智慧能源管理系统

1、系统概述

  工厂作为能耗密集，用能情况较为复杂的大型建筑，有效的降低能源消耗，减少能源成本，避免用能过程中的“跑冒滴漏”现象，实施能耗管理监测是个非常必要的管理手段。

  通过建立高效的能耗监测管理系统，对工厂各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便工厂用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快速高效的掌握点位的报警，并为工厂削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。

2、建设目标

  本项目系统的建设以能源可视化和节能作为目标，遵循《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）、《智能建筑设计标准》（GB50314）《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）等标准，实时采集设备的运行信息与能耗相关的数据，利用物联网技术提供一套全量化、无死角的能源管理方案，帮助管理者全面掌握能耗（预期）情况，保障管理预期的有效执行，避免管理漏洞和技术缺陷；通过分析、控制和管理等手段，优化用能和消除能源浪费，提高运营管理的效率与服务质量，并最终促进建筑运维组织的管理能力实现全方位提升。系统建设各分项目标如下：

  （1）精准计量

  实现厂区能耗设备的精确计量，实现分项计量和成本控制；

  通过数据的可视化，发现高能耗设备并进行节能增效；

  保障安全运维，隆低火灾人员事故等不可控因素引起的大事故；

  （2）提能增效

  实现源网端多种能源互通互联，实现多重能源联合协调优化达到能效最大化；

  实现技术替代人工，有效降低人资成本，降低人员管理成本；

  解决专业运维人员少，通过运营数据发现企业运营漏洞。

  （3）运维管理

  通过大数据降低企业能耗增强企业竞争力；

  运用IOT技术，实现园区关键设备的远程监控运维保证设备的可靠运行。

3、建设内容

    本项目建设内容是进行对工厂内部水、电、气等公用资源进行监控管理，与其他供能用能系统密切结合（比如供配电、供水系统、空调系统等），完成设备、人与能源的协调管理。系统不仅提供能源监控、实时报警、分项计量、用能分析、用能统计、能耗排名、能源报表等常用功能模块，还需要提供能源对标、用能异常诊断、原因分析、节能改善建议等进阶功能模块。此外，系统可以与工厂其他系统进行无缝对接，实现能源预测、重点能耗设备节能潜力分析与降耗技术应用，达到合理利用资源，节约能源，最大限度地降低工厂运营成本，最大程度降低对环境污染的目的。

4、总体架构

    系统架构主要以能耗数据采集和能耗管理监测分析应用为核心，搭建能源综合管理平台，通过提供的数据采集网关数据接口，收集计量仪表层收集的能源消耗数据，通过数据采集箱和网关传输到应用层的管理系统。管理系统对数据进行处理和展示，同时允许用户进行能源消耗的监控和管理。分类层将能源消耗分为不同的类型，而场景层则提供了不同维度的能耗监控，如按区域、部门、楼层或单个用能对象。

  从架构上主要分为现场设备采集层、数据汇聚层、应用管理层3个部分：

• 设备采集层：现场用电、水、气、热等耗能计量设备；
• 数据汇聚层：计量仪表及采集传输网关；
• 应用管理层：对接采集传输设备数据接口实现能耗数据归集和能耗管理系统建设，即本期项目建设内容。

5、功能架构

       系统功能架构包括后台数据对接和平台功能设计，其中后台本次数据对接用电、用水、用气、用热数据，平台功能模块包括数据治理存储、能耗监测分析。

    后台作为数据的起点，将各类能源使用数据传输到平台功能中。平台功能分为三个主要部分：数据展示、数据治理和数据治理标准化。数据展示负责将数据以图形和报告的形式展示给用户；数据治理负责对数据进行分析和管理；数据治理标准化则确保数据的一致性和标准化，以便于进一步的处理和分析。

• 数据来源：后台是系统的数据基础，提供各类数据的输入。具体包括：用电数据、用水数据、 用气数据、用热数据
• 数据展示：平台功能的一部分，负责将数据以直观的方式展示给用户。具体包括：公司管理中心、设备管理中心、能耗看板（以图表、仪表盘等形式展示能耗数据的概览）、预警中心
• 数据治理：平台功能的另一部分，负责对数据进行管理和优化。具体包括：总用能分析和能耗专项分析;
• 数据治理标准化：确保数据的一致性和标准化，便于管理和分析。

​​​​​​​6、能耗监测分析系统

        能耗监测分析系统按照用水、气量、冷量、热量等能源种类建立分项模型进行设计，如下图：

综合能源看板

  通过综合能源看板一览，集中展示企业用能整体情况，节能目标完成情况，日、月、年同比环比，部门用能排名及关键用能KPI，例如单位人员能耗、单位产值能耗、单位建筑面积能耗、单位空调面积能耗等。

总用能指标分析

使用关键技术

• 物联网技术：通过互感器技术的发展，实现水、电、气、热等数据的有效监测与传输。
• 云端运维技术：通过云端管理减轻运维压力，提升管理水平，节省能耗运维成本，并有效监测能耗设备的运行状态。
• 大数据技术：对能耗数据进行深层次挖掘与分析，寻找能耗使用规律，发现能效提升空间。
• 通信网络技术：支持与多种硬件设备的兼容，包括板卡、仪表、PLC等，以及支持多种电力通信规约。
• 数据采集与监控系统：实现不同需求的数据采集、分类数据归档、实时闭环调节和逻辑分析处理。
• 预测评价技术：利用预测评价技术了解系统变化趋势，如中短期负荷预测。
• 调度决策最优化技术：优化能源介质的传输、合理安排能源介质的转换，动态评估能源系统的运行状态。
• 智能控制与优化算法：包括模糊逻辑、神经网络、遗传算法等，用于提高能源管理的智能化水平。
• 信息安全技术：确保数据在采集、传输和处理过程中的安全性和隐私保护。
• 用户界面和用户体验设计：提供直观的用户界面，便于用户监控和管理能源使用情况。
• 集成和互操作性能够与其他系统集成，以实现更广泛的企业资源规划和管理。

​​​​​​​系统设计创新及特点

• 集成化与模块化：集成化设计，将多个功能如数据采集、监控、分析和报表生成集成于单一平台，同时采用模块化架构以便于扩展和维护。
• 实时数据处理：系统能够实时收集和处理能源数据，提供即时的能源使用情况和趋势分析，从而实现快速响应和决策。
• 预测与分析技术：使用数据分析和预测技术，预测能源需求和消耗趋势，为能源规划和调度提供科学依据。
• 优化调度决策：系统设计包含优化算法，用于能源介质的传输优化、能源分配和动态评估能源系统运行状态。
• 用户界面友好性：系统提供直观的用户界面，便于用户监控和管理能源使用情况，包括图形化展示和交互式操作。
• 安全性设计：系统设计特别强调安全性，包括数据安全、网络安全和系统访问控制。