工業(yè)能源管理系統(tǒng)解決方案

    能源緊缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為全球面臨的最大問題，在中國，持續(xù)高速的經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)也引發(fā)了能源供應(yīng)危機(jī)及環(huán)境嚴(yán)重污染等問題。節(jié)能減排、低碳環(huán)保不再只是一個(gè)社會的熱點(diǎn)話題，更是我們未來的必經(jīng)之路。
      構(gòu)建新型的能源管控模式

    力控能源管控系統(tǒng)解決方案是企業(yè)節(jié)能減排的有力工具，這個(gè)工具是為了適應(yīng)新型企業(yè)節(jié)能機(jī)構(gòu)模式而設(shè)計(jì)的。企業(yè)需要將原來分散的能源生產(chǎn)及管理人員進(jìn)行精簡，建立能源生產(chǎn)管控中心，在EMS系統(tǒng)的支持下，通過能源調(diào)度的扁平化在線管理來實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。由有經(jīng)驗(yàn)的操作人員通過信息化手段，對全廠的能源進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，減少中間環(huán)節(jié)，通過自動化手段提高效率、減人增效。從而構(gòu)建新型的能源管控模式。
   新型的能源管控模式的意義：

  1、對能源系統(tǒng)采用分散控制和集中管理
   針對能源工藝系統(tǒng)的分散性和能源管理要求的集中性特點(diǎn)，構(gòu)建一套滿足能源工藝系統(tǒng)特點(diǎn)的分散控制和集中管理的能源管理系統(tǒng)，使企業(yè)的能源管理水平適應(yīng)企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的需要。
  2、完善能源信息的采集、存儲、管理和利用
  完善的能源信息采集系統(tǒng)，便于獲得第一手資料，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況、及時(shí)采取調(diào)度措施，使系統(tǒng)盡可能運(yùn)行在最佳狀態(tài)，并將事故的影響降到最低。
  3、減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀能源消耗評價(jià)體系
  在信息分析的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)控和能源管理流程的優(yōu)化與再造，也可以實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備的檔案信息、運(yùn)行狀況、停復(fù)役等自動化和無紙化管理?？陀^而有效的執(zhí)行以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源消耗評價(jià)體系，減少能源管理的成本，提高能源管理的效率，及時(shí)掌握真實(shí)的能耗情況，并提出節(jié)能降耗的技術(shù)和管理措施，向能源管理要效益。
  4、減少能源系統(tǒng)運(yùn)行管理成本，提高勞動生產(chǎn)率
  企業(yè)的能源系統(tǒng)一般規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，區(qū)域縱橫交錯(cuò)。傳統(tǒng)的現(xiàn)場管理、運(yùn)行值班和檢維修管理的工作量大，成本高，這是構(gòu)成企業(yè)能源系統(tǒng)成本的重要組成部分。能源管理中心系統(tǒng)的建設(shè)，將為企業(yè)的管理體制改革發(fā)揮重要的示范作用。系統(tǒng)的最終目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)簡化能源運(yùn)行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動生產(chǎn)率。
  5、加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理，提高對全廠性能源事故的反應(yīng)能力
  能源調(diào)度人員可以通過系統(tǒng)迅速而全面的了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，以及故障的影響程度等，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施，限制故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，并有效恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這在能源系統(tǒng)非常規(guī)運(yùn)行情況下特別有效。
  6、通過優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境
  通過優(yōu)化能源管理的方式和方法，改進(jìn)能源平衡的技術(shù)手段，實(shí)時(shí)了解企業(yè)的能源需求和消耗狀況，有效地減少廢氣、廢水、廢物等的排放，提高能源的利用率，并采用綜合平衡和能源轉(zhuǎn)換使用的系統(tǒng)方法，使能源的合理利用達(dá)到一個(gè)新的水平。

