电力能源管理系统在生物制药行业的应用

2022-09-07

电力能源管理系统在生物制药行业的应用

摘要：根据生物制品企业的用电和能源使用特点，制定了符合公司实际情况的能源管理系统，介绍了该系统的架构及其在企业中的应用。公司能源分配降低了公司用电量和能源消耗，有针对性地解决了公司生产活动中的能源损耗问题。

关键词：能源管理；数据分析; 电能计量；节能减排

0 前言

能源是促进人类经济发展的重要物质材料。生物企业对能源的科学有效测量和监测对其生产的产品质量起着关键作用。生物制药公司在生产产品时要求设备不间断运行，而能源的持续供应是实现这一条件的基本要求。企业应根据生产经营特点，加强能源监管，制定合理的能源管理制度，既能提高生产效率，又能降低生产成本，使企业在市场上竞争。

具有更强的竞争力。

1 企业用电量及能耗简介

生物医药产业是高技术含量、高投入、高收益、高风险的高新技术产业。其高技术不仅体现在对产品质量的高标准、严要求，还体现在对生产设备和生产环境的高要求。相比

研发周期长、前期成本高，需要投入大量资金建设符合GMP要求和生物制品标准的清洁工厂等公共能源系统设施。

根据我公司年度主要能耗统计，总能耗约2万吨标准煤。据调查分析，能源系统全年有负荷运行，能耗随季节和时间呈周期性变化。夏冬季用电量大，春秋季用电量小；小，能量运行具有不平衡的特点。

2 电力能源管理系统架构

能源管理系统是集能源计量、数据传输和分析于一体的实时管理系统。依托有线网络通信，实现对企业电力系统的实时监控、能耗综合统计分析、成本分摊、高耗能负载设备维护等。

进行特征分析，实现能源的优化分配，更好地实现节能减排。

企业能源管理系统由在线监测数据采集系统、能源数据传输系统、能源运行监管系统、能效分析管理系统组成。

2.1 电力能源管理系统功能

能源管理系统主要由能源监督、监测和能源信息平台组成。能源管理平台由服务器、数据库、智能数据采集器和前端计算机组成。能源监控系统是收集和分析能源消耗数据。

用于计算和分析的处理平台。能源信息平台是指由终端能耗仪表组成的采集层网络平台。

2.2 功率和能量收集方法

随着我公司一、二、三级电能计量设备的逐步完善，对电能数据的有效性和准确性有了更高的要求，人工抄表方式已不能满足上述要求. 为实现对数据的实时、准确管理，需要用技术先进、精度高、可靠性好的智能采集设备代替传统的人工操作。

我公司供电性质为负荷企业，中央配电室为双路供电。车间采用电子式电能表计量电能，可提供高精度的三相电压、电流、功率等基础计量数据，多费率

计算、需量计算、谐波计算等多种功能；模块化设计，方便功能扩展，大屏显示方便数据读取。根据组装电能表的数量，车间可以选择16口、8口和4口智能数据采集器来满足需要。采集器充当计量设备与控制主机之间的桥梁工厂能耗管理系统，其协议转换功能可代替前端计算机选择不同的采集协议，实时采集各种智能设备的数据信息，实现信息聚合与处理.

2.3 网络通讯功能

能源监控系统采用总线、RS485通讯线、以太网线、光纤等多种通讯方式。系统兼容其他通讯设备，通过大屏幕实时显示能源系统运行状态和在线运行参数。根据项目相关的能源监控需求，可根据需求或实际运行工况对各能源子系统图进行修改配置，系统会根据修改后的工况实时反映运行参数。

3 电力能源管理系统的应用

电力能源管理系统向公司局域网发布能源数据。具体指标包括实时监控、统计报表、分析比较、事故报警、目标管理、节能评估等。管理人员和技术人员可以阅读相关

数据。平台能充分体现各种功能，界面清晰、通俗易懂、通俗易懂。

3.1 能源管理系统的功能组成

能源管理系统的功能结构如图1、图2、图3所示。

图1 能效分析管理子系统结构图

图2 能源运行监管子系统结构图

图3 能源数据采集与传输子系统结构图

3.2 能源管理系统功能

3.2.1 能源数据采集

(1）能耗数据采集方式包括智能设备采集和人工抄表。采集器可独立保存15~30天的历史数据，防止网络中断恢复后数据补充。

（2）自动采集的智能电表数据支持RS485、M-BUS或以太网标准接口和标准，DLT-645、CJT-188等通讯协议，供非标准协议 仪器支持开发通讯接口程序，保证数据的正常采集。

(3）自动数据采集间隔不超过1分钟，数据存储间隔可根据实际需要灵活设置，存储间隔支持5分钟。

(4）主要采集参数包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电度等。

3.2.2 电能数据报表

(1）系统提供分类、分项、分区域等固定格式的能耗统计日、周、月、季、年报表。

（2）系统支持新建符合管理者实际管理需求的能耗统计报表。

(3）所有报表都支持手动生成、定期自动生成和邮件分发。

(4）所有系统报表均可支持办公自动化软件(Excel)。

3.2.3 设备信息管理

(1）计量器具信息管理。可灵活定义各采集点计量器具的能耗属性和归属关系，系统根据仪器属性自动完成相应的能耗数据统计；测量仪器在线状态可视化监控，可实现仪器故障报警；对仪器数据进行完整性统计，当数据缺失时，可评估数据有效性，并提醒操作人员检查和维护；支持远程查询和设置仪器内部参数，包括仪器地址、通讯速率、接线方式、CT变比、PT变比等。

