信息能源系统

信息能源系统（精选12篇）

信息能源系统 篇1

引言

在工业企业能源管理信息系统(Enterprise Energy Management Information System,EEMIS)的开发过程中,能效分析技术的缺乏是导致系统失效的主要问题之一。传统的信息系统(如ERP)可以从统计规律的角度去分析数据,而在EEMIS中,用能对象的运行状况与能效规律密切相关。如果没有能效分析技术的支持,能效问题往往只能“模糊”处理,无法解释现象背后的本质规律,导致节能潜力的识别和改进措施的提出均受到限制。

针对工业企业能源管理信息系统建设过程中缺乏能效诊断技术的问题,在传统信息系统和自动化系统的基础上,通过机理建模和机器学习相结合的方法,研究了重点用能设备、耗能工序和公用工程系统的能效分析模型,提出了一种新型的企业能源管理信息系统的结构和功能,并开发了软件。

1 系统软件结构

EEMIS系统针对工业企业用能特点,按照企业设备级、车间级、厂级的三级能源管理网络进行设计和开发。EEMIS充分利用了企业现有的系统资源,可在企业ERP/CRM等IT系统以及DCS/SCADA等自动化系统的基础上,通过应用程序接口实现不同系统间的数据同步。其他系统无法提供的数据可以通过安装电子仪表来进行补充采集,节约了项目初始的投资费用。

EEMIS的软件结构如图1所示。

2 系统的基本功能

系统采用PHP的MVC架构模型实现,采用了LAMP开发技术、可视化程序设计、面向对象编程、数据库等多项软件技术,实现了系统的各项功能。

2.1 能源数据采集

能效数据分为实时和非实时两种。实时数据一般来自于企业在线监测系统,也可以通过安装数字仪表来补充缺少的数据,在预设的时间间隔内实现自动收集,并存储到实时数据库中,从而实现能效指标的在线计算与动态分析,如图2所示。非实时获取的数据可以从企业IT系统中获取,或者由工作人员直接录入到EEMIS系统中。

为了保证数据的准确有效,需要对数据进行验证。常用的方法是将非同源的数据放在一起进行比较,也可以和历史数据对比来发现异常。对于异常的数据应该进一步分析并解释原因,错误的数据必须剔除,以免对能效分析产生干扰。

2.2 基础信息管理

基础信息一般包括企业基本信息管理、计量仪表档案信息管理、设备档案信息管理、培训及资料信息管理、能源管理委员会(或称之为节能领导小组)信息管理、新闻公告信息管理、行业政策信息管理、技术文档信息管理、系统的初始化及设置管理等内容。

开发基础信息管理功能的主要目的是为了增强EMIS运行的易用性,避免每个功能模块在使用时还需要重新配置内容和结构。

2.3 节能绩效管理

考核管理是企业提升节能绩效的重要手段。企业能源利用的好坏,可以通过能源消费量、投入产出比、能源利用率、节能减排量、能源成本等能耗指标反映出来。将这些指标纳入企业考核体系,能够有效提高企业能源管理的效果。若进一步对这些指标进行对标分析,如企业内部的能耗基准(限额、目标值、历史数值等)以及外部行业基准(国内外行业平均、行业先进、法规标准值、行业准入值等)进行比较,还可以进一步挖掘节能潜力的机会,如表1、图3所示。

2.4 节能项目管理

对于工业企业而言,节能效益的绝大部分均来自于节能技改项目的实施结果。为了保证节能项目的顺利实施,提高管理效率和效果,借助信息技术手段对节能项目进行管理则成为一个有效的方法。EEMIS提供节能技改方案设计、改造过程信息管理、项目节能效果评估功能,辅助工作人员对项目实施后的长期运行状况进行监控,确保节能效果的持久。

2.5 能源运行管理

传统的能源管理过程是基于人工管理的离线过程。在工业信息化高速发展的今天,只能完成离线能源管理的EMIS已经不能满足部分企业高速发展的需要。对于很多企业而言,设备、生产工艺等用能对象一般都已经实现基于产品生产和安全运行为目标的高度自动化。在此基础上,该系统以能源最优运行为目标,开发了企业能源运行的在线管理功能。

该系统的能源运行管理包括动力能源管理、能源供应管理、能源消费管理。同时涉及采购、运输、仓储、动力、生产消费等多个环节。数据来源于同一数据库,各个部门围绕统一的信息进行分析和决策。

2.6 企业能效管理

企业能效管理主要解决企业用能对象的能效评价、节能诊断与优化改进三方面的问题,管理的对象包括企业重点耗能设备、工艺和能量系统三个层次。

能效评价指对上述用能对象的能效状况进行分析评估,包括能源结构分析、能源消费流向分析(见图4)、负荷分析、趋势分析、能效指标计算及对比、企业能量平衡、能量品质分析、重点对象(如动力生产、照明、大型耗能设备等)性能评估等。节能诊断指确定存在节能潜力的位置并量化节能潜力数值,包括能效影响因素分析、节能潜力分析(见图5)、减排潜力分析等;优化改进包括能量系统优化、能效决策分析、企业清洁生产等内容。

能效管理由能效分析模块来实现运算与分析功能。每个能效分析模块采用了机理建模和机器学习相结合的方法,根据不同用能对象的用能特征逐个分析建立。下面以重点用能设备能效的在线监测模型为例,建模过程如下:

1)首先采用机理建模的方法,建立以能效目标为因变量、可控影响因子为自变量的能效特性方程以及约束条件。不同影响因子之间可能存在一定的耦合性,这种耦合性通常会使能效特性方程失去实际应用的价值。在该系统能效模型的建立过程中,采用以能量利用的规律为主、统计分析为辅的方法来确定不同自变量之间的关系,将可控影响因素之间的耦合度降到最低。

2)然后采用机器学习的方法,使模型具备在线运行环境的自适应学习能力。当被监测对象的能源消费模式发生显著变化时,依据原有模式建立的能效模型会超出使用范围。机器学习技术可以很好地解决此类问题,按此建立的模型可以根据新的样本数据进行自我修正,从而获得新模式下的运算能力。

能效模型采用组件的开发方式形成软件模块,根据企业的实际需要选取不同种类的模块进行功能拼接和拓展,从而形成一个满足不同行业企业能效管理需要的模块仓库。

图6所示为一个能效分析模型的内部功能及核心技术。

3 结语

随着我国工业企业原材料和人力成本上涨、产品竞争加剧以及节能环保的压力日益增加,越来越多的企业开始重视并着手建设企业能源管理信息系统。能效分析模块是企业能源管理信息系统重要的基础支持,也是系统开发的难点。

本文提出了基于能效分析模块的企业能源管理信息系统的总体架构和基本功能,并开发了应用软件,增强了企业能源管理信息系统在能效分析方面的实用性,为未来研究更高要求的企业能源管理信息系统开拓了思路。

摘要：针对工业企业能源管理信息系统(EEMIS)建设过程中缺乏能效诊断技术的问题,在传统信息系统和自动化系统的基础上,通过机理建模和机器学习相结合的方法,研究了重点用能设备、耗能工序和能量系统的能效分析模型,提出了一种新型的EEMIS的结构和功能,并开发了软件,弥补了EEMIS在能效分析诊断方面的不足,增强了系统的实用性。

关键词：能源管理,能效,信息系统

参考文献

[1]吕进,楼振飞.面向服务架构的能效管理平台开发研究[J].上海理工大学学报,2009,31(5):506-510.

[2]李天华.EEMS能源管理系统[J].电气时代,2007,(5):96-97.

[3]郑士君,黄爱平.海运企业能效管理信息系统研发[J].中国航海,2010,33(4):53-56.

[4]张锁江,张香平.绿色过程系统集成[M].北京:中国石化出版社,2006.

信息能源系统 篇2

作 者：Sam Kew Roh Young Min Seo 郭洁 作者单位：Sam Kew Roh,Young Min Seo(韩国Kwangwoon大学,建筑工程学院)

郭洁(同济大学建筑与城市规划学院)

信息能源系统 篇3

为了解决全国统一化信息管理，2012年2月起，昆仑燃气从改造燃气计费系统开始实施一项新的信息化项目。“戴尔服务在能源行业有丰富的积累，最近3年内，为能源企业提供的实施、咨询、可行性研究等项目就有20多个。”赵国海告诉记者，凭借丰富的经验，戴尔服务经过招标成为该项目的服务提供商。

9月12日，戴尔服务在江苏宿迁市对昆仑燃气苏北分公司辖下的7家分公司完成了试点验收工作。新系统不仅覆盖了宿迁使用天然气的全部居民，还纳入了众多企业、高校等机构，使客户信息能够进行统一管理。同时对燃气公司的业务流程进行梳理，不仅规范了现场安装、维修等服务，同时设立呼叫中心，让每一个用户都能够随时了解燃气使用和缴费的相关信息。

“未来，我们还会打通网上交费渠道，并利用物联网随时监控燃气泄漏等危险问题。”赵国海表示，此外，对燃气企业来说，统一的信息平台也会带来极大的效率提升——不同种类的燃气卡能够统一管理，燃气公司也可以在全国范围内对燃气的调配做到更合理的预测和分配管理。而现在，戴尔服务正在把成功的试点经验推广到全国120多个城市。

