关键词：能源管理能耗采集能耗分析用能监测(组图)

2022-12-20

安科瑞王丹丹

摘要：能耗管理系统是对能源消耗量进行监控和管理的系统。 可实时监控各类能源的使用情况，自动分析各设备的能耗和能效并给出合理化建议，进一步优化设备。 ，以实现企业能源使用的更好配置，确保所有设备处于高效、节能、减排的运行状态。

关键词：能源管理 能耗采集 能耗分析 能源监测

一、能源管理系统应用背景

1.1 能源管理概述

能量消耗是连续的，不宜毫无计划地随意使用。 随着我国经济的发展和环境资源压力的不断加大，节能减排形势严峻。 在中国，持续高速的经济增长也引发了能源供应危机等问题。 节能减排、低碳环保不再只是社会的热门话题，更是我们未来的必由之路。 认真贯彻落实党的十九大精神，要求加快节能降耗，加快实施清洁生产，加快资源循环利用，向节约、清洁、低碳、高产转变高效生产方式，实施节约与开发并举，把节约放在首位的先进能源发展战略。

企业建立能源管理体系，不仅可以满足企业对能源管理的需求，而且可以随着企业的不断发展壮大。 使用该系统可有效降低企业能耗数据统计、表格维护、报表、数据处理等成本。 通过对监测数据的在线分析，帮助企业对能源消耗进行实时监测、准确统计和详细预测，最终为企业节能和自我提升提供确凿的数据依据和有力的决策支持。

1.2企业现状分析

能耗数据信息是企业重要的能耗点和关键指标。 大多数企业并没有充分利用信息化的集中管理方式来采集某个车间或设备的能耗信息。 没有这些信息能耗监测管理系统方案，就不可能准确分析生产过程中的能源。 消费情况和成本情况导致能源消耗在生产过程中没有起到关键和引导作用。 大多数企业仍在使用的老式仪表没有预留数据通信接口，仪表无法形成网络连接。 能耗等信息的采集主要依靠传统的人工抄表进行数据记录。 工作强度大，人工失误容易造成数据不准确。 ，数据不能结构化存储，不能在企业内部信息系统之间共享。

1.3 企业管理要求

1.3.1 功耗监控

能源管理系统的主要目标之一是采集和监控用电量信息，为企业建立能耗数据中心，为企业精细化运营和降低生产成本提供数据管理平台：通过实时准确采集电量数据，解决人工完成电量数据采集任务； 通过数据分析，及时发现用电问题，通过能耗总量趋势分析、能耗总量偏差分析、设备或区域用电量对比、链式分析等，为运营提供有力的决策数据; 实现设备智能用电，提高电能利用率，达到节能效果； 监控关键工序电能消耗指标、单元产品能耗指标等，对规定的节能目标设置预警线，对未达到的指标自动报警，在生产过程中进行动态监控和实时监控目标;

1.3.2 水质监测

可按区域在厂区地图上监控各厂区、车间的工业用水、生活用水、绿化用水等实时数据。 实时显示用水计划，有效监督全厂区用水管理。

1.3.3 气体监测

可实现对整个厂区天然气、压缩空气、高温蒸汽等气体能源消耗的实时监控和集中管理，达到有效避免浪费和规范操作的目的。

1.3.4 能耗分析

能源成本分析和账单管理； 能耗统计台账及报表。

1.4 解决方案

通过将原有的水表、电表、气表更换为具有通讯远传功能的智能监控仪表，采集检测数据后上传至通讯管理服务器，由能耗管理系统分析呈现能耗使用情况。

1.5 能源管理系统基本功能

1.5.1 在线监控

实时查看各监测点的各项能耗指标，包括电压、电流、负载、电量、水流量、风流量等。

1.5.2 统计分析

从成本、能耗、指标三部分出发，分为日、月、年三个模块，通过能耗轨迹图、表格等多种形式反映用能设备的能耗情况。 并且操作方便，历史数据查看方便。

1.5.3 数据分析对比

比较单个耗能设备在不同时间段的能耗指标差异，比较同类用能设备在同一时间段的能耗指标差异，指导用户进行能耗管理。

1.5.4 分析结果的表示形式

能耗管理系统可在服务器界面展示，也可通过APP或微信服务号展示相关信息。 用户可随时了解配电室现场运行状况、水气能耗情况。 平台还具有及时的故障报警和信息推送功能。

