淺談節能雙碳政策下企業能源管理平台係統的推進

摘要：陶瓷、水泥及玻璃等行業(ye) 都是需要用能單位,按照政策的規定都需要建立企業(ye) 的能源管理信息係統。本文針對在碳達峰碳中和的大背景下,需要用能單位在能源管理信息係統推進過程中出現的常見問題,提出相應的解決(jue) 思路。

關(guan) 鍵詞:需要用能單位;能源管理;信息化;節能

1前言

隨著全球氣候變暖的加劇,人類對自然資源保護以及對節能減排越來越重視。IT 技術與(yu) 不同行業(ye) 的碰撞促進整個(ge) 行業(ye) 的飛速發展。隨著互聯網與(yu) 能源行業(ye) 的相遇,互聯網思維方式的先進性逐漸顯示出來，國家及各級均做出各種鼓勵與(yu) 引導政策,部分集團性國有企業(ye) 也做出了相關(guan) 的措施,努力推進需要用能單位能源能耗在線監測係統的建設。特別在十多年來的需要耗能企業(ye) 的每年的能源考核中,規定企業(ye) 應建立能源管理信息係統。

能源管理信息係統的建設推進工作實現了需要用能單位、各級管理部門(包括各級以及集團化公司總部)、技術服務商、燃氣公司、熱力公司等多方聯動,實現了需要用能單位能源數據與(yu) 管理部門(各級以及集團化公司總部)的數據同步化，為(wei) 需要用能單位下步開展節能工作奠定堅實的基礎,也為(wei) 以及集團化運作的大型企業(ye) 製定宏觀能源調控政策以及進一步產(chan) 業(ye) 發展規劃提供一定的基礎數據.

2 能源管理信息係統需要具備的功能

能源管理信息係統是節能與(yu) 互聯網技術的結合體(ti) ，能夠為(wei) 能源管理、運行人員以及相關(guan) 部門提供有用的信息，使企業(ye) 整體(ti) 保持較高的能源利用效率。 能源管理信息係統邏輯層次結構如圖 1 所示。

2.1能源數據采集

能效數據分為(wei) 實時和非實時兩(liang) 種。實時數據一般來自於(yu) 企業(ye) 在線監測係統，也可以通過安裝數字儀(yi) 表來補充缺少的數據，在預設的時間間隔內(nei) 實現自動收集，並存儲(chu) 到實時數據庫中，從(cong) 而實現能效指標的在線計算與(yu) 動態分析。

2.2基礎信息管理

基礎信息一般包括企業(ye) 基本信息管理、計量儀(yi) 表檔案信息管理、設備檔案信息管理、培訓及資料信息管理、能源管理委員會(hui) （或稱之為(wei) 節能領導小組）信息管理、新聞公告信息管理、行業(ye) 政策信息管理、技術文檔信息管理、係統的初始化及設置管理等內(nei) 容。

2.3節能績效管理

考核管理是企業(ye) 提升節能績效的重要手段。企業(ye) 能源利用的好壞，可以通過能源消費量、投入產(chan) 出比、能源利用率、節能減排量、能源成本等能耗指標反映出來。將這些指標納入企業(ye) 考核體(ti) 係，能夠有效提高企業(ye) 能源管理的效果。若進一步對這些指標進行對標分析，如企業(ye) 內(nei) 部的能耗基準（限額、目標值、曆史數值等）以及外部行業(ye) 基準（國內(nei) 外行業(ye) 平均、行業(ye) 先進、法規標準值、行業(ye) 準入值等）進行比較，還可以進一步挖掘節能潛力的機會(hui) 。

2.4節能項目管理

對於(yu) 工業(ye) 企業(ye) 而言，節能效益的絕大部分均來自於(yu) 節能技改項目的實施結果。為(wei) 了保證節能項目的順利實施，提高管理效率和效果，借助信息技術手段對節能項目進行管理則成為(wei) 一個(ge) 有效的方法。

2.5能源運行管理

傳(chuan) 統的能源管理過程是基於(yu) 人工管理的離線過程。在工業(ye) 信息化高速發展的今天，隻能完成離線能源管理的 EMIS 已經不能滿足部分企業(ye) 高速發展的需要。對於(yu) 很多企業(ye) 而言，設備、生產(chan) 工藝等用能對象一般都已經實現基於(yu) 產(chan) 品生產(chan) 和運行為(wei) 目標的高度自動化。在此基礎上，該係統以能源較優(you) 運行為(wei) 目標，開發了企業(ye) 能源運行的在線管理功能。