信息能源系统 篇4

企业能源计量管理主要包括能源计量器具配备及管理和能源计量数据的管理, 科学有效的能源计量管理可为企业的能源管理和节能工作提供可靠、准确的指导, 为企业制定节能方针和宏观管理目标提供可靠、准确的科学依据。

1 能源计量器具配备和管理概况

目前新疆油田公司有油气生产、管道输送、工程技术、装备制造、生产服务、矿区服务等多种业务, 年生产油气1 300×104t左右, 为国家“千家企业”之一。随着能源资源供应的日趋紧张和公司生产规模不断扩大, 公司能源成本在生产成本中的比例逐步加大, 节能工作日益艰巨, 作为节能降耗重要基础的能源计量管理还不能完全适应节能工作发展的新形势、新变化和新要求, 具体表现为:

(1) 不同生产部门和各级用能组织的能源计量器具配备和管理水平参差不齐, 存在个别部门计量器具配备不符合GB 17167—2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》和GB/T 20901—2007《石油石化行业能源计量器具配备和管理要求》的要求, 距企业标准Q/SY 1212—2009《能源计量器具配备规范》要求还有一定差距, 不能满足公司精细化、量化管理的需要[2]。

(2) 能源计量器具的配备统计、信息台账等信息未实现集中管理, 不便于各级管理者及时掌握。

2 能源计量管理系统设计

2.1 系统设计背景

目前, 公司广泛应用的计量管理系统是一套集数据收集、传输、报表及发布于一体的综合信息系统, 系统采用较为先进的浏览器/服务器方式访问数据库进行数据收集、处理, 采用目前流行的多层开发模式进行信息发布, 同时, 在数据库开发方面, 大量使用存储过程访问后台数据库并处理数据。整个系统在纵向上分为三层, 即:用户层 (客户端应用程序或IE) 、业务层 (存储过程、视图、触发器等) 、数据存储层 (主要是数据库引擎、数据库) 。

计量管理系统开发采用的是平台技术, 利用油田信息应用平台二次开发, 利用ORACLE数据库管理系统, 系统采用V6.5版本。本次系统开发是在计量管理系统基础上进行业务扩充, 增加能源计量器具数据库管理和统计分析、计量确认部分。

2.2 系统设计思路

能源计量器具的管理需与目前公司已应用的计量管理信息系统相结合, 不再另建信息系统和相应台账。目前公司已利用计量管理信息系统对工作计量器具和强检计量器具进行了有效管理, 建立了包含20多项计量器具字段信息的数据库, 形成了一套完整、设置合理的计量器具台账。

能源计量器具配备统计台账需与基本信息、检定情况台账相结合, 建立包括器具基本信息、检定情况和配备统计的统一台账, 加强对既属于能源计量, 又属于强制检定管理的计量器具的管理。

能源计量器具配备统计需实现分级分项分类的数量及配备率统计, 在满足国家标准GB 17167—2006的基础上, 达到企业标准Q/SY 1212—2009的要求。

能源计量器具配备统计依据Q/SY 1212—2009和GB 17167—2006标准。Q/SY 1212—2009是中国石油天然气集团公司根据所属企业的类型和管理层次的划分, 明确了各级用能组织的划分方法、各级用能组织能源计量器具的配备要求和配备率取值方法, 融入了中国石油天然气集团公司各项生产经营业务能源计量管理和节能节水管理的经验和做法, 增强了GB 17167—2006和GB/T 20901—2007在生产经营实际中的可操作性。

能源计量器具的管理可通过建立测量管理体系 (依据GB/T 19022—2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》) , 与体系的两大核心过程——测量过程和计量确认过程相结合, 其中计量确认过程可通过与目前系统中的计量器具台账相结合, 构成计量确认档案记录。对所有能源计量器具进行计量确认, 对其测量过程实施监控, 确保测量结果准确可靠。

2.3 系统的设计方案与结构

能源计量管理系统由应用服务器、数据库服务器、客户端三部分组成, 见图1。应用服务器由控件服务器、集群应用服务器组成;数据库服务器包含系统信息、计量数据管理信息;客户端则由系统已授权的用户组成。

在原计量器具台账 (包括计量器具通用项和强检计量器具增项) 中增加能源计量器具增项和计量要求及验证两个项目。

能源计量器具增项包括用能组织的划分 (用能单位、次级用能单位、基本用能单位 (或独立用能设备) ) 、所属业务类别、能源计量用途、能源计量种类及数量、准确度等级、测量范围、完善需求等情况。计量要求及验证包括计量参数名称、测量范围、准确度、计量验证等情况, 见图2。

3 能源计量管理系统功能

系统根据各级计量管理人员的能源计量器具录入情况, 按照能源种类、各级用能组织、计量器具等条件统计分析公司各级各项各类的能源计量器具配备率、配备数量和完善需求、投资等情况, 为公司决策提供依据。

系统能够监测全部能源计量器具的检定/校准情况, 过期自动报警, 自动生成计量器具周检计划, 确保配备的计量器具在有效期内使用。

通过建立测量管理体系过程中对所有能源计量器具进行计量确认, 确保能源计量器具的准确度和测量范围符合配备标准和工艺条件要求, 确保计量数据准确可靠。

完善后的计量管理系统中计量器具管理部分实现了对通用计量器具、能源计量器具、强检计量器具的统一管理, 并且能够按照不同的条件进行分析统计, 将统计结果以表格、图表形式反映给管理人员, 实现能源计量器具的动态管理。

4 结束语

能源计量管理系统已在公司各单位全面推广应用, 运行稳定, 应用效果好, 提高了各级计量管理人员的工作效率和公司能源计量器具配备和管理水平, 实现了公司能源计量器具信息资源的集中管理, 为节能工作的量化管理奠定了坚实基础。

摘要：依据国家标准和企业标准, 建立能源计量管理系统, 对能源计量器具基本信息、检定情况、配备统计等信息实行集中管理, 并结合测量管理体系中的计量确认, 提高了新疆油田公司能源计量管理水平, 确保了公司能源计量器具配备和管理符合国家标准和企业标准要求, 为公司的能源管理和节能工作提供了可靠、准确的基础信息。

关键词：能源,计量器具,配备,管理,信息系统

参考文献

[1]全国节能监测管理中心.GB 17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》实施指南[M].北京:中国计量出版社, 2008.

企业能源管理系统 篇5

系统概述

随着政府、企业节能意识的提升和能源信息化市场的成熟，企业为了完成节能降耗目标，进行更好的资源调配、生产组织、部门能源结算、成本核算，以及争取政府节能技改资金支持，亟需建立一套有效的能源管理系统，对能源供应、存储、使用进行有效的管理。在用能在线监测系统的基础上，针对用能企业的工作性质和使用需求，我们进一步研制开发了功能更强大、更有针对性的企业能源管理信息系统。

该系统是一套综合能源数据获取、分析、管理的信息系统，提供了对企业能源的供应、存储、消耗全过程进行实时监测跟踪功能，同时利用能耗分析模型对企业用能管理提供业务支撑，以满足企业实时掌握能源状况、加强管理节能的需求，同时也方便了企业能源计量和核算工作。使企业能及时掌握能源消耗情况，挖掘节能潜力，提升能源管理水平和效率。

该系统由企业能源计量器具管理、重点耗能设备管理、能耗在线监测、能耗预测预警管理、能耗指标管理、自主清洁生产、自主能源审计管理、综合报表管理、智能决策支持、能效自控等10个模块构成，通过与数据采集系统以及企业自动控制系统的有效集成，能够在企业内部实现能源在线监测和综合管理服务功能。

企业能源监测管理系统可以应用到大型集团用户、工业企业及大型公建用户中，可以满足不同类别用户能源管理的需求。

系统特点

发挥在线监测系统优势借助软件开展自主能源审计拓宽能源管理增值服务

量身定做运营维护模式节能与信息化相融合实现能效分析、节能潜力挖掘、节能解决方案

系统功能

计量器具管理

研发单一或集团类企业能源相关计量器具分类台帐、器具检定以及计量数据的综合管理。耗能设备管理

研发单一或集团类型企业能源重点耗能设备台帐、设备改造、设备用能数据统计的综合管理。

能耗在线监测

通过能耗数据采集终端的实时数据采集，研发不同能源在企业中实际使用情况的在线监测展现形式和监测方法。

能耗预测预警

通过制定不同的能耗标准和定额、以及特征阀值，研发企业用能的自动预测预警（并通过选装模块，短信通知预警信息）

综合报表管理

通过对多方式采集的数据进行统计，研发企业能源信息的多种报表形式输出。

能耗指标管理

通过对企业历史能耗数据的分析和统计，制定详细的企业能源管理的指标体系，形成企业能源管理的核心和目标。

自主清洁生产

该模块和政府清洁生产项目审核相辅相成，提供企业自主清洁生产的项目申报、数据审核、以及能耗评估功能。

能源审计管理

根据能源管理法，实现企业自主能源审计管理，系统根据企业能源管理过程中产生的能源消耗数据以及分析结果，自动生成初级能源审计报告。

能源数据管理

该功能为系统标准功能，主要提供企业能源相关数据与政府能源管理平台的上传下载的传输。

系统管理

分布式能源系统应用研究 篇6

【关键词】新能源；研究

一、引言

能源管控是一直以来持续热点的话题，尤其在当前社会进步和能源问题的日益严峻的情况下，以大电网模式为代表的传统的集中式供能系统已经逐渐暴露出一定的弊端，例如世界上多个国家陆续发生的大面积停电事故。因此对能源管理进行改善和变化就显得尤为重要，分布式能源系统作为一种新的供能方式，由于其是直接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能量，可以实现根据用户对能源的不同需求，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能的最大化。因此，分布式能源被寄予了厚望，已经成为未来应对当前气候的变化，保障能源安全的一个重要方向。

