1　概述

近年來，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，工廠已經(jīng)成為全社會(huì)的能耗與排放大戶，建設(shè)節(jié)約化工廠的呼聲日益強(qiáng)烈。國家高度重視企業(yè)能源管理建設(shè)，先后發(fā)布了《關(guān)于建設(shè)節(jié)約型工廠的通知》、《關(guān)于開展節(jié)能減排工廠行動(dòng)的通知》等文件，對(duì)工廠建設(shè)起到了重要的指導(dǎo)和推動(dòng)作用。

武漢舜通智能科技有限公司通過自主研發(fā)，是在智能電網(wǎng)用戶側(cè)的電力監(jiān)控、EMS能源管理、用電管理解決方案的整體方案供應(yīng)商，可以為工廠智能、 綠色、節(jié)能、安全、提供智能配電系統(tǒng)、用電管理、能源管理、建筑能耗分析系統(tǒng)等產(chǎn)品和服務(wù)。

2　系統(tǒng)特點(diǎn)

QTouch能源管理系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

1)對(duì)工廠建筑的用電、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，工廠智能化管理；

2)自主研發(fā)的智能數(shù)據(jù)采集器，通過RS485，無線Zegbee、無線GPRS等通訊方式對(duì)電表、水表、氣表、PLC等智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；

3)智能數(shù)據(jù)采集器具有采集時(shí)間靈活設(shè)定，具有internet/無線3G傳輸機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)在30天斷線的情況下，數(shù)據(jù)有效本地存儲(chǔ)，在上線后續(xù)傳；

4)為節(jié)約化智能化工廠建立統(tǒng)一的能耗和設(shè)備監(jiān)控管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單位建筑，關(guān)鍵設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)分析和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗的分類分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)；對(duì)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并形成報(bào)表，利于智能管理；

5)通過能耗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)能耗黑洞；

6)為節(jié)能改造指明方向，并驗(yàn)證節(jié)能效果；

7)橫向比較相同類型建筑的能耗數(shù)據(jù)，通過能耗公示鼓勵(lì)先進(jìn)、督促落后；

8)數(shù)據(jù)傳輸采用MD5認(rèn)證算法以及AES加密算法，保證信息傳輸?shù)目煽啃?、保密性?/p>

3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)根據(jù)具體的工程情況來組網(wǎng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)。

根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模的大小，可以靈活選擇通訊介質(zhì)和組網(wǎng)方式。當(dāng)設(shè)備比較集中時(shí)，通訊介質(zhì)通常采用屏蔽雙絞線和五類八芯屏蔽電纜；當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備比較分散時(shí)，可采用光纖作為通訊介質(zhì)，組網(wǎng)方式可以采用光纖環(huán)網(wǎng)或者光纖星型網(wǎng)；如果設(shè)備較少而且非常分散，可以采用無線通訊設(shè)備組網(wǎng)。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示：

圖1 能源管理系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1）數(shù)據(jù)采集層：采用由武漢舜通智能公司生產(chǎn)的smartDAQ安裝在現(xiàn)場的智能數(shù)據(jù)采集器/變送器，采集器主要為電力采集模塊、智能遠(yuǎn)傳水表、智能遠(yuǎn)傳氣表三種。

電力采集模塊采集電壓、電流、有功、無功、諧波、電量等參數(shù)；智能遠(yuǎn)傳水表采集瞬時(shí)流量及累計(jì)用水量；智能遠(yuǎn)傳氣表采集瞬時(shí)氣流量及累計(jì)用氣量。根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求，變壓器高壓側(cè)參數(shù)采集取自用戶的變電站后臺(tái)系統(tǒng)。

2）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場采用RS-485總線，將區(qū)域內(nèi)的電力采集模塊連接至相對(duì)的數(shù)據(jù)集中器；各數(shù)據(jù)集中器通過用戶局域網(wǎng)連接至中央服務(wù)器。部分實(shí)際情況不理想的區(qū)域，靈活選用電話網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、GPRS/CDMA、無線網(wǎng)橋等多種方式。

3）能效系統(tǒng)軟件：完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制等；并可將現(xiàn)場運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。

3.1　軟件實(shí)現(xiàn)原理

武漢舜通智能科技有限公司通過自主研發(fā)，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上具有獨(dú)到之處，自主研發(fā)的QTouch組態(tài)軟件對(duì)采集層的硬件提供了軟件支撐，采集層和通訊層具有豐富的通訊規(guī)約庫，不僅快而且強(qiáng)大，能夠快速實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電表的數(shù)據(jù)采集，分類分項(xiàng)，完整性轉(zhuǎn)換，遠(yuǎn)程傳輸，斷點(diǎn)續(xù)傳等特點(diǎn)。

軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理如下圖2所示：

圖2 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理圖

3.2　EMS能源管理系統(tǒng)功能

QT-EMS能源管理系統(tǒng)針對(duì)不同行業(yè)具有不同的特點(diǎn)，采用模塊化設(shè)計(jì)原則，在業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)上與企業(yè)充分溝通，建立符合企業(yè)需要的能源管理系統(tǒng)，為企業(yè)用好能源管理系統(tǒng)做服務(wù)，因而在功能結(jié)構(gòu)上分三層模塊，系統(tǒng)功能如下圖3所示：

