深度解讀智慧能源管理系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用價(jià)值與實(shí)踐

安科瑞魯一揚(yáng)15821697760

摘要

鋼鐵行業(yè)作為能源高密集型產(chǎn)業(yè)，在能源利用和碳排放方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。于 “雙碳” 目標(biāo)背景下，強(qiáng)化鋼鐵企業(yè)能源管理、提升能源利用效率，對(duì)推動(dòng)行業(yè)綠色發(fā)展、達(dá)成碳中和目標(biāo)具有重大現(xiàn)實(shí)與深遠(yuǎn)歷史意義。為此，本文提出構(gòu)建適配企業(yè)發(fā)展的智慧能源管理平臺(tái)，其以綜合能源協(xié)同利用為核心，借助精細(xì)化計(jì)量、科學(xué)核算與智能調(diào)控手段，有效降低碳排放和用能成本。

關(guān)鍵詞

碳中和；碳排放；智慧能源

1. 引言

當(dāng)前，我國(guó)在碳中和與降碳方面已獲顯著進(jìn)展。政府積極推動(dòng)雙碳工作，采取系列節(jié)能減排和低碳發(fā)展措施，全國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，為企業(yè)減排溫室氣體、促進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型搭建重要平臺(tái)。同時(shí)，社會(huì)各界對(duì)雙碳工作關(guān)注度持續(xù)提升，積極參與降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)行動(dòng)，推動(dòng)生產(chǎn)生活方式低碳化、綠色化 [3]。然而，我國(guó)在碳中和與降碳工作中仍面臨挑戰(zhàn)與不足。其一，產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型受穩(wěn)增長(zhǎng)、降成本、促創(chuàng)新等多重約束，在轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，如何在保障經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同時(shí)降低碳排放、提高能源利用效率、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)是亟待解決的問題。其二，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是重大挑戰(zhàn)，我國(guó)能源消費(fèi)仍以化石能源為主，加快清潔能源發(fā)展，解決能源安全保障、機(jī)制理順和技術(shù)創(chuàng)新問題是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵 [4]。最后，區(qū)域發(fā)展不平衡加大了雙碳工作統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度，不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在差異。因此，構(gòu)建一套契合企業(yè)發(fā)展、滿足綜合能源協(xié)同利用且能有效降低碳排放和用能成本的智慧能源管理平臺(tái)意義重大。

1.1 現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管理系統(tǒng)的控制與服務(wù)方向

工業(yè)制造業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，近年來面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、能源消耗高等問題?；诜謱邮侥茉磾?shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，現(xiàn)代企業(yè)智能化能源控制與服務(wù)主要涵蓋數(shù)據(jù)采集、篩選處理與分析，以及生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制、能源消耗與利用等管理方向。

1.1.1 數(shù)據(jù)采集、篩選處理與分析

能源管理控制系統(tǒng)的信息采集層，利用現(xiàn)場(chǎng)采集儀表、異構(gòu)通訊采集設(shè)備等，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)工藝、能源消耗與應(yīng)用數(shù)據(jù)信息，并通過現(xiàn)場(chǎng)控制中心對(duì)采集層信息進(jìn)行簡(jiǎn)單篩選與處理，為生產(chǎn)工藝與流程監(jiān)視、報(bào)警提供參考依據(jù)。

1.1.2 生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制

工業(yè)或熱電企業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗監(jiān)測(cè)，主要通過能源管理控制系統(tǒng)收集內(nèi)部不同生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，包括產(chǎn)品生產(chǎn)運(yùn)行信息、能源使用信息，整合多種生產(chǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，并與過限報(bào)警、故障報(bào)警裝置連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備安全運(yùn)行中的能源信息監(jiān)控目標(biāo)。

1.1.3 能源消耗與利用

工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)的處理與管理，依據(jù)能源管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理層、決策層，對(duì)電力、燃?xì)?、蒸汽與壓縮空氣等能源進(jìn)行全面監(jiān)控、處理與分析。然后利用能源消耗、能源調(diào)度的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，作為生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)、能源消耗預(yù)測(cè)、能源負(fù)荷平衡、成本控制與優(yōu)化的依據(jù)，完成一系列能源數(shù)據(jù)的決策應(yīng)用。