二、什么是分布式能源系统

简而言之，分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用概念基础之上，分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施。分布式供能方式可实现冷、热、电三联产，通过将高品位的热能直接转换为高品质电能，将中低品位的热能直接转为所需的热和冷，以此将电、热、冷这3种能源有效地结合成1个系统，从而来实现能量的梯级利用。分布式能源系统主要是由动力设备和一个系统组成。动力设备是分布式能源系统的能量来源，其发展经历了蒸汽轮机、内燃机及外燃机、燃气轮机及微型燃气轮机、燃料电池和生物质能等可再生能源的历程。系统的作用是实现热、电、冷三联产，目前该系统的主要工作原理是利用广义的内燃机（产生电）的排气余热，通过余热锅炉产生蒸汽供热，同时通过吸收式制冷设备供冷。

三、分布式能源系统的优缺点

由于以大电厂、大电网为代表的传统能源系统在可预见的未来依然将占据重要作用，因此有必要将分布式能源系统与传统的集中式能源系统进行对比。通过分析对比两种能源系统的利弊，来更好地理解这两种能源系统各自的优劣势和适用范围。

分布式能源系统的最主要作用是體现在冷、热、电三联产中，这也是分布式能源系统最重要的优点。冷热电的联产符合总能系统的“梯级利用”的准则，可以实现较好能源利用率。而大型（热）电厂虽然可以产生大量电能，并且电能可实现远距离输送，但是热，尤其是冷，像电能那样较长距离有效地输送基本上不可能实现。另外由于电厂厂址的选择的局限，一般来说，电厂附近很难有足够大量的、合适的冷、热能用户，因此除非通过特殊设计并利用特殊的设备来使传统的集中式供能系统实现输送冷、热能的功能，否则集中式供能系统根本无法实现冷热电的联产。与此相反，由于分布式能源系统是按需就近设置，通过与用户很好的配合，来避免长距离输送冷、热能无法实现的问题，同时也不会存在电力输送过程中产生耗损的问题。综合考虑，分布式能源系统纯动力装置虽然本身效率低、价钱贵，但是分布式能源系统由于具有较大的调节、控制与保证能力，不仅可以保证各种二次能源的充分供应，同时也可以实现冷热电的联产。因此分布式能源系统作为新一代能源的发展方向必将取得飞速发展。

分布式能源系统的弊端主要体现在：分布式能源系统供能分散， 单机功率小，而现有动力设备都是机组越大、效率越高，所以分布式能源系统的发电效率较低。此外分布式能源系统的使用技术要求要比简单使用大电网供电来得高，分布式能源系统的使用需要要有相应的技术人员与适合的文化环境。

四、分布式能源系统的发展

自20世纪90年代以来，世界工业发达国家在发展大电源、大电网的同时，也开始了小型分散发电技术（即分布式能源）的应用。天然气分布式是分布式能源系统最重要的应用形式且在发达国家应用成熟，美国是目前全球分布式能源系统应用最广泛的国家，分布式能源系统多达6000多个，绝大多数为天然气分布式。2000年时，美国商业、公共建筑热电联产980座，总装机490万千瓦；工业热电联产1016座，总装机4550万千瓦，合计超过5000万千瓦。到2003年，热电联产总装机5600万千瓦，占全美电力装机7%，发电量占9%。2010年这一类的分布式总装机容量约为9200万千瓦，占全国发电量14%。根据美国能源部规划，2010-2020年将再新增9500万千瓦装机容量，占全国发电装机容量29%。美国的分布式发电以天然气热电联供为主，年发电量1600亿千瓦时，占总发电量的4.1%。美国能源部积极促进天然气为燃料的分布式能源系统，利用这些系统为基础发展微电网，再将微电网连接发展成为智能电网。分布式能源系统另一种重要应用形式是光伏分布式。分布式光伏在德国得到高度发展，德国是全球推广分布式光伏发电最成功的国家之一。截至2011年底，德国光伏发电总装机容量达到2470万千瓦，其中分布式光伏发电系统容量占比近80%，主要应用形式为屋顶光伏发电系统，单个发电系统平均容量仅为20千瓦。此外风力发电、生物质能发电等可再生能源发电系统也是分布式能源的重要组成部分。分布式能源系统在中国的最重要应用是广州大学城分布式能源站，该系统是中国华电集团公司在天然气高效利用方面的首个10万千瓦级分布式能源站建设项目，是亚洲最大的分布式能源系统，为分布式能源站在我国的发展提供了重大示范，为我国建立分布式能源系统设计系列化、模块化标准提供示范，

五、分布式能源系统的应用

由于分布式能源系统的初投资大，不仅需要好的燃料；同时还要有比较稳定的冷、热、电用户，分布式能源系统的应用主要体现以下几个场所：（1）城区商业休闲中心、公用事业单位。例如商场娱乐中心游泳馆、饭店宾馆、飞机场、银行、证券交易所、医院、学校、机关等大量需要冷、热的地方。（2）小型柴油机电站的淘汰。石油化工造纸纺织印染等领域的小型柴油机电站锅炉用分布式能源系统替代，不仅环保同时系统的经济性和效率可得到较大地提高。（3）城区燃煤热电联产机组的改造及燃气轮机电站的升级。利用分布式能源系统取代或者对这些电站进行升级，不仅可以减少污染，还可将蒸汽供应附近的工厂，实现冷、热、电联供。（4）中小型离散工业园区、新建的过程工业园区。在这些地方采用分布式能源系统来提供能源产品，来实现电、热、冷。（5）边远地区、孤岛、海港、海上作业平台、船舶等，这些地方集中式供能系统很难顾及，很适合采用分布式能源系统。

六、结论

分布式能源系统具有贴近用户、梯级利用、一次能源利用效率高、环境友好、能源供应安全可靠等优良特性，可以实现冷、热、电多联供的终端能源供给，可以有效降低地电、热、冷远距离输送的损失，同时还可以改善电源结构、改善供电效率、提高供电质量及供电可靠性等，因此已经成为传统集中式能源供应系统不可或缺的重要补充，以及未来世界能源技术的重要发展方向。由于我国的分布式能源起步较晚，且一直被政府的政策所冷遇，因为分布式能源系统的发展在我国依然是任重而道远。

参考文献

[1]周建华，李孝堂.关于分布式能源系统建设与发展的思考[J].航空发动机，2009年06期.

信息能源系统 篇7

随着我国国民经济的快速发展,能源消费呈现出快速增长趋势。目前,我国已经成为世界第二大能源生产国和消费国,能源需求与供给关系日益紧张,如何能以较低的能源消耗保障我国国民经济的快速发展,已成为国家高度关注的问题。

钢铁企业的特点是资源密集、能耗密集、排放密集[1]。目前,我国钢铁企业能源消耗已占全国能源消耗的10%以上,CO2排放量占全国排放总量的14%以上。虽然近年来我国钢铁企业在能源管理上取得了明显进步,但与发达国家相比还有不小差距。2009年7月,国家工业和信息化部下发了《钢铁企业能源管理中心建设实施方案》,强调以信息化手段为支撑,通过信息化与工业化的有机融合,提高工业企业能源管理水平和能源利用效率,促进社会可持续发展。

能源管理信息系统是指采用自动化、信息化技术,对企业能源的生产、存储、输配和消耗等环节实施集中扁平化的动态监控和数字化管理,从而实现能源预测、平衡、优化和系统节能降耗的管控一体化系统。建立能源管理信息系统,首先要通过深入了解和分析钢铁企业能源种类、特点及相互关系,使能源分析、能源预测、能源优化更加科学和高效,促进钢铁企业更加安全、经济、高效、合理地利用能源,最终达到提高节能减排效果。

笔者通过分析钢铁企业各类能源的特点及相互关系,探讨了能源科学利用及发展方向,阐述了钢铁企业能源管理信息系统建设必须关注的几个方面。

1 钢铁企业能源种类、特点及相互关系

1.1 能源种类

现代钢铁工业是典型的流程工业。钢铁流程主要包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工序。钢铁工业流程主要以实现冶金功能为主,同时兼顾能源形式的转换、社会废弃物环保处理等功能。