  工業(yè)企業(yè)能源管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

力控EMS能源系統(tǒng)架構(gòu)說明
 1、數(shù)據(jù)采集層
   數(shù)據(jù)采集層采用力控工業(yè)采集網(wǎng)關(guān)。力控工業(yè)采集網(wǎng)關(guān)利用“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)將企業(yè)大量分散的生產(chǎn)設(shè)備連接起來，并將企業(yè)內(nèi)部的所有子系統(tǒng)能耗、控制等多種信號和參數(shù)，傳輸至力控企業(yè)能源管理中心的數(shù)據(jù)庫平臺中，該產(chǎn)品支持通過RS232、RS422、RS485、電臺、電話輪巡撥號、以太網(wǎng)、無線多種鏈路和設(shè)備進(jìn)行通訊，產(chǎn)品內(nèi)置多種采集和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約，可搭建無人值守站和“黑匣子”為能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析提供可靠真實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
 2、數(shù)據(jù)存儲層
   力控企業(yè)能效管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用力控企業(yè)級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該產(chǎn)品做為分布式數(shù)據(jù)管理平臺，可實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測能耗數(shù)據(jù)，為能效管理平臺提供基礎(chǔ)的能耗數(shù)據(jù)匯總與海量數(shù)據(jù)歸檔存儲，保證能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、有效性。
 3、數(shù)據(jù)展示層
   力控企業(yè)能效管理系統(tǒng)展示平臺可通過豐富的報(bào)表、曲線、棒圖、餅圖等多種形式為用戶展現(xiàn)能流分析、能源實(shí)績、能耗對比、能源對標(biāo)、能源審計(jì)及相應(yīng)的各項(xiàng)管理功能。用戶可通B/S方式訪問能源管理平臺，從而構(gòu)建“智慧工廠”實(shí)現(xiàn)最大限度建筑節(jié)能降耗目標(biāo)。
 

 工業(yè)能源管理系統(tǒng)功能簡介
   作為工業(yè)IT的先鋒，力控針對上述問題提出企業(yè)能源管理中心解決方案，全面規(guī)范客戶節(jié)能服務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)管理制度化、制度流程化、流程表單化、表單信息化的節(jié)能服務(wù)管理體系建設(shè)。
 系統(tǒng)功能

   1)可視化三維GIS
  力控三維可視化平臺軟件，是一個(gè)生產(chǎn)智能化與業(yè)務(wù)可視化的綜合能源生產(chǎn)管理平臺。為生產(chǎn)制造企業(yè)提供功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定和高性價(jià)比的三維可視化解決方案。用戶能夠輕松地創(chuàng)建、瀏覽、監(jiān)控、分析設(shè)備、儀表、管線等數(shù)據(jù)。并且通過智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)控、虛擬現(xiàn)實(shí)等手段提升企業(yè)的管理水平。
  力控三維可視化平臺軟件既支持對生產(chǎn)車間、單一場、站的運(yùn)行監(jiān)控管理，也支持對于高自動化現(xiàn)代工廠、場、站的全方位管理，既支持長輸管線的運(yùn)行管理，也支持對城市管網(wǎng)的綜合運(yùn)維管理。
  力控三維可視化平臺軟件能夠與EMS系統(tǒng)無縫融合，為客戶提供完整的高附加值的節(jié)能解決方案。
三維工廠模型：

三維車間模型：

                             2)能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測
   通過能源流程圖（包括電力系統(tǒng)運(yùn)行圖、煤氣管網(wǎng)運(yùn)行圖、水系統(tǒng)運(yùn)行圖、熱力系統(tǒng)運(yùn)行圖、冷風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行圖、氧氮?dú)鍤怏w系統(tǒng)運(yùn)行圖等）監(jiān)控畫面、趨勢、報(bào)警等方式實(shí)時(shí)監(jiān)控能源生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。

3)能耗統(tǒng)計(jì)分析

對電能、煤氣、水、蒸汽等各種能源介質(zhì)的實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)按工序給出各個(gè)能源介質(zhì)的每日或月的消耗量/發(fā)生量/回收量的統(tǒng)計(jì)信息并形成日報(bào)或月報(bào)。

                              4)能源報(bào)警管理

在能源系統(tǒng)異常和事故時(shí)，企業(yè)能源管理中心通過集中監(jiān)控作出及時(shí)、快速和準(zhǔn)確的處置，把能源系統(tǒng)故障所造成的影響控制在最低限度，確保能源系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)可對一段時(shí)間內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的報(bào)警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢，能顯示單臺設(shè)備的詳細(xì)報(bào)警信息，并具備報(bào)警確認(rèn)功能?？勺魅我鈺r(shí)段、任意工序的報(bào)警統(tǒng)計(jì)。