2、軟件模塊設(shè)置

現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管控平臺(tái)主要基于 Windows 操作系統(tǒng)、SCADA 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制軟件，開展現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件數(shù)據(jù)測(cè)量、運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化監(jiān)控控制、信號(hào)報(bào)警等工作。在這一能源消耗與應(yīng)用管理任務(wù)執(zhí)行過程中，由域服務(wù)器、其他管理與備份服務(wù)器支持，在 SCADA 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、處理與管理系統(tǒng)中設(shè)置信號(hào)濾波、量程轉(zhuǎn)換、用戶腳本執(zhí)行、事件記錄、報(bào)警檢查、歷史存儲(chǔ)等組件。

智能化能源管控平臺(tái)的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨后借助網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、PLC 可編程邏輯控制器、RTU 遠(yuǎn)程終端單元、Web 服務(wù)器等軟硬件，搭建能源管控系統(tǒng)后臺(tái)、交互的人機(jī)界面 (HMI)。當(dāng)多種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、電力或熱能能源子站接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，域服務(wù)器確定以下信息：(1) 此網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的 IP 地址是否屬于本域內(nèi)；(2) 用戶賬號(hào)是否存在、登錄信息輸入是否正確，若有一項(xiàng)不正確則拒絕登錄；(3) 在域服務(wù)器中部署 DNS 服務(wù)，使用 DNS 解析子站域名，并通過域名轉(zhuǎn)換與子站主機(jī)的 IP 地址一一對(duì)應(yīng)。

完成能源子站的用戶身份及權(quán)限驗(yàn)證后，在 Historian 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Oracle 服務(wù)器、PI 數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，能源管控中心系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集、處理指令信號(hào)發(fā)送至報(bào)表系統(tǒng)、Web 發(fā)布系統(tǒng)等，再使用智能化電子令牌異構(gòu)控制模塊，將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)傳回多個(gè)管理服務(wù)器端口。

3. 智能化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中應(yīng)用的能耗控制功能實(shí)現(xiàn)

在 Historian 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Oracle 服務(wù)器、PI 數(shù)據(jù)庫(kù)等硬件，以及 B/S 架構(gòu)、MyEcplice 開發(fā)工具、MySQL 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持下，搭建用于數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸與操作指令控制、用戶服務(wù)的智能化能源管控系統(tǒng)。

3.1 總配電子系統(tǒng)

電力配電系統(tǒng) (TN - C) 為三相三線、三相四線制配電系統(tǒng)，包括高壓配電線路、變電站、配電站、配電房等結(jié)構(gòu)。在電力企業(yè)發(fā)電、電力輸送過程中，供電電源向不同用電區(qū)域、用電設(shè)備合理分配電力資源，配電子系統(tǒng)管理模塊可通過儀表能耗監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)查看各支路用電情況、能源消耗狀況，包括系統(tǒng)產(chǎn)能、分表用能、環(huán)比負(fù)載等數(shù)據(jù)信息，以及整個(gè)配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)配置

選用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、無線智能電表、XL10 智能信號(hào)采集器，從電力生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)器中采集生產(chǎn)機(jī)器運(yùn)行、待機(jī)、故障、停機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，獲取生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率、故障等數(shù)據(jù)，并將生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至電力服務(wù)器，或經(jīng)由不同區(qū)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)端口，傳回至智能化能源管控中心。

3.2 能耗報(bào)表指標(biāo)分析

利用現(xiàn)場(chǎng)儀表、數(shù)據(jù)采集器、異構(gòu)通訊采集器等設(shè)備，收集日、周、月、季度等周期的生產(chǎn)用能數(shù)據(jù)，并通過 Modbus 協(xié)議、DL/T645 協(xié)議、HTTPS 協(xié)議、I/O 接口等，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的系統(tǒng)不同周期能耗、噸煤能耗情況傳回至智能化能源運(yùn)維管理平臺(tái)，對(duì)錄入的數(shù)據(jù)指標(biāo)整合為能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，提供數(shù)據(jù)報(bào)表下載和導(dǎo)出功能，分析并反映各單位月度或企業(yè)的用能情況、能耗利用效率。

