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            安科瑞淺談節(jié)能雙碳政策下企業(yè)能源管理平臺系統(tǒng)的推進(jìn)

            瀏覽次數(shù):656更新時間:2023-06-26

            摘要:陶瓷、水泥及玻璃等行業(yè)都是需要用能單位,按照政策的規(guī)定都需要建立企業(yè)的能源管理信息系統(tǒng)。本文針對在碳達(dá)峰碳中和的大背景下,需要用能單位在能源管理信息系統(tǒng)推進(jìn)過程中出現(xiàn)的常見問題,提出相應(yīng)的解決思路。

            關(guān)鍵詞:需要用能單位;能源管理;信息化;節(jié)能

            1前言

                隨著全球氣候變暖的加劇,人類對自然資源保護(hù)以及對節(jié)能減排越來越重視。IT技術(shù)與不同行業(yè)的碰撞促*整個行業(yè)的飛速發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)與能源行業(yè)的相遇,互聯(lián)網(wǎng)思維的方式的先進(jìn)性逐漸顯示出來,及各級均做出各種鼓勵與引導(dǎo)政策,部分集團(tuán)性國有企業(yè)也做出了相關(guān)的措施,努力推進(jìn)需要用能單位能源能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)。特別在十多年來的需要耗能企業(yè)的每年的能源考核中,規(guī)定企業(yè)應(yīng)建立能源管理信息系統(tǒng)。

                能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)推進(jìn)工作實現(xiàn)了需要用能單位、各級管理部門(包括各級以及集團(tuán)化公司總部)、技術(shù)服務(wù)商、燃?xì)夤尽崃镜榷喾铰?lián)動,實現(xiàn)了需要用能單位能源數(shù)據(jù)與管理部門(各級以及集團(tuán)化公司總部)的數(shù)據(jù)同步化,為需要用能單位下步開展節(jié)能工作奠定堅實的基礎(chǔ),也為以及集團(tuán)化運作的大型企業(yè)制定宏觀能源調(diào)控政策以及進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).

            2 能源管理信息系統(tǒng)需要具備的功能

               能源管理信息系統(tǒng)是節(jié)能與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合體,能夠為能源管理、運行人員以及相關(guān)部門提供有用的信息,使企業(yè)整體保持較高的能源利用效率。 能源管理信息系統(tǒng)邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

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            2.1能源數(shù)據(jù)采集

               能效數(shù)據(jù)分為實時和非實時兩種。實時數(shù)據(jù)一般來自于企業(yè)在線監(jiān)測系統(tǒng),也可以通過安裝數(shù)字儀表來補(bǔ)充缺少的數(shù)據(jù),在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)實現(xiàn)自動收集,并存儲到實時數(shù)據(jù)庫中,從而實現(xiàn)能效指標(biāo)的在線計算與動態(tài)分析。

            2.2能源運行管理

               傳統(tǒng)的能源管理過程是基于人工管理的離線過程。在工業(yè)信息化高速發(fā)展的今天,只能完成離線能源管理的 EMIS 已經(jīng)不能滿足部分企業(yè)高速發(fā)展的需要。對于很多企業(yè)而言,設(shè)備、生產(chǎn)工藝等用能對象一般都已經(jīng)實現(xiàn)基于產(chǎn)品生產(chǎn)和運行為目標(biāo)的高度自動化。在此基礎(chǔ)上,該系統(tǒng)以能源較優(yōu)運行為目標(biāo),開發(fā)了企業(yè)能源運行的在線管理功能。

            2.3基礎(chǔ)信息管理

               基礎(chǔ)信息一般包括企業(yè)基本信息管理、計量儀表檔案信息管理、設(shè)備檔案信息管理、培訓(xùn)及資料信息管理、能源管理委員會(或稱之為節(jié)能領(lǐng)導(dǎo)小組)信息管理、新聞公告信息管理、行業(yè)政策信息管理、技術(shù)文檔信息管理、系統(tǒng)的初始化及設(shè)置管理等內(nèi)容。