能源是钢铁生产的大动脉,我国钢铁工业的用能主要以煤炭为主,目前用能结构大致是煤炭占70%,外购电力占26.5%,天然气占0.5%,油类占3%[2]。2009年,钢铁行业能源消费总量折合标准煤在3亿t以上,占全国能源总消费10%以上。由于各工序不同的工艺特点和要求,因此钢铁企业涉及的能源介质种类较多,能源系统是一个复杂的交织在一起的网络,主要包括煤气系统、电力系统、空气分离系统、蒸汽系统以及热能系统。从能源转换和利用层次上看,钢铁企业能源可以分为:(1)一次能源,即自然界存在的未经加工和转换的能源,主要有煤炭、石油、天然气等。(2)二次能源(或可再生能源),即由其它载能体转换而来的能源,主要是指在生产过程中可回收利用的副产能源,包括:电力;可燃性余能,即可以作为燃料利用的可燃物;载热性余能,即余热;其它余能,如余压、蒸汽、压缩空气等。钢铁企业二次能源种类按钢铁生产主体工艺分,大致有以下几类:(1)铁前工序的余能、余热,如干熄焦(CDQ)热、导热油换热、上升管余热、焦炉煤气;烧结矿和球团余热、烟气余热;高炉顶压、热风炉烟气余热、高炉煤气、炉渣余热。(2)炼钢系统的余能、余热,如烟道余热、转炉煤气、冷却余热、炉渣余热。(3)轧钢系统的余能、余热,主要是加热炉余热。(4)空气分离系统的能源转换介质,如氧气、氮气、氩气等,从一定程度上说,介质不是能源,但在能源转换过程中发挥着重要作用。

1.2 能源特点

从钢铁企业的能源构成看,能源呈现出以下几个特点:(1)品种类型多。钢铁制造过程伴随着大量能量转换,与其它流程工业相比,钢铁企业能源种类多达十几种,不仅有一次能源,还有以多种形式由其它载能体转换而来的二次能源。(2)副产能源多。钢铁企业生产过程中要消耗大量的煤炭、石油等天然能源,同时伴随着大量的余能资源。仅以煤气为例,按钢铁制造工艺,可燃煤气产生量大致是:高炉煤气发生量每吨铁为1 700~2 000 m3,转炉煤气发生量每吨钢为80~120 m3,焦炉煤气发生量每吨焦为350~430 m3。(3)转换空间大。在钢铁流程中,能源转换的形式选择性非常强,可以根据不同工序、不同流程的实际需要,灵活调整能源转换方式,例如:煤可以转换成煤气,煤气、余热、余压、蒸汽可转换成电力,余热可转换成蒸汽或可以制冷,等等。(4)优化难度高。钢铁企业生产流程由多个工序组成,每个工序均有大量的、表现形式不同的能源输入和输出,因此钢铁企业流程化生产中能源子系统也具有多种类型,有煤气系统、电力系统、蒸汽系统等,要实现这些不同系统之间的优化从而提高能源利用效率,是一项相当复杂的工作。(5)依附能力强。在钢铁生产过程中,含铁元素等的原料形成了钢铁生产的物质流,含碳元素等的能源主要是依附于物质流在整个流程中进行加工、转换、使用、排放,能源与物质流既独立又相互联系,同时又彼此制约。

1.3 能源相互关系

钢铁企业能源相互关系主要体现在能源之间的转换关系、替代关系和转换效率关系三个方面。

1.3.1 能源之间的转换关系

钢铁企业的能源系统是一个交织在一起的复杂的能源网络,各能源之间既相对独立,又相互联系,钢铁生产的过程,也是能源不断转换的过程。钢铁企业能源转换关系如图1所示。

能源的转换主要体现在可利用能源向电力的转换:(1)煤炭发电,即余气发电,主要是焦炉、转炉、高炉煤气发电。(2)余热发电,即各工序用于设备、产品冷却的余热及加热炉产生的高热烟气、废气(如烧结冷却带余热、干熄焦余热、加热炉烟气余热等)发电。(3)余压发电,如高炉炉顶余压发电等。钢铁企业能源发电途径如图2所示。充分利用能源之间的转换关系是进行节能减排的一个非常有效的手段。

1.3.2 能源之间的替代关系

钢铁工业所用煤炭的能量有40%以煤气(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)的形式存在,其能值占钢铁工业总能耗的34.12%。这说明,充分利用好钢铁企业富产煤气,对于节能工作意义重大。因此,仅以煤气为代表,描述钢铁企业能源之间的替代关系:(1)高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气替代动力煤,降低了动力煤用量,减少了一次能源的使用,同时,通过处理后的煤气可向社会供应,减少社会煤炭使用量。(2)富余煤气可替代重油,用于加热炉加热等,提高了煤气利用效率。(3)煤气之间可以相互替代,高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气在热值上有所不同,但在满足工艺要求的情况下,它们之间可以相互替代,这也是钢铁企业能源调度、优化和平衡的基本条件。

1.3.3 能源转换的效率关系

各种能源的表现形式不同,其单位能源产品所包含的能量也有所不同,常用的能源统计方法是通过乘以一定的系数将各种能源折合成标准煤。

能源在转换过程中,都存在着一定的转换效率。能源转换效率是衡量能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、管理水平高与低等方面的重要指标。能源转换效率的高低与企业工艺流程、操作水平、能源品位有较大的关系。在能源利用过程中,应按转换效率的高低进行转换;为了提高能源转换效率,减少能源转换过程中的能量损耗,必须完善生产工艺条件和提高技术装备水平;同时,还应强化能源管理,如推进能源管理信息化建设,这也是提高能源转换效率的重要手段。

2 能源信息管理系统现状及对能源管理信息系统的要求

2.1 我国钢铁企业的能源管理信息系统现状

目前我国钢铁企业能源信息管理系统主要有以下3种模式(1):

(1)集中一贯式。这种模式主要以能源管理系统(EMS)为支撑,以企业能源管理中心为核心,按照扁平化和集中一贯管理的理念,将企业能源的数据采集、处理、分析等技术功能与能源的控制、预测、调度等管理功能进行有机的、一体化的集成,基本实现了企业能源的管控一体化,管理系统和应用功能均比较完善。这种模式的缺点是管理幅度和层级复杂,各用能子系统不易综合协调,缺乏系统优化方案。

(2)信息处理式。这种模式建立了数字化平台的企业能源管理中心,将主要能源消耗信息和部分设备信息采集到能源管理中心,并对部分有条件的工序进行监控,基本实现了基于计量数据分析的能源管理功能和与信息化系统结合的离线优化。这种模式的缺点是未能实现真正意义上的管控一体化,扁平化调度、在线平衡管理等功能受到一定限制。

(3)数据分析式。这种模式的特点是企业信息化整体水平不高,企业延用传统的能源管理体制,信息平台的主要功能是采集动力计量信息,通过软件实现能源管理报表编制、能耗分析、大屏幕显示等简单功能。这种模式的缺点是无法实现在线处理与优化,本质上是以动力计量采集和管理为主的基础应用,与真正意义上的企业节能管理还有较大的差距。

上述3种信息化管理模式,基本特点就是利用信息化技术和数字技术,以实现能流的精确计算、实时控制和计划调度。但是,面对发展低碳经济和节能减排的新形势、新任务,现有的信息化管理模式还不足以系统解决目前钢铁企业面临的能源复杂、利用效率不高、二次能源回收偏低等现实难题,必须加快探索出一条更加适合钢铁企业能源系统节能管理的新模式。

2.2 对钢铁企业能源信息管理系统的要求

(1)必须实现企业用能的平衡保障供应。实现企业用能的平衡保障供应是能源信息化管理的核心功能。由于钢铁企业的含碳能源主要依附于生产流程,能源处于边生产、边消耗、边转化的动态状态中,因此,能源信息化管理系统必须通过对企业所有能源的投入与产出以及生成状况进行集中统一的监视、控制、调度和管理,保证生产过程的能源供给,达到能源的平衡优化保障供应。

(2)必须实现企业层面的能源系统管理。针对钢铁企业能源品种类型多的特点以及大部分能源之间可以互相转换的关联关系,为实现能源的科学和高效管理,能源管理信息系统必须能够实现全部能源及介质数据的采集、监视、故障报警、报表及档案管理的自动化,从而对能源和介质进行实时的调配、监控和调节。特别是通过数据采集分析,对能源和介质的生产、输送及消耗趋势进行预测,进而从企业层面实现“物流、能流、价值流”的三流合一,形成“产、供、用”一体化运行模式,从而实现企业整体角度的系统能源管理。

(3)必须实现企业能源系统的经济运行。钢铁企业副产能源较多,同时,能源在相互转换过程中又存在着转换效率,因此,能源管理信息系统必须结合企业产品制造计划、设备检修计划等,以能源之间的相互关系和转换效率为依据,对企业能源进行科学的优化和平衡,为企业提供科学的用能方案,从而促进企业能源的梯级利用、利用效率的最大化和系统的经济运行。

3 钢铁企业能源管理信息系统创新与发展

通过对我国钢铁企业现有能源管理信息系统的分析,笔者认为,强化钢铁企业能源管理、推进能源管理的信息化建设,必须结合能源种类、特点和相互关系,重点在以下几个方面着力。

3.1 能源管理信息系统建立的思路

(1)引入能源梯级利用的思想。就是能源要按照转换效率的高低逐级加以利用。能源在利用过程中,由于能量的损失不可避免,能源利用效率呈现逐步衰减态势。因此,不管是一次能源还是二次能源,在利用的方式上,要按能源的品位并综合能源转换效率逐级加以利用。比如,高、中温蒸汽先用来发电(或用于生产工艺),然后低温余热可用于供热。梯级利用可以提高整个系统的能源利用效率,是节能的重要措施。