                               5)能源計(jì)劃管理
   建立能源網(wǎng)絡(luò)模型或能源控制模型，保證能源供需平衡，編制能源供需計(jì)劃。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃作出能源消耗計(jì)劃和外購計(jì)劃。

                           6)能耗負(fù)荷預(yù)測與分析
   能耗預(yù)測系統(tǒng)通過分析以往的能耗數(shù)據(jù)及分析設(shè)備工作原理建立各種用能模型，通過模型計(jì)算及專家系統(tǒng)預(yù)測企業(yè)的用能信息。

                               7)能源調(diào)度管理

建立以能源調(diào)度指揮為中心的能源信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)滿足能源工藝系統(tǒng)特點(diǎn)的分散控制和集中管理。

                                8)能耗設(shè)備管理
    通過對企業(yè)能耗設(shè)備統(tǒng)一分類，以唯一標(biāo)識體系為紐帶，建立企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管理整體框架，實(shí)現(xiàn)能耗設(shè)備臺賬管理、檢修管理、缺陷管理、變更管理等，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行效率，及時(shí)淘汰落后設(shè)備，避免生產(chǎn)重大事故。

                                9)能耗對標(biāo)管理
   通過對年度、季度的整體綜合能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，對產(chǎn)品單耗、廠級能耗、工序能耗進(jìn)行多角度、多緯度的分析，掌握與同行業(yè)先進(jìn)水平的差距，及時(shí)將進(jìn)行工藝優(yōu)化及設(shè)備改造。

                               10)能耗指標(biāo)管理
    著重對企業(yè)工序能耗的管理，下達(dá)各工序能耗指標(biāo)，結(jié)合自身情況建立起一套合理的能源績效評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間，工序與工序之間，設(shè)備與設(shè)備之間的科學(xué)對比，使能源管理工作有的放矢。

                                 11)能源審計(jì)
   統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采集到的能源數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，分析企業(yè)使用運(yùn)行中能源消耗的現(xiàn)狀，找出企業(yè)節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，擬定出節(jié)能改造目標(biāo)，提交業(yè)主組織評審，確立企業(yè)節(jié)能改造目標(biāo)。

                              12)能源成本考核管理
    通過能源管理系統(tǒng)的計(jì)劃過程、平衡預(yù)測、各主要工序的能源生產(chǎn)和消耗情況的監(jiān)控與分析，實(shí)現(xiàn)了能源的工序成本核算，將企業(yè)各工序、設(shè)備的用能成本進(jìn)行分類，將用能轉(zhuǎn)換為實(shí)際成本，建立客觀的以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源成本消耗評價(jià)體系。

13)環(huán)境排放監(jiān)測

   建立企業(yè)廢水、廢氣、廢物等污染物排放監(jiān)測，建立污染物排放及回收機(jī)制。重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)主要污染物排放量，與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，將超標(biāo)信息以報(bào)警信息的形式通過系統(tǒng)提示或手機(jī)短信、郵件等形式通知給用戶。污染物排放數(shù)據(jù)可按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)上報(bào)給相關(guān)部門。

 基于能源優(yōu)化改進(jìn)的優(yōu)化調(diào)度決策管理

  通過能源調(diào)度決策系統(tǒng)，調(diào)度管理人員能夠?qū)δ茉聪到y(tǒng)的主要設(shè)備狀態(tài)、能源潮流、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況、各相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行工況、有關(guān)的環(huán)境信息、能源平衡的動態(tài)趨勢、調(diào)度日志、運(yùn)行事故預(yù)案等進(jìn)行全面的監(jiān)視，通過聲、光、色等變化有效地區(qū)分這些信息的來源、意義，可以通過系統(tǒng)迅速從全局的角度了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，故障的影響程度等，并在突發(fā)事件期間實(shí)施能源應(yīng)急調(diào)度策略。同時(shí)，基于計(jì)量檢測能源歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)倉儲，對相關(guān)數(shù)據(jù)過濾、整理，自動科學(xué)地分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分類、顯示，預(yù)測能源在未來一段時(shí)間內(nèi)自產(chǎn)、外購和消耗情況，幫助調(diào)度人同發(fā)現(xiàn)不平衡的趨勢和事故趨向，確保能源供應(yīng)的安全穩(wěn)定，達(dá)到節(jié)能增效。

