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企業(yè)應用的能源效率管理平臺的探析論文
隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗水平也在不斷攀升，而這其中工業(yè)能耗占到了全部能耗的70%以上。目前，我國已是世界最主要的能源生產(chǎn)以及消費國之一。2010年，我國一次能源消費總量已經(jīng)超過(guò)美國，躍居世界第一;但是從能源利用率來(lái)看，單位GDP能耗卻是主要發(fā)達國家的吐倍之多。工業(yè)企業(yè)高污染、高能耗已經(jīng)成為了制約我國經(jīng)濟持續發(fā)展的重要問(wèn)題。從近期相關(guān)學(xué)者的研究結果看，技術(shù)進(jìn)步是能源效率提高的決定因素。從具體的實(shí)踐結果來(lái)看，工業(yè)企業(yè)針對能源效率的技術(shù)改造及加強能源管理是減小能源消耗的重要措施。
電子、計算機以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展為工業(yè)企業(yè)能源消耗的監測與管理提供了技術(shù)支持。建立基于企業(yè)應用的能源效率管理監控平臺，通過(guò)在企業(yè)各重要能耗點(diǎn)布置測量?jì)x器，可以全面監控企業(yè)的能耗水平，為企業(yè)的能耗管理提供準確的信息與決策支持，從而實(shí)現企業(yè)能源消耗的精細化管理，達到節能減排的目的。
1企業(yè)能效管理監控平臺
能效管理監控平臺是基于云計算模式和互聯(lián)網(wǎng)平臺，應用計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)、數據庫管理技術(shù)等多種先進(jìn)科技手段而開(kāi)發(fā)出的新一代能效信息管理互聯(lián)網(wǎng)系統。通過(guò)能效管理監控平臺能夠統一實(shí)時(shí)監測企業(yè)內水、電、氣、熱等能源的實(shí)時(shí)使用情況，實(shí)時(shí)展現重點(diǎn)能耗系統和設備的運行工況，出現異常提供實(shí)時(shí)報警，保障用能安全;平臺能夠根據系統監測的數據結果進(jìn)行能效對標、能效評估并提出節能建議，為企業(yè)能效監控提供管理工具和數據支撐;平臺能夠通對生產(chǎn)動(dòng)力、中央空調、照明、供暖系統等重點(diǎn)能耗設備和系統進(jìn)行控制，通過(guò)優(yōu)化策略控制能夠實(shí)現企業(yè)的智能化節能。
1.1建立能效管理監控平臺的作用
(1)提高能源管理水平，實(shí)現管理節能。能效管理監控平臺能夠實(shí)現能源的自動(dòng)化、智能化、統一化管理，擺脫傳統人工管理的滯后性、粗放性，真正實(shí)現管理節能;(2)能耗對標。系統對水、電、熱等能耗統計、分析，并按單位產(chǎn)品、萬(wàn)元產(chǎn)值、企業(yè)面積、人數進(jìn)行能耗對標，幫助管理人員隨時(shí)了解企業(yè)能耗水平，改進(jìn)不合理能源使用消耗;(3)節能核查。通過(guò)節能足跡分析，核查節能改造前后節能量，量化節能經(jīng)濟效益，解決企業(yè)節能措施效果無(wú)法準確評估的問(wèn)題;(4)用電安全。通過(guò)平臺能耗報警和設備報警功能，既確保了電能的合理消耗，更保證了供配電系統的安全使用;(5)節能降耗。通過(guò)中央空調、照明等系統節能控制等手段，大幅度降低企業(yè)能耗;(6)實(shí)現能源監測、管控一體化。平臺的建立在實(shí)現能源實(shí)時(shí)監測的同時(shí)，也能實(shí)現能耗系統的遠程節能控制，真正實(shí)現能源管控一體化，加強管理系統與控制系統的對接。
1.2建立能效管理監控平臺的優(yōu)勢
1.2.1網(wǎng)絡(luò )安全性。通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )系統的風(fēng)險分析及需要解決的安全問(wèn)題，制定合理的安全策略及安全方案來(lái)確保網(wǎng)絡(luò )系統的機密性、完整性、可用性、可控性與可審查性。具體包括以下部分:(1)可用性:授權實(shí)體有權訪(fǎng)問(wèn)數據;(2)機密性:信息不暴露給未授權實(shí)體或進(jìn)程;(3)完整性:保證數據不被未授權修改;(鈞可控性:控制授權范圍內的信息流向及操作方式;(5)可審查性:對出現的安全問(wèn)題提供依據與手段;(6)訪(fǎng)問(wèn)控制:需要山防火墻將內部網(wǎng)絡(luò )與外部不可信任的網(wǎng)絡(luò )隔離，對于外部網(wǎng)絡(luò )交換數據的內部網(wǎng)絡(luò )及其主機、所交換的數據進(jìn)行嚴格的訪(fǎng)問(wèn)控制。同樣，對內部網(wǎng)絡(luò )，山于不同的應用業(yè)務(wù)以及不同的安全級別，也需要使用防火墻將不同的LAN或網(wǎng)段進(jìn)行隔離，并實(shí)現相互的訪(fǎng)問(wèn)控制;(7)數據加密:數據加密是在數據傳輸、存儲過(guò)程中防止:非法竊取、篡改信息的有效手段。