(2)发挥工艺装备结构优化的作用。工艺性、结构性突破及生产工艺流程优化是钢铁企业节能的重要因素。近年来,我国重点钢铁企业工艺技术装备水平显著提高,但整个行业企业较多,产能及布局分散,还存在土法炼焦、环形小烧结机、横列式轧机等落后工艺,部分企业仍使用400 m3及以下高炉、30 t及以下转炉等落后装备,仍延续“高消耗、高排放、高污染”的发展方式。因此大力淘汰落后工艺装备,进一步优化钢铁工业结构,是提高我国钢铁企业节能水平的重中之重。

3.2 能源管理信息系统的3个基本模型

强化能源管理,首先要在分析生产工序的能耗现状的基础上对企业的用能需求进行预测;其次要实现能源需求和供给的动态平衡;第三要实现企业整体用能优化。因此,能源管理信息系统关键应建立3个基本模型。

(1)能源预测模型。能源预测模型可以用于超短期(一季度至半年)、短期(1年)、中期(1~3年)或远期(3~5年或更长)的预测以及不同范围的规划。主要是从研究企业内部能源消耗的历史和现状开始,分析影响能源消耗的各种因素,找出这些因素与能源需求量之间的量化关系,并根据这种关系对规划期内各阶段和年度的能源需求进行估计和评价。这些因素(即外生变量)一般包括资源、企业生产结构和装备、工艺流程、节能技术、能源生产和消费构成等。能源预测模型受生产、技术、装备等外生变量的影响较大。因此,如何科学准确地确定外生变量与能源需求量的量化关系,是模型成功建立的关键。

(2)能源平衡模型。通过能源平衡模型对能源系统进行供求综合平衡及系统技术经济的定量分析。系统的能源(用能量值进行量化)平衡过程包含三个约束条件:第一,每个工艺过程的输入与输出能源流量之间存在确定的关系,与过程能源效率或损失相关联;第二,在各过程的衔接点处流入的能流量总和等于流出的能流量总和;第三,对于给定的系统,各节点处和各过程之间的能流量分配有预定的比例关系。以上三个约束条件可以保证在分析计算中,当改变一次能源、转化方法、二次能源或负荷需求时,系统总处于能量平衡状态。如在煤气的平衡上利用能源平衡模型,系统可以跟踪企业的设备检修计划,在设备检修之前进行煤气系统的预先平衡调整,同时,应用煤气柜位预测及平衡技术,可以有效提高煤气利用率,减少煤气放散,提高经济效益。

(3)能源系统优化模型。能源系统优化模型是一个多目标规划模型,即“最优化决策分析模型”,是进行综合能源规划、确定决策方案的关键。优化的目标函数可人为设定,如可以要求能源系统的供能成本最低、排放指标尽可能低、供能安全系数尽可能高等。其优化约束条件有很多,如满足企业生产需要的电、煤气、水、蒸汽、燃气等用能负荷要求,各种能源利用与转化设备的效率、工况性能曲线,排放指标的约束,以及投资总额、系统生命周期成本等其它经济性指标的约束等。实现能源系统的优化,关键是要处理好局部优化与全局优化之间的关系。

3.3 能源管理信息系统平台架构

通过上述能源模型的建立,借助于信息化手段,笔者对钢铁企业能源管理信息系统平台架构进行了构思,努力构建一种能够更加适合钢铁企业能源系统节能管理的新模式。同济大学与马鞍山钢铁股份有限公司正在共同开展的“大型钢铁企业系统节能减排信息与控制技术研发项目”课题中,部分引用了这一管理模式的理念。能源管理信息系统平台架构如图3所示。

能源信息化管理平台分为3层架构:(1)物理层。主要是数据采集,为能源管理系统提供准确可靠的基础数据,本层级数据来源基本覆盖了钢铁生产主要工序和次要工序,数据采集后,通过能源中心对数据进行集中管理。(2)监控层。在数据采集的基础上,通过工序能量流模型、工序能耗数学模型、能耗优化模型等子模型为支撑,建立能源预测、能源平衡、能源优化模型。(3)管理与决策层。通过3个模型的建立,为能源预测、平衡、优化、诊断提供支撑。能源管理信息系统作为钢铁企业能源系统的心脏,对能源系统实行集中监控和有效管理,可以实现能源数据采集-过程控制-能源介质消耗分析-能耗优化管理全过程的自动化、高效化、科学化,使能源管理与能源生产有机地结合起来,提升能源管理的整体水平。其作用主要体现在:第一,进一步完善能源信息的采集、存储、管理和促进能源的有效利用。第二,实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化,满足能源设备、运行管理自动化的需要。第三,快捷高效地了解系统的运行状况、故障的影响程度等,以便及时采取措施,限制故障范围进一步扩大,并及时有效恢复系统的正常运行。第四,可以实时了解产能单位和用能单位的状况,有效减少能源损失,提高能源使用效率。

上述能源管理信息系统,对目前国内钢铁企业普遍应用的3种管理模式进行了改进,其优点主要有3个方面:第一,能源管理能更好地实现与企业生产计划、设备检修计划的联动,能源的“产、供、用”3个环节更加紧凑,能源的预测、平衡、优化更加贴近企业实际生产。第二,3个基本模型的建立,使能源系统的分析更加定量化,在能源的预测、平衡、优化、调度过程中,准确性、有效性将进一步提高。第三,部分企业存在多个能源中心,通过本系统能够有效解决能源中心之间的能源平衡、优化和调度问题,从而更好地实现管控一体化。在实施过程中,其难点在于:第一,各企业实际情况不同,在模型建立过程中相关参数选择要慎重,要符合企业能源管理的战略思想。第二,该模式的实施,不仅仅是对企业能源管理信息系统的改造,同时,可能会涉及企业组织架构或流程的变化,能否被广大企业所接受还有待商榷。

3.4 能源管理信息系统与ERP的无缝集成

钢铁企业能源管理系统与生产流程、设备检修等因素密切关联,能源管理信息系统必须与企业整体ERP协同工作,实现无缝集成,充分兼顾生产计划、设备检修计划等因素,从企业整体的角度更加安全、科学、高效地利用能源,提高能源利用效率。为实现与ERP的无缝集成,能源管理信息系统必须满足下列要求:

(1)规划先进的能源SCADA(数据采集与监视控制)系统。根据能源特点和具体情况,综合采用行业标准监控和管理、现代安全网络和数据通信、数据库及实时数据处理、预测和平衡优化、集成式GIS(地理信息系统)、数字化运行和调度、异构系统无缝集成等技术[3],对照工艺监控的实际要求,能源系统输配和平衡要求,能源管理的宽度、深度和广度要求,强化能源管理数据的采集。

(2)设计集中统一的“数字化”能源输配及平衡控制应用系统。在数据采集的基础上,利用信息技术手段,实时再现工艺系统过程映像,使运行管理和调整决策建立在可靠的过程信息之上。

(3)建立系统化的能源成本中心。能源成本中心应在系统规划、架构设计、功能配置和应用集成等方面全面反映能源系统本质的管理特征,根据效益最大化的原则配置能源管理要素,通过能源管理信息系统的计划编制、实绩分析、质量管理、平衡预测、能耗评价等技术手段对能源的生产过程和消耗过程进行管理评价。

通过满足以上3个条件,能源信息管理系统能够向企业整体ERP系统提供完整的能源消耗数据、分析数据和分析结果,ERP也可以按能源管理和预测分析的需要,向能源信息管理系统提供公司的生产计划、检修计划和相关的生产实绩信息,最终实现两者的协同工作和无缝集成。

4 结束语

钢铁企业能源管理信息系统是提高企业整体能源利用效率的重要手段,其建设应在深入分析能源的特点和相互关系的基础上,采用信息技术和数字技术,建立能源预测模型、能源平衡模型及能源优化模型,从而实现能源的集中监控和有效管理,同时应与企业ERP系统无缝集成,以达到进一步提高能源管理水平,最终实现企业整体节能的目标。

参考文献

[1]林高平.中国钢铁行业低碳发展战略与宝钢的思考[J].冶金管理,2010,251(1):4-8.

[2]张有礼,王维兴.钢铁工业能源结构与节能[J].中国冶金,2006,16(10):1-3,8.