            2.4節(jié)能績效管理

               考核管理是企業(yè)提升節(jié)能績效的重要手段。企業(yè)能源利用的好壞,可以通過能源消費量、投入產(chǎn)出比、能源利用率、節(jié)能減排量、能源成本等能耗指標(biāo)反映出來。將這些指標(biāo)納入企業(yè)考核體系,能夠有*提高企業(yè)能源管理的效果。若進(jìn)一步對這些指標(biāo)進(jìn)行對標(biāo)分析,如企業(yè)內(nèi)部的能耗基準(zhǔn)(限額、目標(biāo)值、歷史數(shù)值等)以及外部行業(yè)基準(zhǔn)(國內(nèi)外行業(yè)平均、行業(yè)先進(jìn)、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)值、行業(yè)準(zhǔn)入值等)進(jìn)行比較,還可以進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力的機(jī)會。

            2.5節(jié)能項目管理

               對于工業(yè)企業(yè)而言,節(jié)能效益的絕大部分均來自于節(jié)能技改項目的實施結(jié)果。為了保證節(jié)能項目的順利實施,提高管理效率和效果,借助信息技術(shù)手段對節(jié)能項目進(jìn)行管理則成為一個有*的方法。

            2.6企業(yè)能效管理

               企業(yè)能效管理主要解決企業(yè)用能對象的能效評價、節(jié)能診斷與優(yōu)化改進(jìn)三方面的問題,管理的對象包括企業(yè)需要耗能設(shè)備、工藝和能*系統(tǒng)三個層次。能效評價指對上述用能對象的能效狀況進(jìn)行分析評估,包括能源結(jié)構(gòu)分析、能源消費流向分析、負(fù)荷分析、趨勢分析、能效指標(biāo)計算及對比、企業(yè)能*平衡、能*品質(zhì)分析、需要對象(如動力生產(chǎn)、照明、大型耗能設(shè)備等)性能評估等。節(jié)能診斷指標(biāo)確定存在節(jié)能潛力的位置并量化節(jié)能潛力數(shù)值,包括能效影響因素分析、節(jié)能潛力分析、減排潛力分析等;優(yōu)化改進(jìn)包括能*系統(tǒng)優(yōu)化、能效決策分析、企業(yè)清潔生產(chǎn)等內(nèi)容。

            3常見的問題

               在對某些地級市和某幾個大型集團(tuán)的能源管理信息化系統(tǒng)推進(jìn)過程中,發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個方面的普遍問題,提出自己的解決思路,以供參考。

            問題一:部分系統(tǒng)服務(wù)商由于前期系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計,運營不科學(xué),所服務(wù)的客戶系統(tǒng)出現(xiàn)宕機(jī)狀態(tài),出現(xiàn)長時間掉線狀態(tài);

            問題二:筆者走訪部分已經(jīng)初步建立能源管理信息系統(tǒng)的需要用能單位,發(fā)現(xiàn)接近 7 成以上的用戶對于本單位建立的系統(tǒng)的功能不夠了解,部分需要用能單位的能源管理信息系統(tǒng)處在無人問津狀態(tài),建設(shè)完成后沒有使用起來。

            問題三:推進(jìn)過程中,大部分需要用能單位對于能源管理信息系統(tǒng)工具的先進(jìn)性了解不夠,很多企業(yè)停留在信息系統(tǒng)僅僅替代人工抄表的初級階段。

            4 解決的思路

            4.1 解決方案

               鑒于以上問題,本文提出如下幾點看法:

            1)加強(qiáng)宣傳加強(qiáng)需要用能單位對本企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)建設(shè)的重要性的了解與認(rèn)識

            2加大行業(yè)對存在性遍問題的應(yīng)對投入

            3加強(qiáng)隊伍建設(shè)

            4加強(qiáng)新系統(tǒng)的管理制度建設(shè)

            4.2 真實情況反映

                某市主要信息系統(tǒng)建設(shè)服務(wù)商頭部技術(shù)服務(wù)商反映情況如下:

            1)需要耗能設(shè)備的能效分析需要采集器成本較高,導(dǎo)致很多企業(yè)從原來粗放式管理到精細(xì)化管理改進(jìn)過程中投入成本方面比較謹(jǐn)慎,導(dǎo)致需要耗能設(shè)備的能效數(shù)據(jù)的采集存在空白現(xiàn)象;

            2)國內(nèi)大部分企業(yè)需要耗能設(shè)備具有單獨的能源管理與自動控制系統(tǒng),該部分系統(tǒng)為單獨封閉的系統(tǒng),因此存在原有系統(tǒng)無法與新建能源管理信息系統(tǒng)對接的情況存在;