    優(yōu)化調(diào)度決策系統(tǒng)基于能效指標(biāo)的量化分析與對標(biāo)數(shù)據(jù)的管理和日常操作數(shù)據(jù)與質(zhì)量數(shù)據(jù)的能效監(jiān)測為決策基本依據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的可用性，可以分別利用基于單元、裝置、工廠、企業(yè)與集團(tuán)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)局部與全局的生產(chǎn)效率（可分別基于成本效率與基于產(chǎn)量效率）最優(yōu)，確定提高能效的改進(jìn)方向與量化的改進(jìn)空間，找出最佳實(shí)踐?；趯?shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)，采用6σ在線計(jì)算過程能力與過程性能指標(biāo)，確定需要改進(jìn)的過程變量的卡邊操作邊界，確定是通過改進(jìn)工藝流程配置還時(shí)整定提高控制回路性能實(shí)現(xiàn)能效與物效的改進(jìn)，并提供改進(jìn)潛力相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。對確定需要改進(jìn)控制回路性能的，提供在線閉環(huán)PID參數(shù)整定工具，在線給出PID參數(shù)整定的操作指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)并獲得相應(yīng)的節(jié)能量。

優(yōu)化調(diào)度決策系統(tǒng)還關(guān)注生產(chǎn)過程中的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)、工廠運(yùn)營與調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)，并進(jìn)行能效預(yù)測和優(yōu)化。利用調(diào)度與計(jì)劃數(shù)據(jù)，結(jié)合裝置歷史的最佳操作運(yùn)營實(shí)踐或行業(yè)同類裝置的最佳實(shí)踐等，采用動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化算法，獲得相關(guān)的單元、裝置、工廠、企業(yè)以及集團(tuán)滿足運(yùn)營計(jì)劃要求能效最佳的操作指導(dǎo)?；谕度氘a(chǎn)出數(shù)據(jù)，結(jié)合裝置歷史的最佳操作運(yùn)營實(shí)踐或行業(yè)同類裝置的最佳實(shí)踐等，獲得面向原料的消耗系數(shù)與面向產(chǎn)出的供給系數(shù)的優(yōu)化操作指導(dǎo)。 將投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)與生產(chǎn)運(yùn)行效率優(yōu)化相結(jié)合，利用數(shù)據(jù)包絡(luò)（DEA）的優(yōu)化分析方法（固定規(guī)模與可變規(guī)模），獲得基于規(guī)模、技術(shù)以及管理和操作效率評價(jià)的能效改進(jìn)方向與量化空間，可以從橫向（同類多裝置、多工廠）與縱向（相同裝置、工廠或集團(tuán)多個(gè)操作周期）確定最佳實(shí)踐，為操作運(yùn)營人員提供確切的量化操作指導(dǎo)。

優(yōu)化調(diào)度決策系統(tǒng)為能效管理提供了更加貼近工廠與企業(yè)實(shí)際的解決方案。實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)的能效解釋結(jié)構(gòu)模型與基于生產(chǎn)過程先驗(yàn)知識的過程拓?fù)淠Ｐ图?，確保能效管理模型與生產(chǎn)過程高度一致，提高能效管理的有效性與適用性；并將日常操作數(shù)據(jù)、工藝卡片數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、計(jì)劃與調(diào)度數(shù)據(jù)利用智能化算法以及投入產(chǎn)出模型有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度計(jì)劃、操作和優(yōu)化動態(tài)一致性的管控。系統(tǒng)所采用的各類算法與方法均已采用實(shí)際生產(chǎn)過程的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究與驗(yàn)證，具有較好的實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)。