3.4 故障信號(hào)報(bào)警 / 預(yù)警

在電力企業(yè)的上位監(jiān)測(cè)站中，布置高壓開關(guān)觸頭、溫度傳感器、感煙傳感器、XL10 智能信號(hào)采集器，并設(shè)置設(shè)備過限預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、能耗需量報(bào)警值，監(jiān)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)、不同系統(tǒng)支路的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況，掌握電力生產(chǎn)最大負(fù)載下企業(yè)系統(tǒng)可能發(fā)生的設(shè)備故障、能源消耗與利用過限等問題，并提出針對(duì)性的問題改進(jìn)與解決方案。

4. 智能化能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)、功能、軟硬件組成

4.1 能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)搭建在客戶自行配置的服務(wù)器上。搭建完成后，客戶可在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，使用有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)或手機(jī) APP 查看各處運(yùn)行情況。

系統(tǒng)分為三層：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量的各類儀表等，是構(gòu)建配電、耗水、耗氣系統(tǒng)的基本組成元素，承擔(dān)采集數(shù)據(jù)的重任。這些設(shè)備包括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(cè)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(chǎng)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(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(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、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)器可合一配置。

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：

首先第一層為企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集層，利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表、AI 異構(gòu)通訊模塊、數(shù)據(jù)板卡 ME 等，收集產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝信息、設(shè)備運(yùn)行信息、能源使用信息，完成工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)內(nèi)的正向數(shù)據(jù)采集。

而后在工業(yè)級(jí)交換機(jī)、單模光纜等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持下，采用環(huán)形、星形相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立不同自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行主站點(diǎn)、子站點(diǎn)等生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)信息傳輸控制。由 EMS 能源管理控制系統(tǒng)向企業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)、工業(yè)制造車間發(fā)送指令信號(hào)，實(shí)時(shí)傳輸某一周、某一月的生產(chǎn)能源消耗信息，包括能源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能源介質(zhì)總用量等信息，各車間的現(xiàn)場(chǎng)控制中心負(fù)責(zé)指令信號(hào)響應(yīng)、能源消耗數(shù)據(jù)采集處理，并逆向傳送相關(guān)的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

第二層為數(shù)據(jù)運(yùn)算、處理與調(diào)度層級(jí)，通過通訊管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理、運(yùn)算后，存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。

最外層為能源數(shù)據(jù)決策應(yīng)用層，包含中央交換機(jī)、客戶端、工程師站等組成結(jié)構(gòu)，其中中央交換機(jī)作為數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換、能源管理功能的控制核心，建立數(shù)據(jù)集中處理與分析的數(shù)學(xué)模型，通過各主站點(diǎn)、子站點(diǎn)生產(chǎn)單元的傳輸數(shù)據(jù)計(jì)算，得出生產(chǎn)設(shè)備控制數(shù)據(jù)、成本優(yōu)化數(shù)據(jù)、能源預(yù)測(cè)與平衡數(shù)據(jù)、能源負(fù)載與綜合利用數(shù)據(jù)等結(jié)果。

這里智能化能源管控子站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包含 CPU 控制終端處理器、異構(gòu)通訊采集設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、TCP/IP 通訊協(xié)議、AI 異構(gòu)通訊模塊、EN2T 以太網(wǎng)通訊模塊等硬件設(shè)施，用于主站管理控制系統(tǒng)、各子站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連通，以及 PLC 控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的設(shè)備對(duì)接。

根據(jù)上述 EMS 智能化管控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)可知：智能化能源管控子站的 services 服務(wù)系統(tǒng)，在能源管控中心主結(jié)構(gòu)下，設(shè)置基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器、GIS 地理服務(wù)器、Web 發(fā)布服務(wù)器、ICV 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、I/O 服務(wù)器、備份服務(wù)器、目錄服務(wù)器、PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)等任務(wù)處理模塊。

在此基礎(chǔ)上，將不同能源子站接入網(wǎng)絡(luò)防火墻、220V 雙路供電電網(wǎng)，通過以太網(wǎng)通訊模塊、AI 異構(gòu)通訊傳送，形成能源子站 UPS 運(yùn)行信號(hào)、ICV 服務(wù)器管理系統(tǒng)的連接，并完成二者之間企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)的傳輸發(fā)送。當(dāng) UPS 運(yùn)行信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器、ICV 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器等模塊向智能化能源管理控制總系統(tǒng)發(fā)出過限報(bào)警、故障報(bào)警信號(hào)，便于專業(yè)技術(shù)人員及時(shí)處理問題。