(2）用能设备信息管理。系统可以根据设备的用能属性实现设备的分类管理；可以监控用能设备的运行状态和关键参数，建立设备资产管理和维护管理文件； 历史维护记录和维护计划在线管理，使生产过程安全稳定。

3.2.4 系统安全管理

(1）用户管理。系统可以根据需要创建和删除用户，让管理员可以对组内的用户进行管理。

(2）权限管理。系统登录需要用户密码和权限验证，并记录所有操作事件。支持分级授权机制，不同管理权限的人员可以根据系统设置进行分级访问。

(3）日志管理。系统记录/查询各种用户操作、告警信息等，记录/查询自身操作过程中的错误和诊断日志信息。

3.3 能耗分析与管理

按照生物制药企业药品生产质量管理标准，对企业生产所需能源进行能源管理。根据能源平台分析的数据，对企业生产过程中的能源成本进行分配，以促进各生产车间生产工艺的改进和高耗能设备设施的升级换代，从而实现实现各部门、生产车间能耗对标管理，科学准确界定分析各部门团队能耗成本，便于财务数据核算，将能源成本分配到各部门，分析各部门能耗，

4 安科瑞工业能耗管理平台介绍

4.1 平台架构介绍

安科瑞能源管控系统采用分层分布式网络结构，具有良好的可靠性和实时性。) 由三部分组成。

以上三部分分别贯穿整个系统的整体结构。能源管理系统的总体设计结构是按照能源管理的基本结构进行设计的。在满足以上三部分的同时，增加了一些分析、监测、决策和发布平台。

图4 工业能源管理平台架构组成

4.2 平台功能介绍

图5 工业能源管理功能示意图

4.2.1视觉显示

显示各类企业的能源消耗总量、折算标准值、能源成本、能源消耗趋势、能源消耗分项占比、区域能源消耗对比，以及当前天气状况和污染状况， 3D立体展示企业重要流程或环节的能源消耗动态。

4.2.2实时监控

实时监控企业各个点的能源使用和警报。使企业用户可以实时监控各个点的运行情况，更快速的掌握点的报警情况。

4.2.3 能源使用统计

从能源使用类型、监控面积、生产过程/工段时间、子项等维度，采用曲线、饼图、柱状图、累计图、数字表格等方法进行能耗统计，年同比、环月分析和标准倍数比较。找出能源使用过程中的漏洞和不合理的地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。

4.2.4 单耗统计

与企业MES系统对接，通过产品产量和系统采集的能耗数据，在产品单耗中生成产品单耗趋势图，进行同比、环比分析执行。使企业可以根据产品的单耗调整生产工艺，从而降低能耗。

4.2.5性能分析

对各类能源的使用、消耗、转化进行每日、每周、每月、每年、指定时间段，根据能源计划或配额中制定的绩效指标进行KPI对比评估，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。

4.2.6 能耗预测

通过分析企业生产过程和生产设备的能耗，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，预测分析企业未来的能耗趋势，从而为节能减排提供有效决策。依据。

4.2.7 运行监控

系统采集区域、车间、设备能耗数据，监控设备和过程运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，支持对变配电系统的一次性运行监控. 您可以直接从动态监控平面图快速浏览管理的能耗数据，并支持按能源类型、车间、工段、时间等维度查询相关能耗。

4.2.8分析报告

按年、月、日对企业的能源利用、线损、设备运行、运维情况进行统计分析，让用户了解系统运行情况，为用户提供数据依据方便用户发现设备异常。这样才能找到改进点，挖掘节能潜力进行能源消耗。

4.2.9移动支持

APP支持，IOS操作系统，方便用户根据能源分类、区域、车间、流程、团队、设备等不同维度掌握企业的能源消耗情况，报警等。

4.3 工业能耗平台设备选型

应用

模型

功能

灯箱

三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，正反向有功电能总量统计，正反向无功电能总量统计；红外线通讯；电流规格：通过变压器接3*1（6）A，直接接3*10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级

三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功无功电能测量，2-31次谐波和总谐波含量分析，分相谐波和基波和电参数（电压、电流、功率）测量；支持多费率、历史能源记录；支持RS485通讯、无线通讯、红外通讯；有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级

电源柜

LCD显示，全电参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F）；四象限电能计量RS485/可选多费率电能统计；4DI+2DO。

配电箱

-Z

三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz）单路剩余电流监测、4路温度监测、1路继电器输出、4路开关量输入、时间记录、内置时钟, 点阵液晶显示, 1路RS485/通讯, 可选2G/4G/NB通讯方式

表1 工业能源管理设备选型表

5 结论

使用和开发公司的能源管理系统，可以弥补生物制药企业在能源管理方面的不足，应用数字能源信息，方便管理者直观地读取企业的能源消耗情况。与以往的手动抄表方式相比，自动抄表

一体化、实时、智能化的能源管理系统，大大提高了工作效率，也为后期能源数据的准确统计、分析和记录提供了条件。

5.1 系统连续、可靠、安全运行

能源管理系统根据生物制药企业的能源使用特点，对系统功能进行了相应的改进。该系统能够持续可靠地对公司的能耗指标进行评估和匹配，加强对关键能耗数据和能耗设备的监控。

5.2 系统操作简单易用

从能源管理人员分析总结到相关领导审批，从部门能源管理到企业能源汇总上报，整个工作流程清晰易懂，符合能源管理总体要求和企业能源管理标准。

5.3 系统监管简洁有效

系统按照EMS模式管理能源数据，使系统运行简洁，集中管理和控制分散的能源数据。根据数据分析结果，提出相应的解决方案，以实现企业设定的节能目标。

5.4 实现精细化管理

通过能源管理系统的自动数据信息采集，大大提高了数据的实时性和准确性，实现了能源管理的精细化。