信息能源系统 篇8

一、能源计量信息管理系统的现状分析

目前, 中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件, 企业按照自行需求进行设计和开发, 能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示, 现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范, 使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范, 很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表 (企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表) , 误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况, 使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点, 对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。

二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则

1. 系统的软硬件环境设计要求

在设计能源计量信息管理系统时, 对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力, 逐步完善。同时, 配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面, 给予必要的完善及升级的空间。

2. 确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求

(1) 现场能源检测点确定。

能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点, 并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求[3]。具体数据采集范围包括:

a) 输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b) 输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c) 用能单位、次级用能单位和用能设备使用 (消耗) 的能源及载能工质;d) 用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e) 用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。

(2) 计量器具配备率要求。

根据GB/T 17167—2006标准要求, 能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具, 要依据不同用能设备所耗的能源类型不同, 而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求, 也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求, 进行选择相适应的计量器具。

能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定 (见下页表2) 。

4. 能源管理信息系统主要功能模块设计原则

(1) 计量器具系统模块。

计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网, 实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差, 并将所采集计量数据形成对比图, 出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控, 并有报警提示和报警记录。

注:1.进出用能单位的季节性供暖用蒸汽 (热水) 可采用非直接计量载能工质流量的其他计量结算方式。2.进出主要次级用能单位的季节性供暖用蒸汽 (热水) 可以不配备能源计量器具。

注:按电能计量装置所计量电能将用户分为五类。Ⅰ类用户:月平均用量500万k W·h及以上, 变压器容量10 000k VA及以上;Ⅱ类用户:月平均用电量100万k W·h及以上, 变压器容量2 000k VA及以上;Ⅲ类:月平均用电量10万k W·h及以上, 变压器容量315k VA及以上;Ⅳ类:负荷容量315k VA及以下;Ⅴ类:单相供电计费用户。

(2) 能源数据采集系统模块。

能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量, 采集周期在1分钟~24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。

(3) 采集数据传输、存储、查询系统模块。

采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求, 考虑到数据传送速度, 有线传输200米以内可采用双绞线串口传送, 超过200米宜采用光纤以太网传送, 也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要, 可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。

(4) 数据汇总和计算分析系统模块。

数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总, 并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析, 并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示, 企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况, 及时进行纠正与改进, 及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析, 并自动形成对比分析图表, 用能成本超过预定费用, 系统立即报警提示。

(5) 报表统计系统模块。

报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要, 自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表 (企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等) , 能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。

(6) 企业、车间、设备能源管理系统模块。

企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量, 监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因, 及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控, 确保设备的高效、经济运行, 减少设备的空载时间和能源浪费的地方。

5. 能源管理信息系统的安全设计和维护原则

信息系统应做好防电磁干扰, 采集信号线应采用屏蔽线, 并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查, 发现问题应及时通知系统维护人员。

三、能源计量信息管理系统规范化工作成效

在上述研究的基础上, 2009年3月, 浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局, 联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准, 建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式, 实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明, 统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性, 为改进生产工艺, 提高技改节能效益提供了科学的依据, 真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法, 结合计算机信息网络技术, 通过精确计量, 自动采集能源量值数据信息, 对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价, 控制能源消耗, 节约了能源成本开支, 提升企业能源管理水平。例如, 浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析, 将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒, 使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理, 优化了操作参数, 耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时, 循环水用量从910吨/小时下降到450吨/小时, 使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核, 公司万元增加值能耗同比下降14.6%。

为了扎实推进企业能源计量工作, 将节能工作落到实处, 我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理, 也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。

参考文献

[1]杨涛.能源管理系统的应用[J].黑龙江科技信息, 2009, (17) :274.

[2]李纯, 孙健, 等.能源管理信息系统在企业能源计量和节能量化管理中的应用[J].中国计量, 2008, (11) :34-35.

信息能源系统 篇9

关键词：能源供需,灰色预测,发展对策

0 引言

能源是人类活动的物质基础。就现实意义角度讲, 人类文明与生态经济发展都不能缺少高品质新型能源开发和先进能源技术的使用升级。“十三五”时期对能源的新展望不仅是我国新时期下生态经济发展的新课题, 也是世界各国需要关注的重要问题。所以海内外众多学者纷纷就能源供需问题进行了深入探讨, 并且构建拟合高效的能源预测模型以及很多高效的预测修正模型。目前, 预测能源生产和消费的模型有很多种, 如灰色理论模型、系统动力学模型、层次分析法、向量自回归模型等;预测的方法也是多种多样, 如自回归模型、时间序列法、指数滑动平均法、移动算术平均模型、能源消耗弹性系数法。本文利用灰色模型中的GM (1, 1) 预测方法, 该方法具有所需样本量小、建模与运算简便、可检验等优点, 较适用于中长期预测, 对原始数据序列预处理建立GM (1, 1) 预测模型, 最后用该模型预测中国未来几十年的能源供需趋势。1978 年以来的中国能源供需情况如表一所示[1]。

1 灰色预测模型

能源生产与使用连接着自然与人类社会, 随着经济水平的提高与城市化进程的加速, 我国所需要的能源量与日俱增。能源工业是先行工业, 所以能源产业供需结构和经济发展必须保持适当的比例。一个国家或地区的能源计划最重要的是加强能源需求预测和能源供给预测, 对能源开发和节约的计划工作加强可行性研究, 为正确做出决策提供科学依据。著名学者“灰色模型之父”邓聚龙教授于1982 年首先提出灰色系统的概念, 并建立灰色系统理论[2]。灰色系统理论及方法已经在许许多多研究领域被普遍应用。灰色预测的对象是灰色数据, 它既有已经确定的信息, 又带有未知、不确定的信息。灰色预测就是对这些数据进行灰色预测, 就是对与时间有关的、在一定范围内变化的灰色进程进行预测。尽管其预测过程展现的是一种随机现象, 该现象仍然有排列顺序, 因此该数据向量拥有内在一般规律。孙李红认为能源消费预测中灰色预测能够进行应用[3]。

灰色预测主要通过对比系统内部各因素间发展水平的差异程度, 也就是因素间的关联度分析, 同时将原始数据序列进行弱化随机性处理, 以便找出随机变动的内在规律, 产生规律性强的新数据序列, 接着建立与之对应的微分方程模型, 进而对事物以后发展情况进行预测的方法。

1.1 生成列

为了产生规律性强的新数据序列, 建立灰色模型, 所以在建立灰色预测模型前, 需要处理原始数据序列, 弱化其内生随机性, 经过处理得到的新数据序列称之为生成列。

将原始数据序列进行累加进而得到生成列的方法称为累加。方法为:以原始数据序列的第一个数据为起点数据, 即生成列的首个数据, 然后用原始数据序列第二个数据叠加到之前的起始数据上, 叠加后得到的数据就称为生成列的第二个数据, 同样地生成列的第三个数据是用原始数据数列的第三个数据加上生成列的第二个数据得到的, 然后按照这个叠加方式依次进行下去, 最后就得到了长度与原始数据序列相同的生成列。记原始数据序列为:

X (0) 即为原始数据序列, 进行累加后生成列为:

其中,

X (1) (k) 即进行一次累加, 按照上述, 进行m次累加则有:

对于任意非负时间序列, 进行累加后可以弱化序列随机性, 若进行多次累加, 则弱化序列随机性的效果越佳, 当进行上述处理次数达到非常大时, 便能认为该序列已经由随机序列转变成非随机序列了。

1.2 模型的建立

设原始序列X (0) 中包含n个观察值, X (0) ={X (0) (1) , X (0) (2) , …, X (0) (n) }, 进行一次上述处理生成新序列:X (1) (1) ={X (1) (1) , X (1) (2) , X (1) (3) , …, X (1) (n) }, 则GM (1, 1) 模型相应的微分方程为:

其中, a即发展灰数, μ即内生控制灰数。

设为待估参数向量, , 利用最小二乘法求解, 可得:

其中:

求解微分方程, 即可得到预测模型:

1.3 模型检验

灰色预测检验大体包括两种检验方法, 即残差检验和后验差检验。

1.3.1 残差检验

按预测模型预测, 将预测得到的进行与累加相反的累减运算, 生成, 接着计算出原始序列X (0) (i) 与的绝对误差序列及相对误差序列。

1.3.2 后验差检验

(1) 计算出原始序列的标准差

(2) 计算出绝对误差序列的标准差

(3) 计算标准差的比值

(4) 计算小误差概率

如果两种检验都通过了, 就可以使用上述建立的灰色预测模型进行预测;否则, 应进行残差修正。

2 中国能源供给与需求预测

2.1 能源总供给量预测

原始序列为自1978—2014 年以来中国能源总产量数据 (单位:百万吨标准煤) , 建立GM (1, 1) 模型, 进而对未来供给量进行预测。

其中, a=-0.062248497, μ=747.025206

通过X (0) (k+1) =X (1) (k+1) -X (1) (k) 求得预测的数列

通过公式求得相对误差, 预测结果如表二所示。

首先通过进行残差检验的相对误差计算, 其中平均相对误差为9.28%, 因而预测精度达到90.72%。再用后验差检验来检验灰色模型GM (1, 1) 预测的预测精度。

计算方差比:

根据灰色理论预测精度所示, C低于35%水平, 表明就能源生产情况建立的预测供给模型具有良好的预测精度, 可以用来客观地反映中国未来能源产量发展变化趋向, 因此可以用该模型预测中国未来几十年的能源总生产供给量。

2.2 能源消费总量预测

原始序列为自1978—2014 年以来中国能源总消费数据 (单位:百万吨标准煤) , 建立GM (1, 1) 模型, 进而对未来需求量进行预测。

GM (1, 1) 模型为:

预测结果如表三所示。

同样地, 通过对需求模型进行残差检验的相对误差检验, 得到相应的平均相对误差9.22%, 预测精度达到90.78%。再用后验差检验方法来检验灰色GM (1, 1) 预测的预测精度。

计算方差比:

根据灰色理论预测精度所示, C低于35%水平, 表明就能源消费情况建立的预测需求模型具有良好的预测精度, 可以用来客观地反映中国未来能源产量发展变化趋向, 因此可以用该模型预测中国未来几十年的能源总消费需求量。

2.3 对未来几十年中国能源供需预测

上述得出的供需预测都能很好地对能源供给与需求进行预测, 因此给出了中国2016 年、2025 年、2045 年以及2054 年能源总供给量与需求量的预测值以及绝对误差值, 其中绝对误差显示了供需是否均衡。很明显, 在表四中可以看出未来几十年中国能源供给量超过能源需求量。随着“十三五”计划的推进以及调整资源配置、产业结构地不断深入, 在能源消耗中能源浪费的情况得到了很大改善, 能源需求量总体上低于能源供给量。