5平臺(tái)設(shè)計(jì)與功能

5.1 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

智慧能源管理平臺(tái)采用去中心化的分布式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)（如圖 2 所示），采用 B/S 模式，實(shí)現(xiàn)云端建模、設(shè)計(jì)及部署，簡(jiǎn)化客戶端維護(hù)工作，為以業(yè)務(wù)模式為基礎(chǔ)的功能模塊擴(kuò)展提供軟件支撐基礎(chǔ)。滿足集團(tuán)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理要求，系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)永不刪除，不會(huì)因數(shù)據(jù)量增加影響存儲(chǔ)和訪問速度。遵循系統(tǒng)應(yīng)用插件規(guī)范進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)的功能模塊插件可無縫配置到應(yīng)用界面中使用。

5.2 系統(tǒng)實(shí)施

每家工廠實(shí)施能碳管理系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，首先要制定符合管理要求的能碳管理架構(gòu)，該架構(gòu)可隨管理需求靈活調(diào)整。能碳管理架構(gòu)可按照廠區(qū)、車間、生產(chǎn)線配置，將能耗數(shù)據(jù)與管理架構(gòu)關(guān)聯(lián)，全面展示能源管理的范圍和深度。

功能

AcrelEMS 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)基于行業(yè)特點(diǎn)細(xì)分，提供能效管理解決方案，支持有線 / 無線方案接入各類智能設(shè)備，并提供多種第三方系統(tǒng)接口協(xié)議，融合企業(yè)微電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控、充電樁運(yùn)營(yíng)管理、分布式光伏監(jiān)控、儲(chǔ)能管理等功能，通過一個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)電網(wǎng)的全局、整體集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序要求。平臺(tái)支持中英文切換，已應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和地區(qū)用戶側(cè)能源管理和電力運(yùn)維平臺(tái)，單個(gè)平臺(tái)已接入 1600 多個(gè)用戶變電所數(shù)據(jù)，提供能源分析和運(yùn)維管理功能。

圖3AcrelEMS能效管理平臺(tái)應(yīng)用

電力監(jiān)控

對(duì)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(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理，對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

圖4電力監(jiān)控功能

能耗分析

采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?，進(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì)，對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷，計(jì)算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖5能耗分析功能

照明控制

智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)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(shí)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(shí)現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

圖6照明控制功能

分布式光伏監(jiān)控

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

圖7分布式光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)

儲(chǔ)能管理

監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。

圖8儲(chǔ)能管理

充電樁運(yùn)營(yíng)管理

監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，并根據(jù)企業(yè)負(fù)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)定安全運(yùn)行。

圖9充電樁管理

自定義駕駛艙

可根據(jù)用戶的關(guān)注點(diǎn)自行繪制所需的駕駛艙頁(yè)面，包括能源預(yù)收費(fèi)、充電樁運(yùn)營(yíng)、電梯、空調(diào)、照明等各種設(shè)備的能耗統(tǒng)計(jì)、收益統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維情況等。

圖10能源物聯(lián)網(wǎng)駕駛艙定義

數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電室溫濕度、煙感、水浸等環(huán)境參數(shù)。監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀態(tài)及用能參數(shù)，測(cè)算損耗，找出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，降低能源損耗。

圖11數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)

能耗統(tǒng)計(jì)分析

主要是對(duì)能耗的數(shù)據(jù)、能耗分項(xiàng)以及區(qū)域能耗和能耗指標(biāo)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中還包含總能耗定比,也就是指實(shí)際消耗的能量所占據(jù)總能量的百分比,并利用各種圖形的方式進(jìn)行表示，用于綜合能耗分析。

圖12能耗統(tǒng)計(jì)分析

電氣和消防安全管理

接入電氣火災(zāi)探測(cè)器、無線測(cè)溫傳感器、智能斷路器等設(shè)備，對(duì)配電回路的剩余電流、線纜溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。在消防水池、消防水箱等地方安裝消防水位表，檢測(cè)消防水位的變化；消防水管、噴淋等地方安裝消防水壓表，檢測(cè)消防管道的壓力。在家庭、賓館、公寓等存在煙霧、可燃?xì)怏w的室內(nèi)場(chǎng)所，安裝獨(dú)立式煙感或可燃?xì)怏w探測(cè)器，檢測(cè)這些場(chǎng)所是否存在煙霧和可燃?xì)怏w。