2.6企業(ye) 能效管理

企業(ye) 能效管理主要解決(jue) 企業(ye) 用能對象的能效評價(jia) 、節能診斷與(yu) 優(you) 化改進三方麵的問題，管理的對象包括企業(ye) 需要耗能設備、工藝和能量係統三個(ge) 層次。能效評價(jia) 指對上述用能對象的能效狀況進行分析評估，包括能源結構分析、能源消費流向分析、負荷分析、趨勢分析、能效指標計算及對比、企業(ye) 能量平衡、能量品質分析、需要對象（如動力生產(chan) 、照明、大型耗能設備等）性能評估等。節能診斷指標確定存在節能潛力的位置並量化節能潛力數值，包括能效影響因素分析、節能潛力分析、減排潛力分析等；優(you) 化改進包括能量係統優(you) 化、能效決(jue) 策分析、企業(ye) 清潔生產(chan) 等內(nei) 容。

3常見的問題

在對某些地級市和某幾個(ge) 大型集團的能源管理信息化係統推進過程中，發現主要存在以下幾個(ge) 方麵的普遍問題，提出自己的解決(jue) 思路，以供參考。

問題一：推進過程中，大部分需要用能單位對於(yu) 能源管理信息係統工具的先進性了解不夠，很多企業(ye) 停留在信息係統僅(jin) 僅(jin) 替代人工抄表的初級階段；

問題二：筆者走訪部分已經初步建立能源管理信息係統的需要用能單位，發現接近 7 成以上的用戶對於(yu) 本單位建立的係統的功能不夠了解，部分需要用能單位的能源管理信息係統處在無人問津狀態，建設完成後沒有使用起來。

問題三：部分係統服務商由於(yu) 前期係統的架構設計，運營不科學，所服務的客戶係統出現宕機狀態，出現長時間掉線狀態。

4解決(jue) 的思路

鑒於(yu) 以上問題，本文提出如下幾點看法：

4.1加強宣傳(chuan) 加強需要用能單位對本企業(ye) 能源管理信息係統建設的重要性的了解與(yu) 認識

任何先進的工具都離不開人的管理與(yu) 控製，因此對於(yu) 先進的能源管理信息係統亦是如此。能源精細化管理，有利於(yu) 企業(ye) 降低生產(chan) 成本，減少能源管理人員的成本，降低能源浪費。但是從(cong) 部分已經完成能源管理信息係統需要用能單位的走訪情況來看，企業(ye) 中依然存在對能源管理信息係統建設的重視程度不夠，粗放式的能源管理等傳(chuan) 統理念依舊存在。企業(ye) 的能源管理信息係統是“互聯網 +"與(yu) 節能行業(ye) 結合的產(chan) 物，利用先進的能源管理信息係統有助於(yu) 企業(ye) 能源管理的精細化，降低能源的使用成本與(yu) 管理成本。隻有管理者了解到能源管理信息係統的先進性並切實推進本單位係統的建設，才能發揮到先進工具的用途。

4.2加大行業(ye) 對存在性遍問題的應對投入

現場走訪了部分已經建設完成能源管理信息係統需要用能單位，普遍存在產(chan) 品產(chan) 量的在線采集與(yu) 對接存在的問題。分析主要原因是因為(wei) 鑒於(yu) 生產(chan) 角度考慮，企業(ye) 產(chan) 品的產(chan) 量大部分與(yu) 生產(chan) 的係統為(wei) 一體(ti) 化，企業(ye) 生產(chan) 係統無法開放接口與(yu) 能源管理信息係統對接，導致很大部分企業(ye) 的能源管理信息係統中關(guan) 於(yu) 產(chan) 品產(chan) 量的部分仍需要手動輸入。

企業(ye) 能源數據隻有與(yu) 企業(ye) 生產(chan) 數據的同步，對需要耗能設備的能耗數據實時采集，並開展相應的需要高耗能設備的能源利用效率分析，單位產(chan) 品能耗分析等分析功能才能發揮能源管理信息係統大數據的大優(you) 勢。筆者認為(wei) 可以加強對企業(ye) 生產(chan) 數據采用外置非接觸式采集等技術的推進，促進企業(ye) 能源管理信息數據對企業(ye) 生產(chan) 數據的集成化整合，促進企業(ye) 的能源精細化管理水平。對於(yu) 管理部門（各級部門、集團化企業(ye) 總公司）應當加大所管理的需要能耗單位新增需要耗能設備計量器具采集方麵硬件的投入的專(zhuan) 項補貼。