4　系統(tǒng)功能

能耗平臺(tái)主頁面

圖4系統(tǒng)能耗平臺(tái)主頁圖

概要顯示當(dāng)前主要設(shè)備的用能情況，掌握用能趨勢。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測企業(yè)當(dāng)前用電功率。通過設(shè)置每日用能的計(jì)劃值，實(shí)現(xiàn)用能的定額管理，并與實(shí)際用能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)可能出現(xiàn)的用能突增進(jìn)行預(yù)警。將各類用能折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，全局掌握企業(yè)用能情況。

4.2　用能實(shí)時(shí)監(jiān)測

通過對(duì)企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的用能監(jiān)測，掌握用能數(shù)據(jù)，以表格和棒圖的形式進(jìn)行提現(xiàn)，達(dá)到對(duì)企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)用能數(shù)據(jù)的掌握。

棒圖表現(xiàn)形式：

4.3　報(bào)表服務(wù)

QTouch能源管理系統(tǒng)，提供豐富的報(bào)表服務(wù)功能，便于用戶查詢企業(yè)環(huán)節(jié)的用能數(shù)據(jù)，并以表格或棒圖的形式展現(xiàn)出來。

圖6能耗報(bào)表圖

按需定制的各類報(bào)表，包括分戶能耗、設(shè)備能耗、數(shù)據(jù)集抄等，并可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel等電子文件，方便日常管理工作。

4.4　B/S訪問接口

系統(tǒng)提供C/S和B/S兩種訪問模式，C/S訪問模式客戶端響應(yīng)速度快，充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，減輕服務(wù)器的壓力。B/S訪問模式不需要安裝客戶端，任何地方只要有一臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦即可訪問服務(wù)器，做到了真正的跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺(tái)訪問。

4.5　系統(tǒng)靈活擴(kuò)展

系統(tǒng)可根據(jù)企業(yè)實(shí)際用能情況，靈活配置用能類型、用能結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備、用能區(qū)域、監(jiān)測參量等基本信息，對(duì)系統(tǒng)上線后發(fā)生的用能回路、用能設(shè)備的增加亦只需進(jìn)行配置即可。系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)接入單個(gè)或多個(gè)單位的用能情況，進(jìn)行集中管理。

4.6　集團(tuán)式能耗管理模式

系統(tǒng)將歸屬同一集團(tuán)、同一區(qū)域的單位的GPS坐標(biāo)標(biāo)注在電子地圖上，鼠標(biāo)?？吭谧鴺?biāo)上可顯示該企業(yè)的能耗概況，雙擊圖標(biāo)后可顯示企業(yè)用能的詳細(xì)情況，方便集團(tuán)公司對(duì)下屬分公司、門店進(jìn)行集中管控。

4.7　遠(yuǎn)程集抄

將分散分布的能源監(jiān)測計(jì)量表具通過能源管理系統(tǒng)連接在一起，各表數(shù)據(jù)采集時(shí)間偏差十分微小，大大減輕人工抄表的工作量，實(shí)現(xiàn)“能耗信息采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字量化、決策科學(xué)化”的目標(biāo)。

圖7遠(yuǎn)程抄表

4.8　電能質(zhì)量管理

通過與電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，可將電能管理中的數(shù)據(jù)引入到能耗系統(tǒng)中進(jìn)行分析，包括三相電流、三相電壓、功率、功率因素、諧波等。

4.9　分項(xiàng)能耗分析

將各類能源監(jiān)測數(shù)據(jù)（水、電、氣）接入到一套能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，改變?cè)瓉矶囝^管理的局面，清晰的掌握企業(yè)能耗的構(gòu)成，避免能耗改造過程中降低某一類能耗的同時(shí)增加了其他類能耗的支出。

4.10　用能分時(shí)段統(tǒng)計(jì)

將企業(yè)用能按照尖、峰、平、谷（時(shí)間段可靈活設(shè)置，時(shí)間段設(shè)置可擴(kuò)展）劃分，找到企業(yè)用能在時(shí)間段上的不合理之處，也可作為企業(yè)能耗復(fù)費(fèi)率計(jì)算的依據(jù)。同時(shí)，系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)任意時(shí)間期間的能耗，并進(jìn)行逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年匯總。

4.11　多維度用能分析

判斷一個(gè)能耗的高低，不應(yīng)僅僅看總量，還應(yīng)將能耗數(shù)據(jù)同建筑面積、員工人數(shù)、商場客流量、產(chǎn)量、銷售額、環(huán)境溫度等其他參數(shù)進(jìn)行綜合比較，系統(tǒng)可以根據(jù)需要建立不同的能耗分析模型，從而更加科學(xué)、更加準(zhǔn)確的判斷建筑能耗的高低。