圖13電氣消防安全管理

能源收費(fèi)管理

適用于物業(yè)租賃方對(duì)出租物業(yè)的能源收費(fèi)管理，支持水電一體化收費(fèi)管理，具備租戶開戶、銷戶、退差操作，支持分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)設(shè)置和功率過載閾值設(shè)置，可對(duì)接支付應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)自助支付。

圖14能耗收費(fèi)管理

充電樁運(yùn)營(yíng)管理

當(dāng)用戶要管理多個(gè)充電站的充電樁時(shí)可把充電樁自助接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和掃碼、刷卡充電收費(fèi)管理。在用電高峰期如充電負(fù)荷過高超出供電變壓器承受范圍還可以自動(dòng)設(shè)置充電功率限制或新增充電限制，或投入新能源，確保能源供應(yīng)安全。

圖15充電樁運(yùn)營(yíng)管理

照明控制管理

可遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備的開關(guān)，并可以根據(jù)光照度、經(jīng)緯度日出日落時(shí)間和時(shí)間設(shè)置策略來自動(dòng)控制燈光，節(jié)約照明能源。

圖16照明控制管理

碳排放分析

統(tǒng)計(jì)用戶的碳排放量并追蹤碳排放足跡，提供碳排放清單，進(jìn)行配額核算和配額考核。

圖17碳排放分析

4.3硬件設(shè)備組成

不同工業(yè)及能源企業(yè)的智能化能源管理系統(tǒng)，通常為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)連接、星形網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)，形成層級(jí)式連接的工業(yè)環(huán)網(wǎng)，其中管控中心主站點(diǎn)負(fù)責(zé)下屬多個(gè)子站的控制，具體能源管理系統(tǒng)的子站環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖2所示。