2、能耗管理系统方案设计

2.1 设计目标

能耗管理系统是应用物联网技术结合现代理性能源管理理念为企业构建的信息系统。 能源使用目标和能源使用管理的“可视化”。

通过能源管理的“可视化”应用，帮助企业改变能源消费方式，提高能源效率，优化资源配置，改善能源环境，最终达到：降低能源消耗，降低能源成本。

能源管理系统包括能效管理应用层、网络通信层和现场设备层。

能效管理应用层：完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用、权限分级控制等； 并能将现场运行的重要数据、告警信息、故障信息等传递给企业决策者。

网络通讯层：现场采用RS485、以太网、5G、WIFI等传输方式将区域内的能量采集模块连接到相应的通讯管理机，各通讯管理机通过网络连接到中心服务器。

现场设备层：现场设备层负责电、水、气参数的采集和上传。 现场设备层由多功能电能表、多功能电能表、水气能量采集装置组成。

2.2 结构设计

2.2.1 系统结构

能源管理系统包括能效管理应用层、网络通信层和现场设备层。

能效管理应用层：完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用、权限分级控制等； 并能将现场运行的重要数据、告警信息、故障信息等传递给企业决策者。

网络通讯层：现场采用RS485、以太网、5G、WIFI等传输方式将区域内的能量采集模块连接到相应的通讯管理机，各通讯管理机通过网络连接到中心服务器。

现场设备层：现场设备层负责电、水、气参数的采集和上传。 现场设备层由多功能电能表、多功能电能表、水气能量采集装置组成。

2.2.2 功能结构

数据采集​​结构

采集分布在企业配电网中的能耗数据，如将电压、电流的模拟信号转换为数字信号，将电能数据传输至数据主站； 主要设备包括多功能电能表、485通信服务器、485通信网络、5G通信网络等，系统将各种传感器互联成网，与主站系统对接。

数据中心结构

包括数据主站系统、数据库系统、数据处理系统和信息发布系统：

数据主站系统：接收企业传感器采集的数据进行分析存储，同时向企业传感器发出指令，请求所需数据；

数据库系统：存储企业能耗指标数据和数据处理系统的处理结果；

数据处理系统：完成企业能耗数据的处理。 系统包括应用服务器、数据分析模型、信息展示模型、智能用电模型等；

信息发布系统：将企业管理信息发布到Web服务器，企业通过登录互联网获取电能管理信息。 系统包括Web服务器、Web应用、信息安全系统等。

3、能耗管理制度具体实施分析

3.1 系统概述

能耗管理系统是基于B/S架构，采用先进的智能集成技术的能源管理平台。 平台采集各能耗监测点的能耗及运行信息，形成能耗分类、分项、分区域统计。 分析对能源统一调度、优化能源介质平衡、减少气体排放、提高环保质量、降低企业综合能源消耗、提高劳动生产率等方面发挥着重要作用，帮助客户更优化地使用能源，从而实现“节能管理、绿色节能”。

3.2 平台架构

能耗管理系统采用B/S多层结构。 B/S模式下，客户端运行标准的浏览器软件，通过HTTP协议向Web服务器发送页面访问请求，页面执行相应的逻辑程序（一般通过组件访问数据库），Web服务器执行页面程序并返回它。 结果被转换并转换为 HTML 文档并转发到客户端浏览器。 信息发布系统：将企业管理信息发布到网络服务器上，企业通过登录互联网获取电能管理信息。 系统，包括Web服务系统，采用三层架构，可以满足用户的个性化需求和系统安全的需要； 同时保持系统核心架构的稳定性，从而保证定制系统的质量、稳定性、开发周期和开发。 成本要求等