4.3加強隊伍建設

通過對目前市麵上近 40 家不同類別能源管理信息係統建設的服務商走訪，大部分均遇到各自的瓶頸。例如：部分服務商對需要耗能設備的能效分析比較薄弱，直接導致其所服務的需要用能單位的信息係統也停留在較為(wei) 初級的水平。

某市主要信息係統建設服務商頭部技術服務商反映情況如下：

需要耗能設備的能效分析需要采集器成本較高，導致很多企業(ye) 從(cong) 原來粗放式管理到精細化管理改進過程中投入成本方麵比較謹慎，導致需要耗能設備的能效數據的采集存在空白現象；

國內(nei) 大部分企業(ye) 需要耗能設備具有單獨的能源管理與(yu) 自動控製係統，該部分係統為(wei) 單獨封閉的係統，因此存在原有係統無法與(yu) 新建能源管理信息係統對接的情況存在；

目前從(cong) 事能管中心建設的服務商技術比較薄弱。目前在國內(nei) 能源管理信息係統建設的主要力量為(wei) 平台商，由於(yu) 平台上本身具有並非從(cong) 事節能技術，對於(yu) 節能領域的專(zhuan) 業(ye) 知識水平不夠，因此對需要耗能設備的能效分析缺乏。

需要用能監管單位企業(ye) 能源管理信息係統的建設水平與(yu) 企業(ye) 采購服務商的專(zhuan) 業(ye) 技術水平密切相關(guan) ，建議一方麵引導企業(ye) 開展能源管理信息係統建設的同時加強對於(yu) 係統建設方隊伍的培養(yang) ，加強我國節能技術服務產(chan) 業(ye) 的培育與(yu) 發展。

4.4加強新係統的管理製度建設

需要用能單位能源管理信息係統對於(yu) 大部分企業(ye) 來說是全新的事物，絕大多數企業(ye) 中存在現有的管理製度涵蓋到無法對該係統的管理以及相應的維護、保養(yang) 等製度文件的現象，企業(ye) 也未針對該項目做出專(zhuan) 門的管理製度，建議加強對新係統的管製製度的建設與(yu) 有關(guan) 人員的培訓，以便係統在建成後的穩定持續運行，為(wei) 企業(ye) 節能工作做好製度性的保障工作。

5取得的成績

5.1促進了企業(ye) 提高其源管理精細化水平

要點用能監管單位企業(ye) 能源管理信息係統，可讓管理者更加充分、深入地了解企業(ye) 的能源利用狀況，發現生產(chan) 和設備運行節能空間，是實現不斷改進企業(ye) 能源管理水平、持續提高企業(ye) 能源使用效率的有效手段。為(wei) 企業(ye) 搭建一個(ge) 合理、高效的信息傳(chuan) 輸平台和管理平台，形成一套行之有效的節能減排解決(jue) 方案，對能源消耗數據及時、快速和準確的監測，實現科學分析、預測和預警功能，為(wei) 企業(ye) 決(jue) 策提供了多方位、可視化的數據信息查詢和決(jue) 策支持服務，達到科學用能、科學管理的目的。例如：某陶瓷企業(ye) ，能源管理信息係統與(yu) 企業(ye) 生產(chan) 係統的對接，實現了產(chan) 品產(chan) 量數據的實時采集，將生產(chan) 的數據與(yu) 能耗的數據實時同屏顯示，大大提高企業(ye) 能源管理精細化水平。

5.2實現了四兩(liang) 撥千斤的效果

通過對規模以上企業(ye) 的引導與(yu) 激勵，帶動廣大要點用能單位加強對能源數據采集，能源管理精細化的重視，加強廣大企業(ye) 對能源信息係統建設的重視，部分企業(ye) 雖然不在推進的名單內(nei) ，但是也已經努力建立了適合自己的能源信息管理新係統，並實現與(yu) 或者集團平台的在線對接。

5.3促進當地節能服務產(chan) 業(ye) 發展

通過能源管理信息係統的建設，一方麵協助企業(ye) 開展節能降耗方麵的工作，另一方麵也對本地的能源信息係統建設隊伍得到鍛煉與(yu) 提升，推進本地節能服務產(chan) 業(ye) 的發展。

