企业用电及能效管理信息系统的应用

企业用电及能效管理信息系统的应用

摘要：建设用电及能效管理信息系统（EMIS），实现对企业用电及能源消耗状况的全面监测、分析和评估，通过对能源消耗过程信息化、可视化管理，优化企业生产工艺用能过程，科学、合理地制定企业能耗考核标准和考核体系，有效提升企业能源效率管理水平。

Abstract：Toconstructelectricityandenergyefficiencymanagementinformationsystem,theenterpri secanrealizethesituationwiththecomprehensivemonitoring,,theusercanperformtheopti mizationofproductionprocess,scientificandrationalwaytodevelopenterpriseenergycons umptionassessmentofstandardandevaluationsystem,improvementofenergymanagem entlevel.

中国经济在持续高速增长的同时也伴随着能源紧张和环境恶化的巨大压力，而面对这一挑战的最有效、经济的办法是在高能耗企业建设能耗监测、管理、控制系统，通过技术创新提高能源使用效率，帮助企业实现节能增效、清洁生产的目标。

据国外统计资料：工业企业每年8%能源损耗源于没有能源监测及维护计划，每年12%的能源损耗源于没有能源管理及控制系统。欧美发达国家先进企业除了生产过程中广泛采用计算机监测、控制系统（DCS，SCADA）外，能源数据的在线监测、分析和优化系统占有重要的位置。通过现代计算机技术、网络通信技术和分布式控制技术，建立完善的能耗监测、管理体系，实现能源消耗动态过程的信息化、可视化、可控化，对企业生产过程中能源消耗的结构、过程及要素进行管理、控制和优化，提高能源使用效率。

1、用电及能效管理信息系统

系统在线监测整个企业的生产能耗动态过程，收集生产过程中大量分散的用电及能耗数据，提供实时及历史数据分析、对比功能，以发现能源消耗过程和结构中存在的问题，通过优化运行方式和用能结构以及建立企业能耗评估、管理体系，提高企业能源效率水平。

系统为用户提供以下能耗数据和节能信息[1]：

1）掌握企业耗能状况：能源消耗的数量与构成、分布与流向；

2）了解企业用能水平：能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗；

3）找出企业能耗问题：管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题；

4）查清企业节能潜力：余能回收的数量、品种、参数、性质；

5）核算企业节能效果：技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量；

6）明确企业节能方向：工艺节能改造、产品节能改造、制定技改方案、措施等。

2、系统功能

1）能源消耗过程的信息化、可视化

目前国内大多数企业是靠人工定时抄表的方式统计用电及能源消耗状况，这种方式存在数据滞后、时效性差、数据单一等问题，不能及时掌握各生产环节和重点能耗设备的实时能耗数据。能效管理信息系统在线监测整个企业（集团）的生产能耗动态信息，并将这些能耗数据与相对应的设备、车间、班组生产数据相结合，现场运行管理人员可了解和掌握生产环节和重点设备的实时能耗状况、单位能耗数据、能耗变化趋势和实时运行参数等信息。

图1水泥磨子系统生产流程单耗监测2）能耗/能效信息统计、管理

系统自动生成的多种能耗信息统计图形、曲线和报表，如以日、周、月、年为周期的电、水、气、煤等能耗统计报表，报表类型分为全矿、车间、重要耗能设备三个层次，为用户提供能源消耗结构和能源消耗成本分析依据，评估节能措施的效果和关联影响。

系统提供综合能耗/能效统计报表，采用菜单或光按钮直接引导界面模式，图形界面包括企业宏观的能耗数据和相关信息，快捷、直观反映企业、生产车间、班组和重要生产环节实时和历史能耗/能效信息。

图2企业综合能耗统计

3）历史能耗数据对比、分析

系统具有强大的历史能耗数据追溯和分析功能，企业能效管理及生产工艺分析人员可按不同需要灵活设置工作点参数，在不同时段下生成各种能耗数据报表与能耗曲线：如设备单耗、生产线和班组单耗等，用多种方法对主要能耗设备和生产线的能耗数据进行查询和追溯，并可对多种参量的变化趋势进行对比、分析，从而发现能源消耗结构和过程中存在的深层次问题，对企业能源消耗结构和方式的改进、优化提出方案和建议。

通过动态的单位产量能耗曲线和数据，可以直观地比较企业生产能耗与国际、国内标准的差距，从而对生产、管理、工艺及时进行指导和调整，使企业生产过程的单位能耗和能源效率保持在科学、合理水平。

图3能耗参数对比、分析

4）电能质量及谐波监测、分析

电力电子技术在电气化铁路、电解工厂、电弧炉冶炼和电机变频调速等领域的广泛应用，在提高生产效率的同时也产生了大量的谐波污染电网，导致谐波和电能质量问题的发生。

用电及能效管理信息系统在线监测电能质量和谐波分量，通过谐波分量图和趋势图，使用户及时了解真实用电环境，避免谐波危害和电能质量问题的发生，同时降低供电系统谐波和无功损耗。通常购置谐波监测设备需要较大的投资，本系统能同时实现电能消耗状况以及谐波监测、分析的双重功能[2]。

图4供电网络中谐波分量图

3、系统架构及工作原理

系统主要由数据采集层、数据传输网络、能效管理系统软件三部分组成。

1）数据采集层：安装在现场的智能数据采集器/变送器，采集有功、无功、谐波电量，采集器可以是专用的智能电力数据采集器，或是带有数字通信接口的电子式电能表、电量变送器。（也可以对用水量、用气量、热量、投料量、产量等，通过电子式流量表、电子式热量表、电子皮带秤、地秤等现场智能数据采集）根据现场条件和系统应用的要求，采集的数据也可以取自用户的DCS和SCADA系统的数据接口。

2）数据传输网络：支持RS-485/RS-232总线、光纤、电话网络、电力线载波、无线电、GSM/GPRS/CDMA和TCP/IP网络传输等多种方式。

3）用电及能效管理系统软件：完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用权限分级控制等；并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。