcp轉(zhuǎn)發(fā)到采集平臺，實現(xiàn)了對華西鋼廠廠區(qū)、轉(zhuǎn)爐車間、連鑄車間、能介車間、原料車間、運轉(zhuǎn)車間、設(shè)備室車間、動力部、綜合部、質(zhì)管部、轉(zhuǎn)爐工序、非轉(zhuǎn)爐工序的電，工業(yè)新水、天然氣、蒸汽、氧氣、氮氣、壓縮空氣、切割氣、煤氣、高爐煤氣等多種能源類型的集中管理。

2、新疆眾和電極箔公司能源平臺

新疆眾和電極箔公司是新疆眾和股份有限公司旗下的生產(chǎn)公司。由于電極箔的生產(chǎn)工藝是將精鋁（也稱高純鋁）經(jīng)過軋制、腐蝕、化成等一系列工序加工而成，生產(chǎn)過程中會消耗大量的純水和電，這兩部分的費用占總生產(chǎn)成本的很高比例。

為了更深入地掌握目前電極箔生產(chǎn)公司能源規(guī)劃落地的實際情況，保證電極箔生產(chǎn)公司內(nèi)能效指標和節(jié)能目標的貫徹執(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，持續(xù)推進節(jié)能減排、實現(xiàn)用能精細化管理。

項目監(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。

六、結(jié)束語

隨著雙碳目標的提出以及限電政策的實施，各地方政府都在逐步出臺碳達峰實施方案以及能耗雙控等措施確保向目標逐步推進，高能耗企業(yè)如果不會合理運用能效系統(tǒng)，不重視生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)將難以保證正常生產(chǎn)，企業(yè)盈利能力也會收到較大限制。

審核編輯黃宇