3 能源发展具体建议

3.1 推动油气资源国际合作

中国是缺乏石油和天然气的国家, 目前中国快速发展的态势下能源供应已经不能满足国内各行业发展的需求, 随着中国“跨栏式”发展, 我国能源进口以及依存度将继续增加。石油和天然气的安全是当今世界面临的一个主要问题, 为了缓解高质量的石油和天然气资源供应短缺的局面, 我国要重新审视石油天然气资源的发展战略, 把油气资源的国际化合作放在首要位置。

因此需要针对世界不同国家的石油、天然气资源基本状况和地缘政治特点, 制定相应的合作政策和互助措施;与此同时应该加强在石油和天然气方面的国际合作能力建设, 提升我国对全球石油市场的控制力, 确保我国在全球范围内对石油的话语权, 从而确保我国的能源供应安全, 通过采取灵活高效的策略和途径来增强贸易能力、规避市场风险, 进而确保满足我国的油气需求。

3.2 改善能源供需结构

充分发挥国内煤炭资源的优势, 引进先进技术, 加大资金投入, 调整煤炭内部结构, 在煤炭净化和转化上做文章。一体化解决能源以及环境问题。在世界领先技术的帮助下, 不断地研究和发展非化石能源利用技术, 减少对化石燃料的依赖, 并从根本上努力解决全球环境问题, 主要是气候变化问题, 进一步提高能效。

注意能源供需结构的多样化, 调整旧的能源供需结构, 促进能源产业改革。我国当前还是以一次性能源为主, 例如原煤焦炭、石油、天然气, 我国应该鼓励新能源企业的发展, 激励研发与使用新型能源, 努力扩大新能源消费占比, 努力实现高效、综合的能源利用率。我国政府也应大力推动新能源的开发, 致力太阳能开发利用, 同时也包括开发地热能、研制风力发电和大型风电机、发展煤炭液化和汽化技术、开发海洋能源和发展海外清洁能源输出技术。

3.3 加强政府能源政策保障

对于能源问题, 我国应根据本国近年来的能源状况及能源需求, 规划出最优的能源开发蓝图;依据国家相关法律法规, 完善能源开发及利用相关财税、价格和投资政策;建立节能责任体系, 建立和实施绿色GDP指标体系, 加强各级政府和重点企业的节能考核。强化环保监督, 完善环境补偿机制等[4]。同时, 政府应该加大力度, 制定政策, 扶持新能源产业, 降低企业使用能源的成本和风险, 从而加快新能源的发展速度。

向世界发达国家学习, 吸收他国在能源扶持政策和司法立法上的成功经验, 全面完善我国能源法律体系。此外, 还应该在全国范围内强化能源基本法的概念、落实能源特别法具体工作的实施制定详细法律规范条例。

3.4 加大科技开发力度

替代周期较长是能源发展的一个显著特点, 一般都需要30 年时间来完成从能源新技术的设计到商品化的转化[5]。所以我们要从“十三五”的新视角重新审视能源问题, 优先在具有发展与创新潜力的领域着手准备基础研究, 为以后新时期能源发展奠定新起点。

对比国际比较先进能源开发利用技术, 我国在许多方面都有着不同程度的差距, 这也是导致能源不同程度的浪费、单位GDP能耗高、环境污染严重的缘由。为了迅速减少与别国先进水平的差异, 务必加大研究开发经费的投入和科学技术的创新。

开发新能源与可再生能源的关键是加大科学技术创新, 我国在这方面相对较低, 因此要着重加强对核心技术的自主开发力度, 重视培养技术性专业人才。新能源技术的研究和开发投资巨大, 必须以国家投入为主、社会资本为辅的方式进行参与, 建立公共研发检测平台, 成立重点实验室、工程技术研究中心, 在技术研究和开发、风险投资、融资等方面加强政策的倾斜, 形成新型、高效的技术创新体系。

参考文献

[1]中国国家统计局.中国统计年鉴 (2014-2015) [M].北京:中国统计出社, 2014/2015.

[2]邓聚龙.灰色预测与决策[M].武汉:华中理工大学出版社, 1986.

[3]孙李红, 张翰.中国能源消费预测的GM (1, 1) 模型研究[J].商业经济, 2015, (09) :48-49.

[4]吉林省“十二五”规划纲要全文 (2011-2015年) [EB/OL].http://district.ce.cn/zt/zlk/bg/201206/11/t20120611_23397196_4.shtml, 2012-06-11.

信息能源系统 篇10

近几十年来, 随着能源储量的日益减少和人类对环填保护的重视, 加强能源管理、提高能源效率成为工业生产中的一个重大课题。对于作为耗能大户焦化行业来说, 能源管理更是成为关系到企业生存和发展的核心问题。

要使焦化企业实现真正意义上的现代化与信息化, 就必须通过现代化的能源管理手段实现对于企业耗能系统的统筹管理与优化调度, 进而在保证企业正常生产要求的前提下提高能效。通过有效的能源管理, 可以使工艺生产有序化, 生产过程合理化, 以保证生产持续稳定, 同时可以保证企业能源生产、转换和消费的平衡, 减少能源浪费。

2 系统简介

能源管理信息系统主要包括焦化企业的能源监视子系统和能源分析子系统两部分。能源监视子系统是基于描述型能源模型, 通过得到每个能源、工序、工厂的信息来指导生产;能源优化子系统是为使企业能源合理充分利用并减少能耗排放量, 借助数学方法建立的企业能源优化模型, 以得出消耗能源和物料的最优量的方案。

采用C/S (client/server) 来开发系统, 主要考虑到C/S结构的用户界面相对于B/S (browser/server) 的结构表现形式更为丰富、更易用;C/S结构的安全与性能容易得到保证, 运行效率高, 响应速度快;C/S结构对网络要求不高, 只需在企业内部使用局域网的系统即可。

能源管理信息系统的整体架构如图1所示。

3 系统实现目标

在对某焦化企业的能源管理进行认真分析和总结的基础上, 完成焦化企业能源管理系统的设计和功能开发工作, 目的在于通过有效的管理和优化能源使用, 降低焦化企业的能耗。

4 系统功能设计

能源管理信息系统的基本功能是实现对水、电、风、气等各种能源介质在每个生产工序之间的流转过程的监视、调度和管理, 从而发现能源流推动物质流, 实现焦化企业生产过程中体现出来的能源介质的生产、输送、储存、转换、使用以及放散的规律, 以实现对能源生产和使用过程的优化, 最终实现节能和可持续发展。

能源计量管理功能:能源计量管理作为能源管理系统的基本功能, 主要目的是为提供高焦化厂能源精细化管理的需求, 通过接收计量仪表数据, 将其纳入不同层级的管理范畴, 实现细化到子工序的能源管理, 从而支撑能源成本管理、能源财务结算、数据分析、决策支持、精细化管理等高级能源管理功能。

能源平衡管理功能:基于能源转换和能量守恒定律, 对于由于仪表原因、系统偏差原因、系统涵盖范围原因而产生的系统能源不平衡, 就使得能源平衡是必须在系统中予以实现的。系统通过厂际表和工序表之间的平衡和非工作中心的能源分摊两个方面完成能源平衡。

能源实绩管理功能:实现能源数据自动统计、科学平衡、能源消耗信息共享。达到焦化厂每个一线的生产班组都能够清楚地知道, 自己所在的班组的能耗情况, 是能源实绩管理的目标。为了达到这个目标需要将实绩管理模式下的统计、分析、考评的指标和计算方式固化到系统中, 同时通过权限的控制让系统中的数据忠于现实, 并为生产服务。

分介质能源流向管理功能:分介质能源流向管理提供了各种能源介质 (燃料介质和动力介质) 在各个主体生产工序、动力生产区的能源使用和能源回收情况, 并且能够统计出每一种能源介质在到高强度汽车薄板厂所有主体工序、动力生产区的总使用情况和总回收情况, 同时引入每种介质对应的能源价格, 实现对每种能源介质在不同主体生产工序、动力生产区的能源流向跟踪、比例分配和总成本分析。

能源报表管理功能:能源管理信息系统报表管理是对能源管理系统中能源数据的统计和分析, 它从时间维度 (班组、日、月、年) 和管理层次维度 (子工序级、工序级、车间级、厂区级、公司级) 提供了能源生产与消耗管理、产耗及单位能耗管理、能源成本管理、能源平衡管理、能源台账管理、能源介质结算管理、能源介质综合管理等方面的综合统计、呈现和分析。

数据趋势功能:以数值及曲线显示各工艺段瞬时流量、压力、温度等实时数据信息。能够直观的体现现场实际情况, 帮助能源相关人员及时了解现场实际情况。

为便于调度人员对重要的数据进行历史查询, 并允许趋势组来对具有相关性的参数进行分组浏览, 能源管理信息系统为重要和必要的数据提供历史数据和曲线。

5 应用效果

提高了工作效率, 提升了服务水平, 确保了数据的及时性与可靠性, 为公司提升核心竞争力和可持续发展奠定了坚实的基础。

为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件, 为焦化企业能源的合理使用、平衡调配、降低能源成本做出重大贡献。

加快能源系统的故障和异常处理, 提高对全厂能源事故的反应能力。

6 结语

通过对能源管理信息系统的建设, 使计量数据更加准确, 可靠, 能够促进二次能源的回收和利用, 可以取得很好的经济效益和社会效益, 在同行中具有很好的推广应用价值。

参考文献

[1]黄柳青, 王满红.构件中国[M].北京:清华大学出版社, 2006.