1.2.2可擴展性。系統設計能夠適應組織機構的調整、能夠適應新增功能的需求、能夠適應因流程重組而帶來(lái)的需求變化，能夠與企業(yè)現有的管理系統和控制系統進(jìn)行對接。系統全面采用面向對象的分析設計方法和標準的開(kāi)發(fā)管理過(guò)程;新增模塊無(wú)須修改整個(gè)系統，可進(jìn)行軟件的平滑升級;數據中心硬件的擴充與運維簡(jiǎn)單方便;應用服務(wù)的擴充與重組通過(guò)配置進(jìn)行，不需要程序調整;自動(dòng)實(shí)現客戶(hù)端程序升級;可與企業(yè)現有控制系統、財務(wù)系統、管理系統等系統進(jìn)行對接，實(shí)現企業(yè)統一化管理。
1.2.3數據準確性。采用高精度監測終端，可精確采集電、水、熱、氣等能源介質(zhì)的相關(guān)數據;數據采集間隔可按照管理要求進(jìn)行設定，最小可達1分鐘，系統能夠準確捕捉所有能耗拐點(diǎn)及峰值突變，消除因延時(shí)而產(chǎn)生的計算誤差;數據中心采用事務(wù)安全機制，以最大限度地保證數據的完整性和一致性，如果服務(wù)器發(fā)生故障，中心同步事務(wù)口志要產(chǎn)生一個(gè)包含所有當前數據庫變化的記錄，使所有提交的事務(wù)徹底完成或回滾，通過(guò)事務(wù)口志，數據庫管理員可以通過(guò)回滾事務(wù)重新提交。同時(shí)，具有各種防范措施以防比不合規范的數據進(jìn)入數據庫。
2. 1終端數據采集層
終端數據采集系統主要是指利用各種遠傳能耗計量設備和各種傳感器設備對各類(lèi)型能耗數據進(jìn)行實(shí)時(shí)計量，并將數據通過(guò)各種協(xié)議方式傳輸給中間數據處理網(wǎng)關(guān)設備，對數據進(jìn)行整理和重新封裝。
2. 2數據傳輸層
從末端計量?jì)x表采集到的數據信息經(jīng)RS-485串口匯集到數據采集器，經(jīng)過(guò)校驗、數據打包解包、數據加解密等多處理，形成可以在工P網(wǎng)上傳遞的分組，然后通過(guò)能耗監測專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )傳輸至遠端的數據中心。
2. 3數據處理及展示層
數據處理及分析在數據中心完成，接收并存儲數據傳輸層傳輸的數據后，對其進(jìn)行處理、分析、展不和發(fā)布。數據中心具備設置數據更新的時(shí)間間隔、訪(fǎng)問(wèn)歷史數據、報警、打印報表、實(shí)時(shí)與歷史曲線(xiàn)、制、設備的能耗分析、報表打印、節能診斷等圖表的繪，并預留相應擴展功能。
3平臺數據通訊網(wǎng)絡(luò )
企業(yè)能效管理監控平臺的網(wǎng)絡(luò )傳輸結構可大致分為兩層:
第一層網(wǎng)絡(luò )傳輸從末端電表、水表、氣表等計量設備到采集器下行端口之間通過(guò)RS}185通訊線(xiàn)相連，可根據實(shí)際情況采用總線(xiàn)型或星型的布線(xiàn)方式。對于計量點(diǎn)數較多、計量點(diǎn)位置分散的情況，可采用總線(xiàn)型布線(xiàn)方式，這樣可以大大減少施工和線(xiàn)纜的成本，減少人力、物力的消耗;而對于計量點(diǎn)位置相對集中的情況，可采用星型組網(wǎng)的布線(xiàn)方式，這種方式能最大限度地保證傳輸準確性和故障的即時(shí)相應等。
第二層網(wǎng)絡(luò )傳輸是數據采集器上行端口與采集前置機中的采集系統進(jìn)行通訊，該層通訊采用以太網(wǎng)TCP/工P進(jìn)行通訊或者GPRS進(jìn)行通訊。若企業(yè)計量點(diǎn)數較多，可按照功能區域設置數據采集器。企業(yè)可根據現場(chǎng)情況選擇GPRS無(wú)線(xiàn)通信或者以太網(wǎng)有線(xiàn)通訊方式。平臺通信系統可隨時(shí)擴展，可滿(mǎn)足口后企業(yè)發(fā)展對計量設備增加的要求，通過(guò)增加計量?jì)x表和數據采集設備來(lái)實(shí)現。
4與企業(yè)其他管理系統對接
企業(yè)能效管理監控平臺具備集成管理功能，可與企業(yè)現有的財務(wù)系統、換熱站控制系統、氣體站控制系統等多種系統進(jìn)行對接，預留相關(guān)接口，實(shí)現公司的統一化平臺管理。通過(guò)系統對接，可以實(shí)現電耗數據采集，利用電力通信規約，從lOkV配電室變電站綜合自動(dòng)化系統實(shí)時(shí)采集lOkV線(xiàn)路運行狀態(tài);可實(shí)現供熱數據采集，從換熱站控制系統采集供回水溫度、壓力、流量，補水流量，換熱站設備運行狀態(tài)等;可實(shí)現供氣數據采集，從氣體站控制系統采集各儲罐的液位、壓力、汽化溫度、管網(wǎng)的壓力、流量等參數，從各空壓站控制系統采集各空壓機運行狀態(tài)、管網(wǎng)壓力、流量等參數;可實(shí)現財務(wù)數據采集，從企業(yè)財務(wù)系統或ERP系統獲取采購能效和原材料價(jià)格及費率等信息。
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