系統(tǒng)可以為能效量化管理以及能效之星的示范項(xiàng)目提供系統(tǒng)化的支持，以完善能效管理體系，提高能效量化管理的水平。

 （1）基于歷史數(shù)據(jù)，動態(tài)管理操作參數(shù)與管控指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)值（Target），并采用投入產(chǎn)出模型識別操作漂移；
 （2）采用基于6σ的統(tǒng)計(jì)過程控制以及數(shù)據(jù)包絡(luò)的方法，識別最佳操作邊界，并動態(tài)診斷裝置運(yùn)行的健康狀態(tài)；
 （3）利用DEA效率，及時(shí)識別最佳操作實(shí)踐，并明確改進(jìn)的重點(diǎn)、方向和空間；
 （4）提供任意時(shí)間粒度的能效與績效評價(jià)指標(biāo)；
 （5）依據(jù)生產(chǎn)指令和最佳實(shí)踐優(yōu)化預(yù)測最佳操作參數(shù)與指標(biāo)；
 （6）利用P&ID的工藝過程連接知識，以及基于過程操作運(yùn)行數(shù)據(jù)的偏相關(guān)系數(shù)，建立工藝流程的可達(dá)與鄰接信息，識別并確定工藝流程因果關(guān)系的解釋結(jié)構(gòu)層次模型，快捷準(zhǔn)確地找出影響能效的根源。
   系統(tǒng)可以提供裝置、工廠的優(yōu)化消耗系數(shù)與供給系數(shù)；動態(tài)預(yù)測基于生產(chǎn)計(jì)劃（指令）與最佳操作目標(biāo)的最優(yōu)工作點(diǎn)；動態(tài)提供卡邊操作指導(dǎo)，并診斷裝置運(yùn)行的健康狀態(tài)，確定需要改進(jìn)的主要因素；動態(tài)提供最佳操作目標(biāo)，以及實(shí)現(xiàn)最佳操作目標(biāo)的量化改進(jìn)空間；動態(tài)計(jì)算裝置基于非參數(shù)生產(chǎn)函數(shù)的生產(chǎn)運(yùn)營效率指標(biāo)，提供以效率最優(yōu)為目標(biāo)的量化操作改進(jìn)空間；按照基于因果關(guān)系的層次化的解釋結(jié)構(gòu)模型聚集數(shù)據(jù)并持續(xù)積累知識；基于投入產(chǎn)出模型生成經(jīng)審核、可合并的報(bào)告。并提供采用多維及深入的分析通用數(shù)據(jù)接口，提高跟蹤與報(bào)告能效和盈利的能力，改善內(nèi)部的操作、管控和決策。

  應(yīng)用案例
青銅峽鋁業(yè)能源管理系統(tǒng)

中嘉華宸能源調(diào)度管理系統(tǒng)
首都鋼鐵能源綜合管理系統(tǒng)
河北唐山鋼鐵廠能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
山東鋁廠能源綜合管理系統(tǒng)
山東淄礦華東水泥廠能耗分析管理系統(tǒng)
江西新余鋼廠EMS系統(tǒng)
江蘇無錫興澄特鋼EMS系統(tǒng)
江蘇南京市梅山鋼廠能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
河南三門峽黃金冶煉廠能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
安徽雪花啤酒五河公司能源管理系統(tǒng)
黑龍江哈爾濱市鍋爐廠能源監(jiān)測系統(tǒng)
鞍鋼集團(tuán)電量計(jì)量系統(tǒng)
聯(lián)通機(jī)房設(shè)備節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)
寧夏銀星能源風(fēng)電電能SCADA系統(tǒng)
陜西馮地坑風(fēng)電場電能SCADA系統(tǒng)
廣東深圳風(fēng)浩風(fēng)力發(fā)電能源監(jiān)控系統(tǒng)
本鋼北臺鋼鐵能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
山東園博園光伏系統(tǒng)能源監(jiān)控系統(tǒng)
華能大廈光伏能源監(jiān)控系統(tǒng)
威海文化名居小區(qū)太陽能能源監(jiān)控系統(tǒng)
上海世博會園區(qū)太陽能能源監(jiān)控系統(tǒng)
山東鋁廠能源綜合管理系統(tǒng)
上海金山石化計(jì)量管理系統(tǒng)
上海東視大廈能源計(jì)量管理系統(tǒng)
西安科技大學(xué)高新學(xué)院能源管理系統(tǒng)