                目前從事能管建設(shè)的服務(wù)商技術(shù)比較薄弱。目前在國內(nèi)能源管理信息系統(tǒng)建設(shè)的主要力量為平臺商,由于平臺上本身具有并非從事節(jié)能技術(shù),對于節(jié)能領(lǐng)域的專*知識水平不夠,因此對需要耗能設(shè)備的能效分析缺乏。

                需要用能監(jiān)管單位企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)水平與企業(yè)采購服務(wù)商的專*技術(shù)水平密切相關(guān),建議一方面引導(dǎo)企業(yè)開展能源管理信息系統(tǒng)建設(shè)的同時加強(qiáng)對于系統(tǒng)建設(shè)方隊伍的培養(yǎng),加強(qiáng)我國節(jié)能技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的培育與發(fā)展。

            5取得的成績

            1促*了企業(yè)提高其源管理精細(xì)化水平

            2實現(xiàn)了四兩撥千斤的效果

            3促*當(dāng)?shù)毓?jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

            6 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)

                企業(yè)微電網(wǎng)的數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包含安裝于現(xiàn)場的傳感器、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數(shù)字化軟件。傳感器用于監(jiān)測和控制建筑的負(fù)荷設(shè)備和分布式發(fā)電設(shè)備(系統(tǒng)),現(xiàn)場傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計算智能網(wǎng)關(guān),每個智能網(wǎng)關(guān)可以看做是一個區(qū)域指揮部,采集所接傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后上傳EMS或轉(zhuǎn)發(fā)第三方平臺,網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動學(xué)習(xí)來執(zhí)行邏輯計算,并執(zhí)行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部,根據(jù)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)生成各類圖表、控制策略和分析結(jié)論,并響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令,系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

            圖2企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

                AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)包括企業(yè)負(fù)荷側(cè)的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、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、充電樁運營管理、分布式光伏監(jiān)控、儲能管理等功能,用戶通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維,同時滿足企業(yè)用電可靠、節(jié)約、效率、有序用電要求。

            6.1電力監(jiān)控

                對企業(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)、運行狀態(tài)、接點溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制,監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,對故障及時處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性。

            圖3電力監(jiān)控功能

            6.2照明控制

                智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應(yīng)控制、場景控制、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)的控制策略實現(xiàn)集中控制,為企業(yè)節(jié)約照明用電。

            圖4照明控制功能

            6.3儲能管理

                 監(jiān)測儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行,包括運行模式、功率控制模式,功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度,根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲能系統(tǒng)充放電,實現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。

            圖5儲能管理


            6.4分布式光伏監(jiān)控

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

            圖6分布式光伏發(fā)電監(jiān)測

            6.5能耗分析

                采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪模M(jìn)行分類分項能耗統(tǒng)計,計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢,對標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷,計算企業(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7能耗分析功能


            6.6充電樁運營管理

                監(jiān)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài),提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能,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)定運行。

            圖8充電樁管理

            6.7需求響應(yīng)

                根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動數(shù)據(jù),再結(jié)合虛擬電廠的調(diào)度指令,決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng),平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,調(diào)整充發(fā)電時間。平臺在需求響應(yīng)時間段調(diào)整可控負(fù)荷功率,停止給可中斷負(fù)荷供電,并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略,實現(xiàn)一鍵響應(yīng)。

            圖9企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)需求響應(yīng)示意圖

            6微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)硬件設(shè)備

                安科瑞針對企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)除了軟件外,還具備現(xiàn)場傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備,組成了完整的“云-邊-端"數(shù)字化體系,具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等,可以為企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化提供一站式服務(wù)能力,部分設(shè)備見表1。

            表1企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)部分硬件設(shè)備

            7 結(jié)束語

               隨著我國2030年碳達(dá)峰,2060年碳中和的推進(jìn),是能源管理信息細(xì)化系統(tǒng)的成長與成熟的季節(jié),希望在各級部門的努力推進(jìn)下,各大要點用能單位的努力配合下,一起為我國碳達(dá)峰碳中和事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

            參考文獻(xiàn)

            [1]高富強(qiáng),李丹,游文慧,唐寰宇,黃澤銘,童曉濂,曾令可.雙碳背景下企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)的推進(jìn)[J]

            [2]沈可,潘如茵.解碼互聯(lián)網(wǎng)+[J].科學(xué)<上海>,2017(4):30-33.

            [3]曾杰.淺談互聯(lián)網(wǎng)+[J].商情,2019(42):282-282

            [4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)選型手冊2023.02版


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