6 AcrelEMS企業(ye) 微電網

企業(ye) 微電網的數字化係統(EMS)包含安裝於(yu) 現場的傳(chuan) 感器、智能網關(guan) 和微電網數字化軟件。傳(chuan) 感器用於(yu) 監測和控製建築的負荷設備和分布式發電設備(係統)，現場傳(chuan) 感器的數據接入邊緣計算智能網關(guan) ，每個(ge) 智能網關(guan) 可以看做是一個(ge) 區域指揮部，采集所接傳(chuan) 感器數據進行協議轉換後上傳(chuan) EMS或轉發第三方平台，網關(guan) 可以根據預設閾值或自動學習(xi) 來執行邏輯計算，並執行EMS的指令。EMS可以看做是企業(ye) 微電網的指揮部，根據智能網關(guan) 上傳(chuan) 的數據生成各類圖表、控製策略和分析結論，並響應虛擬電廠的調度指令，係統架構圖如圖1所示。

圖1企業(ye) 微電網數字化係統(EMS)網絡架構

AcrelEMS企業(ye) 微電網數字化係統融合企業(ye) 負荷側(ce) 的18luck新客户端、能耗統計、電能質量分析及治理、智能照明控製、主要用能設備監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲(chu) 能管理等功能，用戶通過一個(ge) 平台即可全局、整體(ti) 的對企業(ye) 微電網進行進行集中監控、統一調度、統一運維，同時滿足企業(ye) 用電可靠、節約、效率、有序用電要求。

6.118luck新客户端

對企業(ye) 高低壓變配電係統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償(chang) 櫃及電纜等配電相關(guan) 設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控製，監測企業(ye) 微電網主要回路的電能質量並進行治理，對故障及時處理並發出告警信息，提高企業(ye) 供電可靠性。

圖218luck新客户端功能

6.2能耗分析

采集企業(ye) 電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位麵積或單位產(chan) 品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(ye) 碳排放，為(wei) 企業(ye) 製定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

圖3能耗分析功能

6.3照明控製

智能照明控製功能可以根據企業(ye) 情況實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等，並結合紅外傳(chuan) 感器、超聲波傳(chuan) 感器，實現人來燈亮、人走燈滅，並可以根據係統的控製策略實現集中控製，為(wei) 企業(ye) 節約照明用電。

圖4照明控製功能

6.4分布式光伏監控

監測企業(ye) 分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控製。

圖5分布式光伏發電監測

6.5儲(chu) 能管理

監測儲(chu) 能係統、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控製模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲(chu) 能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動以及上級平台指令設置儲(chu) 能係統的充放電策略，控製儲(chu) 能係統充放電，實現削峰填穀，降低企業(ye) 用電成本。

圖6儲(chu) 能管理

6.6充電樁運營管理

監測企業(ye) 充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，並根據企業(ye) 負荷率變化和虛擬電廠的調度指令調節充電樁的充電功率，使企業(ye) 微電網穩定運行。

圖7充電樁管理

6.7需求響應

根據企業(ye) 負荷波動數據，再結合虛擬電廠的調度指令，決(jue) 定以何種方式參與(yu) 電網需求響應，平台可通過給儲(chu) 能係統下發控製策略，調整充發電時間。平台在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，並且可以根據企業(ye) 可控負荷數據製定需求響應控製策略，實現一鍵響應。

圖10企業(ye) 微電網數字化係統需求響應示意圖

7 微電網數字化係統硬件設備

安科瑞針對企業(ye) 微電網數字化係統除了軟件外，還具備現場傳(chuan) 感器、智能網關(guan) 等設備，組成了完整的“雲(yun) -邊-端"數字化體(ti) 係，具體(ti) 包括高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、照明控製、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等，可以為(wei) 企業(ye) 微電網數字化提供一站式服務能力，部分設備見表1。

表1企業(ye) 微電網數字化建設部分硬件設備

8 結束語

隨著我國2030年碳達峰，2060年碳中和的推進，是能源管理信息細化係統的成長與(yu) 成熟的季節，希望在各級部門的努力推進下，各大要點用能單位的努力配合下，一起為(wei) 我國碳達峰碳中和事業(ye) 貢獻力量。

安科瑞侯文莉