企業能源管控平臺助力工業能效提升行動計劃

前言： 

隨著拉閘限電、電價改革、雙碳、環保排放等政策的不斷推出和層層深化，加上煤炭、石油、天然氣等能源價格的不斷攀升，企業的能源成本越來越高，工業企業對于自身的能效提升的需求越來越迫切。

企業建設三級能源計量體系，對企業內部的辦公、車間、產線、班組、設備、工序、食堂的進行能源計量和分析，通過大數據分析，與國標、行標等標準進行比較，尋找出低能效的源頭，分析低能效的節點，是工業能效提升的關鍵點。

關鍵詞：節能降耗；能源計量；節能診斷；碳排放；能耗強度；萬元產值能耗；能效提升

1.背景分析

6月29日，工信部等六部門發布關于印發《工業能效提升行動計劃》的通知。計劃提出，到2025年，重點工業行業能效提升，數據中心等重點領域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節能提效工藝技術裝備廣泛應用，標準、服務和監管體系逐步完善，鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業重點產品能效達到國際水平，規模以上工業單位增加值能耗比2020年下降13.5%。能盡其用、效率至上成為市場主體和公眾的共同理念和普遍要求，節能提效進一步成為綠色低碳的“主要能源"和降耗減碳的首要舉措。

2.企業能源管控平臺的設計和應用

為了幫助企業進行三級能源計量體系的建設，找出低能效的源頭，首先需要勘察、統計和明確企業的行業特性、生產架構、能源流向、主要設備、關鍵工序等，并且將附屬的辦公、食堂、宿舍等納入監測體系，以下是一個工業企業典型的軟硬件架構拓撲圖。

圖1

依據GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》，現場通過邊緣計算網關采集各類能源數據，將數據傳輸至平臺前置采集服務器，平臺搭建在客戶自己配置的服務器或云服務器上。平臺也可以將企業原有的PLC、DCS等數據進行采集，還可以對接企業內部的ERP、MES等信息化系統，結合生產數據進行產品單耗、萬元產值能耗等數據分析。搭建完成之后，企業用戶可以通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看整個廠區的能源數據。

圖2

(1) 能源管控平臺功能架構

系統的設計方向涵蓋了企業能源管理的四大方向：

l 能源供應，從變電所到分支回路的能源進行實時監控，并提供運維和巡檢功能。

l 能源管理，對各個回路進行電能質量監測和分析，對用電安全進行實時監測和預警；并同時對三級能源體系進行實時的監測和數據分析。

l 設備管理，對主要生產設備、工藝流程、照明、空調、電梯等進行實時的監控，并分析設備能效。

l 能耗分析，所有的監測分析數據進行匯總，進行節能分析、能耗預測、能效分析等，為節能診斷服務提供數據依據。

圖3

(2) 3D可視化平臺的應用

3D可視化技術的應用，幫助企業建設可定制化的駕駛艙，直觀展示企業的能源數據。

圖4

(3) 工業組態平臺的技術應用

系統集成了工業組態編輯平臺，企業可根據自身行業特性和主要工藝設備，繪制自身的工藝流程圖，達到設備能效數據實時監控和預警的目的，例如空壓器系統、工藝冷卻水循環系統、制冷系統等。

圖5

(4) 設備能效分析

企業能源管控平臺內置各工業子系統節能審計算法，通過采集能源計量數據，生產設備的關鍵參數，配合算法，出具能效分析報告，形成初步的節能診斷報告。

圖6

(5) 產品能效分析

企業能源管控平臺通過計算企業產品單耗和萬元產值能耗，結合工序、工藝生產數據，自動排序，找出企業產品單耗較低的工序、工藝生產數據。

圖7

(6) 節能診斷

企業能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數，計算節能實施前，實施后的能耗差值，評估節能措施實際節能效果，為工業節能診斷提供依據。

圖8

(7) 能效對標

以重點行業國際水平、能效水平為起點，合理設定更高的能效指標。

(8) 能源報告

定期給企業生成能源利用狀況日、周、月、季、年報告。

(9) 能源計量器具巡檢

系統生成能源計量器具臺賬，根據設定信息，定期實現計量器具的校準，報警提醒。

(10) 碳排放計量

系統根據能源消耗數據，自動進行碳排放數據分析。

(11) 電費分析

系統根據企業用電量數據，結合本地峰平谷用電，計算能源成本，為企業錯峰用電提供數據支撐。

3 結語

企業能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，幫助企業加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經濟運行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經濟效益明顯，不僅可以提高企業的核心競爭力，同時是保護環境和社會可持續發展的基礎和源泉，積極響應國家對于節能降耗的政策，為工業節能診斷服務提供堅實的數據基礎。

參考文獻

[1]工業能效提升行動計劃

[2]GB/T 40063-2021《工業企業能源管控中心建設指南》.

[3]畢克剛, 吳嵐, 蔡玲,等. 基于工業節能診斷提升企業能效水平的運用[J]. 節能, 2021, 40(9):3.

[4]李寧, 田偉健, 何天,等. 基于動態數據分析的工業鍋爐節能診斷模型[J]. 工業爐, 2020, 42(1):8.

[5]張偉, 金文成, 龔春明,等. 一種工業冷端循環水優化節能控制系統:, CN204203757U[P]. 2015.

[6]張建堂. 工業節能診斷現狀——以甘肅某耗能企業為例[J]. 廣西節能, 2021(3):3.

作者簡介：安科瑞潘芹，女，現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，從事電氣相關物聯網系統研發工作