類型	型號(hào)	外觀	產(chǎn)品功能
中高壓微機(jī)保護(hù)裝置		AM6、AM5SE	實(shí)現(xiàn)110kV至10kV回路的保護(hù)、測(cè)量和自動(dòng)控制功能
電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置		APView500	實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諧波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件，記錄事件發(fā)生前后的波形，輔助用戶分析電能質(zhì)量發(fā)生的原因,定位擾動(dòng)源。
動(dòng)態(tài)諧波無功補(bǔ)償系統(tǒng)		AnCos*/*-G Ⅰ型	同時(shí)具備諧波治理、無功功率線性補(bǔ)償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,響應(yīng)時(shí)間快，精度高、運(yùn)行穩(wěn)定，能根據(jù)系統(tǒng)的無功特性自動(dòng)調(diào)整輸出，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功率因數(shù)；
計(jì)量電能表		DTSD1352	具有全電量測(cè)量，電能統(tǒng)計(jì)，80A內(nèi)可直接接入，導(dǎo)軌安裝。
費(fèi)控電能表		DDSY1352-Z	計(jì)量單相用戶電流、電壓、分時(shí)電能，復(fù)費(fèi)率設(shè)置，適用8種季節(jié)模式、8個(gè)時(shí)段費(fèi)率、14個(gè)時(shí)間段設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)單相電流，支持射頻卡刷卡或遠(yuǎn)程充值。
費(fèi)控電能表		DDSY1352-XDM	單相預(yù)付費(fèi)電能表，支持1路單相進(jìn)線，3~5路單相出線，分別用于照明、插座、空調(diào)、衛(wèi)生間等獨(dú)立控制，具備惡性負(fù)載識(shí)別功能。
費(fèi)控電能表		DTSY1352-Z	計(jì)量單個(gè)三相用戶電流、電壓、分時(shí)電能，復(fù)費(fèi)率設(shè)置，適用8種季節(jié)模式、8個(gè)時(shí)段費(fèi)率、14個(gè)時(shí)間段設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)三相電流，支持射頻卡刷卡或遠(yuǎn)程充值。
費(fèi)控 多用戶表		ADF400L-Y	最多計(jì)量36個(gè)單相回路或者12個(gè)三相回路的電能計(jì)費(fèi)，具備分時(shí)電價(jià)復(fù)費(fèi)率設(shè)置，內(nèi)置分?jǐn)嚅_關(guān)，可分?jǐn)?0A以內(nèi)三相電流?？筛鶕?jù)用戶數(shù)量組裝模塊數(shù)量。
物聯(lián)網(wǎng)儀表		ADW300W	主要用于計(jì)量中低壓配電的三相電氣參數(shù)，采集狀態(tài)量并控制斷路器，可靈活安裝于配電箱內(nèi)，自帶開口式互感器，可實(shí)現(xiàn)不停電安裝，具備RS485、4G、LoRaWan無線通信功能，適用于配電系統(tǒng)數(shù)字化改造。
單相電子式計(jì)量表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量?？傠娔苡?jì)量（反向計(jì)入正向），3個(gè)月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲(chǔ)；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無功電能2級(jí)。
三相電子式計(jì)量表	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。（正、反向）有功、無功電能計(jì)量；A、B、C 分相正向有功電能計(jì)量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級(jí)。
單相預(yù)付費(fèi)電表	DDSY-4G		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持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)率最大需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無功電能0.5s級(jí)。
三相預(yù)付費(fèi)電表	DTSY-4G		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持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)率最大需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無功電能0.5s級(jí)。
多功能電力儀表	AEM96		三相電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、最大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報(bào)警輸出通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議
	AEM72		三相電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、最大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報(bào)警輸出 通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議
	ACR系列		三相所有電力參數(shù)、最大需量記錄（ACR320EFL）、分時(shí)電能統(tǒng)計(jì)及12月電能統(tǒng)計(jì)、日期時(shí)間顯示、LCD顯示、RS485通訊，事件記錄。 通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng)
	APM系列		全電量測(cè)量，四象限電能，復(fù)費(fèi)率電能，儀表內(nèi)部溫度測(cè)量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實(shí)時(shí)需量及最大需量(包含時(shí)間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時(shí)間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級(jí)。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng)
直流電能表	DJSF1352		1.精度：1級(jí)或0.5級(jí)，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測(cè)量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計(jì)量。
智慧用電監(jiān)測(cè)裝置	ARCM300-Z		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），視在電能、四象限 電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)， 4 路溫度監(jiān)測(cè)，2 路繼電器輸出，2 路開關(guān)量輸入，支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳
電氣防火限流式保護(hù)器	ASCP200-40B		可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)，過載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過電壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)等功能，1路RS485通訊，1路GPRS（或NB）無線通訊，額度電流0-40A，額定電流菜單可設(shè)
故障電弧探測(cè)器	AAFD-DU		監(jiān)測(cè)故障電弧、漏電、溫度 兩路無源干接點(diǎn)（開關(guān)量）輸入 兩路無源常開觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出
電瓶車充電樁	ACX系列		充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電，
汽車充電樁	AEV_AC007		額定功率7kW,單相三線制，防護(hù)等級(jí)IP65,具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方式：4G、藍(lán)牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多規(guī)格可選
電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置	ARTM-Pn		可監(jiān)測(cè)電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能，可接收60個(gè)無線溫度傳感器溫度
ATC600		ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項(xiàng)目布局選擇配置?？山邮?40個(gè)無線溫度傳感器溫度
智能光伏采集裝置	AGF-M系列		光伏電池串開路報(bào)警，可以配合組串電壓進(jìn)行綜合判斷；帶3路開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點(diǎn)狀態(tài)；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便，安全性高；測(cè)量元件采用霍爾傳感器，隔離測(cè)量最大電流20A；電壓測(cè)量功能可測(cè)量母線電壓最高DC 1500V
三遙單元	ARTU系列		可擴(kuò)展DIDO以及多路模擬量輸入輸出單元。 通訊方式：RS485接口，Modbus協(xié)議?？蓴U(kuò)展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太網(wǎng)
智慧照明	ASL200系列		遙控輸出 兩路無源干接點(diǎn)（開關(guān)量）輸入 兩路無源常開觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出

5、結(jié)論

展望未來，智慧能源管理平臺(tái)將成為企業(yè)能 碳管理的重要工具。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的深入，這一平臺(tái)將不斷優(yōu)化和完善，為企業(yè)提供 更加全面、高效的能源管理服務(wù)。 同時(shí)，企業(yè)也將 通過智慧能源管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，為構(gòu)建綠色 低碳的社會(huì)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。

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審核編輯 黃宇