能源管理系统包括能效管理应用层、网络通信层和现场设备层。

3.3 系统功能介绍

(1) 用户登录认证功能。 系统可以使用用户名和登录密码进行认证登录，进入主界面后，会自动弹出新的告警信息，提醒值班人员和运维人员及时检查处理。

(2)能源看板功能。 通过能量流图，显示企业各部门主要设备的能耗情况。

(3)能源监测功能。 能源监控显示的实时数据和历史数据以数字表格或图形曲线的形式显示。

(4)能源统计功能。 能耗统计包括分项能耗、部门能耗和能耗排行三部分，通过不同的显示方式展示企业各部门、各监测点的实际能耗情况。

(5)能耗分析功能。 能耗分析包括企业能耗分析、部门综合能耗分析、设备能耗分析、指标综合分析四大类。 通过不同的分析方法，展示企业各部门、各监测点的实际能耗情况。

(6) 报表功能。 报表功能分为日报表、月报表和年报表。 通过丰富多样的报表服务，满足生产现场的多样化需求。 报表具有打印功能，可定时或条件触发自动打印，并可导出excel表格，可显着降低抄表人工成本，提高用户经济效益。

(7)报警功能。 可设置并提示设备能耗等告警信息。

(8)APP或微信功能。 通过APP或微信服务号，可以随时了解现场设备运行情况、能耗情况，实现故障及时报警和信息推送功能。

3.4 网络传输方案

嵌入式低功耗ARM内核的工业级嵌入式智能网关，作为站端监控系统的核心，解决各种现场设备接入、数据传输、协议转换等问题，提供完整的协议层解决方案，支持各种常用的电力系统通信协议，可定制私有协议，并具有事件处理功能。 支持数据冻结和分阶段存储。 支持数据传输至云平台，可接收云平台指令实现本地控制、自动巡检等功能，支持远程系统升级。

3.5 服务器部署方案

选择应用服务器和数据库服务器实现业务和数据分离的结构。 服务器部署在企业内部，企业需要有互联网连接。 系统访问接口可以发布在互联网上，方便后期数据访问。

4.系统实现目标

(1) 实现对企业使用的各种能源的综合计量，实现企业水、气、电能耗数据的远程抄表，对接能耗数据，对能耗报表进行比对分析，以及实施监测和评估。 杜绝跑、爆、滴、漏现象，分析对比能耗历史数据，为节能技改提供科学依据。

(2)生产企业通过手机APP或网页，通过能耗监控和大数据分析云计算中心，远程对生产设备进行加解密和设备故障报警。

（3）通过对能耗信息的采集和监测，建立企业能耗数据中心，为企业精细化运营、降低生产成本提供数据支持。

(4)减轻了值班人员的工作强度，避免了人工抄表数据不准确的因素，提高了事故的响应速度和解决效率。

（5）通过数据分析及时发现能耗问题，通过能耗总量趋势分析、能耗偏差分析、设备或区域能耗对比、链条分析，为公司生产经营提供有力的决策数据分析; 能源利用率达到节能效果。

5. Acrel-EIOT能源物联网云平台

5.1 概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是基于物联网数据中心，建立统一上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。 用户只需购买安科瑞物联网传感器，选择网关，安装并扫描二维码，即可使用手机和电脑获取所需的行业数据服务。

平台提供数据驾驶舱、用电安全监控、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警及记录、运维管理等功能，支持多平台、多- ，多端数据访问。

5.2 应用场所

本平台适用于公寓租户、小型连锁超市、小型工厂、楼宇管理系统集成商、小型物业、智慧城市、变电站、楼宇、通信基站、工业能耗、智慧灯塔、电力运维等。

5.3 平台结构

5.4 平台功能

集电

电能采集模块可实现对各种监控数据的查询、分析、预警和综合展示，确保配电室环境友好。 在智能化方面，实现了供配电监控系统的遥测、遥信、远程控制，对系统进行全面检测和统一管理； 在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室各种设备的运行情况（包括历史和实时参数，并根据实际情况查询或打印日、月、年报表，提高工作效率，节省人力资源。