信息能源系统 篇11

【中国电力建设股份公司】7月14日，中国电力建设股份公司发布企业文化核心价值理念、规划和实施意见。核心价值理念包括企业使命、企业愿景、核心价值观、企业精神、经营理念、员工行为理念6个方面内容，是股份公司企业文化的核心和灵魂。企业使命：服务全球能源和基础设施建设，引领行业绿色发展。企业愿景：建世界一流企业，创国际著名品牌。核心价值观：责任，创新，诚信，共赢。企业精神：自强不息，勇于超越。经营理念：诚实守诺，变革创新，科技领先，合作共赢。员工行为理念：忠诚尽责，规范守纪，团结包容，文明友善，开拓进取，拼搏奉献。

【部委动态】7月17日，国家能源局批准164项行业标准。其中，核电相关行业标准占到约一半。国家能源局表示，这是按照《国家能源局关于印发〈能源领域行业标准化管理办法（试行）〉及实施细则的通知》的规定所批准的行业标准，其中能源标准158项、电力标准6项。164项行业标准涉及核电、水电、火电、风电、太阳能、生物质能、煤层气等多个领域。

【国家政策】7月21日，国务院办公厅发布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》。《意见》共提出6个方面、25条具体政策措施，再次明确发展新能源汽车以纯电驱动为主要战略取向，重点发展纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。《意见》要求以市场主导和政府扶持相结合，建立长期稳定新能源汽车发展政策体系，创造良好发展环境，加快培育市场，促进新能源汽车产业健康快速发展。《意见》明确提出坚决破除地方保护，统一标准和目录。此外，《意见》称，要研究出台公开透明、操作性强的新建新能源汽车生产企业投资项目准入条件。

【中国长江三峡集团】日前，中国第二大水电站溪洛渡水电站和第三大水电站向家坝水电站全部投产，西电东送西南电源建设创下阶段性成果。两座电站总装机2026万千瓦，相当于2012和2013年全国水电投产装机的近一半，平均每年可以为全国提供大约880亿千瓦时的清洁电能，相当于又投产一座三峡电站，减少二氧化碳排放7500多万吨，创造近3万亿元的产值。

【中国能源汽车传播集团】7月28日，2014年中国（北京）国际能源峰会暨第三届中国能源经济论坛召开。国家能源委专家咨询委员会主任张国宝等出席论坛。与会专家围绕“能源市场化改革的路径和难点”“大气污染防治倒逼能源结构调整”“能源改革背景下的装备产业发展机遇与挑战”“石油天然气产业国际合作战略”等能源领域热点话题展开讨论。本届论坛除了为能源领域建言献策，还评选出了2014中国能源装备“终身成就人物”“杰出贡献企业”“年度领军人物”“十大优秀管理者”“十大自主创新企业”“十佳民企”“产业园区十强”7个奖项。

信息能源系统 篇12

能源是企业生产的命脉, 节能降耗则是提高企业经济效益、增强企业竞争力的重要途径。以往宝钢大多数生产机组的节能仅局限在对部分设备进行技术改造、工艺改造, 并没有能力深入评估自身能效。针对这一状况, 本文提出一种信息化能源监测管理系统, 采用信息技术对能源使用过程的能耗数据、工艺参数等进行收集与处理, 改变原有“月底抄表, 月初分析”的粗放能源管理方式, 实现能耗数据统计“即时化、精细化”, 进而全面掌握机组能效, 为深度挖掘节能空间提供依据[1,2]。

2 系统架构

信息化能源监控管理系统基于计算机技术、网络通讯和自动化仪表技术的应用, 统计全厂各机组能源消耗情况, 对各机组的能耗信息进行加工、分析、管理及保存, 从而实现对机组用能情况全面、规范、有效的管理和控制。

能源监控管理系统分为三层结构, 现场设备层、信息采集层和信息应用层, 如图1所示。

2.1 现场设备层

五冷轧使用的能源介质从公辅各站以架空或埋地管道输送到各机组, 为得到各用户的能源介质使用量, 沿主管道走向在通往各用户的分支处设置计量仪表, 由于机组范围广, 管道介质计量仪表数量繁多、分布较为分散, 而且多数布置在高空或地下管廊内。传统的采集方式将每个仪表单独连接信号线、供电线到计量站, 电缆数量、施工量非常大, 并且易受干扰、可靠性低, 数据准确性难以得到保证。为避免这一问题, 本系统中根据仪表设备的分布, 将全厂按机组划分为相对集中的15块, 分别设立远程I/O采集子站, 将相应区域计量仪表的4~20m A信号就近采集并作处理后, 经过现场总线传送到上一级采集系统中。现场设备层如图2所示。

采用远程I/O采集子站的现场设备层与传统结构相比具有如下优点:

(1) 精确度高

克服了传统的模拟信号长距离传输问题, 有效地抑制了因线路传输而带来的干扰和损失, 从而提高了测量和控制的精度, 并大幅度减少了电缆材料费用和施工费用, 节省了一次性投资, 提高了系统的性价比。

(2) 可靠性高

远程I/O采用光纤网络传输形式, 已形成规范化, 软、硬件功能均有所保障, 可靠性较高。

(3) 降低上级采集系统负荷

远程1/O采集对数据的预处理功能强, 使大量的分散信号在就地完成A/D转换、滤波、去抖动处理及热电偶、热电阻的测量变换, 并且配有网络耦合器, 大大减小了上级控制器的负担。

2.2 信息采集层

本系统充分考虑到网络的开放性、实用性和统一性, 采用Profibus总线通讯方式将分布于现场的15个远程I/O采集子站分两路接入计量站中Honeywell PKS控制器, 具有协议简单开放、实时性高、适于数据频繁交换的特点[3]。

Honeywell PKS控制器接收到现场远程I/O柜的信号后, 通过冗余的Control Net网络和计量服务器进行通讯, 将现场计量信号送入计量服务器中。

2.3 信息应用层

信息应用层包含能耗服务器和生产过程计算机两个部分。

能耗服务器采用Wonderware公司的In SQL实时数据库系统, 计量服务器提供的计量数据通过OPC协议接入In SQL数据库, 按照能源介质用户进行归类, 实时反映各用户的能源消耗情况。

生产过程计算机和能耗服务器之间通过TCP/IP协议按照电文方式交换数据, 将能耗服务器提供的用户能源消耗数据和该用户的正在生产的钢卷数据整合, 从而得到实时的每个钢卷的能耗数据, 并进一步传送至数据仓库中[4]。

为确保钢卷数据与能耗数据采用同一时间, 能耗服务器定时向生产过程计算机发送时间同步请求电文, 使能耗采集系统的时钟与生产过程计算机保持一致。

信息应用层的结构如图3所示。

3 系统功能

3.1 计量服务器

计量服务器将采集到的能耗计量信息通过Control Builder中提供的标准累积模块进行数据累积, 并在画面编辑软件Display Builder中引用数据读取模块和累积模块的数值, 以便操作员可以在监控画面Station中看到现场仪表的实时值和累积值。

同时在Station中对重要的计量仪表进行报警设置, 可以实时了解是否有用户能源使用异常。

3.2 能耗服务器

能耗服务器将所有计量数据按用户进行归并, 得到每个用户各种能源介质的消耗值, 并在班、日、周、月结束时自动生成每个用户的能源消耗报表, 包含当期消耗量显示、与历史同期数据比较、与设定目标比较等功能。

3.3 生产过程计算机

生产过程计算机中主要实现卷能耗及周期能耗统计功能, 其能源信息可以在所有终端中共享, 使相关部门能够及时掌握自身能源消耗情况。

(1) 卷能耗统计

生产过程计算机接收到机组生产实绩后, 抽取卷号、开始生产时间和结束生产实绩等信息, 向能耗服务器请求时段范围内的能耗数据, 实现了能源数据与钢卷数据的结合, 可以得到每个钢卷的能耗值, 为分品种、分时段的能耗统计提供依据, 揭示能源使用中以往被忽视的细微差异。

(2) 周期能耗统计

按照班、日、周、月的周期, 定时向能耗服务器请求时段范围内的能耗数据, 并与该时段内的钢产量信息结合, 得到周期工序能耗。

4 结束语

本文中信息化能源监测管理系统实现了能耗信息统计分析的

即时化、精细化和能耗数据传递的通畅性、一致性, 使能源管理部门与能源使用部门都能够及时得到全面准确的能源消耗情况, 以此为切入点, 找出影响能耗的薄弱环节, 及时采取措施降低能源消耗。同时该系统也为能耗指标的制定提供了更为科学的依据。

参考文献

[1]张娣, 李桂红, 冯为民.现代化能源监控及管理系统的集成与应用[J].宝钢技术.2005 (4) :28-31.

[2]赵立永, 马婕.发电厂能源管理中心监控系统的设计与研究[J].华北科技学院学报, 20063 (2) :75-77.

[3]刘娜.用PROFIBUS总线设计智能流量仪表的数据采集与监控系统[J].仪器仪表标准化与计量.2004 (3) :33-35.