变压器监测

分布图

能耗分析

能耗分析模块采用自动化和信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能源消耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理全过程、能源生产与使用有机结合，利用先进的数据处理与分析技术进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统统一调度，优化能源介质平衡，有效利用能源，提高能源质量，降低能源消耗，实现节能降耗。 提高整体能源管理水平的目的。

能耗概况

预付费管理

1）登录管理：管理操作员账号及权限分配，查看系统日志等功能；

2) 系统配置：配置楼宇、通讯管理机、仪器​​仪表及默认参数；

3）用户管理：对店铺用户进行开户、销户、远程开、关、批量操作、记录查询等操作；

4）售电管理：对已开户的电表进行异地售电、退票、更正、查询备案等操作；

5）售水管理：对已开立的账户进行远程售水、退水、记录查询等操作；

6）报表中心：提供售电、售水财务报表、能耗报表、告警报表等查询。 本系统所有报表、记录查询均支持excel格式导出。

预付看板

充电桩管理

通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和每个充电桩进行持续采集和监控。 同时对充电器过温保护、充电器输入输出过压、欠压、绝缘检测等一系列故障进行预警。 云平台包含充电桩运营的所有功能，包括市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运行分析、基础数据管理等功能。

充电桩看板

智能照明

智能照明利用物联网技术，持续监测安装在城市各个区域的室内照明、城市路灯等照明电路的耗电状态。 还可以实现定时开关机策略配置、后台远程管理、移动管理等，可以提高设施的维护难度和成本，提高管理水平，起到一定的节能减挂效果。

监控页面

用电安全

安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引起电气火灾的主要因素（电线温度、电流、剩余电流）进行不间断的数据跟踪和统计分析，及时发现将各类隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业第一时间进行排查处理，消除电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的.

智能消防

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现火灾科学预警、网格化管理、落实多责任监管的目标。 填补了“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适用于所有公私建筑，实现无人值守的智慧消防，实现“自动化”和“智能化”智慧消防、用电管理“制度化”、“精细化”。

5.5 系统硬件配置

六，结论

系统实时监控各类能源的能耗情况。 通过对比同一设备的能效指标，及时发现低能效设备，进而优化设备，提升设备性能。 以实现企业能源使用的分配，最终达到企业节能减排的目的。

由于传统楼宇的大部分操作都是人工完成，所使用的人力物力是一笔较大的支出，无法实现楼宇人员分析反馈、安全等数据等一系列问题。

通过数字孪生技术实现智能建筑的真实展示，实现基于三维环境的建筑和各种设备的管理功能，构建智能建筑环境、设备和管理信息的数字孪生智能建筑系统，整合现有智能楼宇管理系统、视频安防监控系统、安防门禁系统等，实现对楼宇所有智能对象的管理和相关监控信息的集成显示，使相关管理人员能够清晰、直观地掌握楼宇运行中的有效信息，实现透明化、可视化管理。可视化管理可以使楼宇设备的运行状态更加直观，

主要功能：

1、楼宇设备智能管理：通过各种传感器对楼宇环境进行实时监控和反馈，智能调节空调系统和新风系统，营造良好的楼宇环境。当设备发生告警时，可以快速定位告警设备。

2、能源消耗与分析：通过对建筑内水、电等能源消耗数据的采集与分析，实现节能减排，合理利用资源

3、安防监控系统：通过在重要部位安装摄像头，利用视频监控和入侵检测，实现安防监控中心防止非法入侵

技术特点：

1、利用数字孪生技术还原建筑真实模型，包括外观、空调、新风、消防等，在设备报警时快速定位报警设备。

2、通过设置相应的传感器、光电控制等，检测设备的工作状态，通过线路返回到控制室的中央计算机甘肃能耗监控管理系统，计算机得到分析结果，再返回到设备终端进行调解。

3、安防园区可接收安防系统的报警数据，提示入侵对象；并点击视频监控调用视频流，实时查看视频。