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【摘 要】为了能够进行合理的资源配置，控制设备能耗，达到企业节能降耗的目的，开发了能效监测系统。能效监测系统可以实现实时数据的采集及存储、设备能耗统计、能效评估，能够对设备的能耗进行分析，从而为用户对设备的管理以及节能降耗的优化提供有力的数据支持。
【关键词】能耗监测 节能降耗 系统开发
随着我国经济的发展，能源消耗量也逐年增加。煤炭企业不仅是一次能源的生产大户，同时也是能源的消耗大户。如何合理控制企业生产过程中的能耗，降低企业生产成本也是煤炭企业所要解决的问题[1，2]。
建立完善的能效监测系统，可完成生产过程中设备能耗信息的采集、存储、管理和利用，加快能源系统的故障和异常处理，提高对企业性能源事故的反应能力[3，4]。
一、能效系统设计方案
能耗系统采用分层设计，分为控制层、网络层、数据汇聚层、执行层、管理层和门户层。系统最底层是生产控制层，该层主要包括各子系统及构成子系统的传感器、执行器、开关柜、智能变配电装置等现场设备。在生产控制层之上是网络层，通过洗选中心光纤工业以太环网的建设可以统一整合现有单功能型检测监控子系统、有线/无线调度通信系统，使各种功能的监控系统成为一个完整综合系统。在数据汇聚层，通过数据采集系统及实时数据库对海量数据进行采集和保存，实现安全生产自动化数据与管理数据紧密集成。执行层以采集整理后的各生产自动化及管理系统数据信息为基础，建立不同层面面向现场的生产调度指挥平台，实时监测生产现场的状况，实现电量、供热、供水、环境监测安全生产分析模型。管理层主要为企业各级各类管理人员提供分析、决策的支持。最顶层是直接面向用户统一的、界面友好的企业信息门户（EIP），系统将综合集成的数据及业务管理的数据通过统一的门户形式进行展现。
二、能效系统通信组成
能效系统通信主要由以下四部分组成：能源调度中心：中心服务器、数据库软件、GPRS接收器等组成；通信网络：移动GPRS网络、无线数传组件、光纤局域网等组成；现场传输设备：GPRS传输模块，协议采集模块，光纤终端机，多串口服务器组成；现场数据计量仪表：现场流量计，温湿度变送器、压力变送器、液位计，电能质量分析仪表、多功能全电量网络监测仪表等终端组成。
三、能效系统功能实现
能效系统主要实现设备的能耗监控以及节能分析，设备的能耗评估以及设备的管理和电能质量评估。
（一）电能质量分析。为了减少停电故障对生产的影响，降低生产成本。计划对每个配电室进线柜安装Pdube在线式电能质量监测装置。
（二）电动机变压器故障分析。为了能够对电动机变压器的故障进行实时快速处理，需安装多功能谐波分析仪器，传感器高压电机。
（三）变频电机节能分析。根据电机负荷随时间变化曲线，分析变频驱动和负载的匹配性；计算不同负荷下变频器本身的效率；计算不同负荷下变频器和负荷的匹配效率。
（四）能耗监测及优化管理：1.能耗监测。系统实时采集现场各类能耗数据，将采集上来的数据通过计算来判断当前各种能源供应状态是否合理科学；2.能源平衡与节能诊断。建立能源供应与能源使用的静态与动平衡模型，实现能源供应、测算系统的损耗量，实现能源供应、输配、使用的动态与静平衡。生产效果评估：根据能源使用状况，建立效果评估方法，进一步减少能耗和辅助材料使用并增加生产量。节能诊断：分析源消耗内在的相关性，通过网络论和数据挖掘技术，分析影响能耗的关键变量，实现能源消耗诊断，为采取节能的措施创造条件；3.重点用能设备管理。系统建立重点用能设备信息库，掌握用能设备的能耗波动情况，通过数据挖掘，进一步为设备检修、更换提供参考；4.变频节能监测与评估。不同负载条件下，电机及变频系统的综合能耗测试技术，提出能效评估方法，进而提出变频节能在其它设备的节能潜力预测系统，为下一步节能提供基础资料；5.大型设备的管理与预测。针对关键设备，高压电动机和低压电动机，采用加装温度传感器和进行电能质量分析等技术措施；6.配电网监测与电能质量评估。测试配电网及重要负荷等关键节点的电能质量，并进行评估。绘制配电网络图，根据各测试点电能质量测试参数，给出配电网整体的电能质量状况分析，并计算线路损耗。建立配电网信息管理系统：基础数据、信息管理、线损管理等，实现电能的能量监测和管理。
四、能效系统数据传输
本系统由数据采集前端采集现场各测点相关监测量，经各网络节点单元经星型网络进入各自远动工作站，远动工作站把相应数据传输到监控中心集控室pSapce实时数据库单元，然后通过ODBC网桥转存至本地ORACLE数据库，通过配置本地ORACLE数据库监听端口经洗选中心核心交换机与其ORACLE数据库进行远程数据传输。
五、小结
能效监管系统通过采集、存储设备实时数据，并通过分析设备实时运行数据以及能耗数据，可对设备的故障进行实时快速处理，挖掘设备节能潜力，将设备的能源消耗以及节能优化与生产过程紧密结合，实现了能耗控制与生产过程的协调一致，达到了企业生产过程中节能降耗的目的，为企业优化设备节能措施及节能效果评估提供技术支持和决策依据。
参考文献：
[1]孙艺敏，何艺.大工业用户能效监测平台的设计及开发[J].广西电力，2012，35（1）：17-20.
[2]朱洁琳，周渝慧，杨媛.基于Agent的发电厂节能减排信息管理系统设计[Z].北京：200993-96.
[3]邓桂荏.计算机信息技术在節能减排上的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011（27）.
[4]周强，代家元，张友卫，等.江苏省火电机组节能减排在线监测系统的研究开发[Z].杭州：2009115-117.
作者简介：
谭明（1981-），女，大学本科，助理工程师，主要从事能源统计以及能源管理等工作。
【关键词】能耗监测 节能降耗 系统开发
随着我国经济的发展，能源消耗量也逐年增加。煤炭企业不仅是一次能源的生产大户，同时也是能源的消耗大户。如何合理控制企业生产过程中的能耗，降低企业生产成本也是煤炭企业所要解决的问题[1，2]。
建立完善的能效监测系统，可完成生产过程中设备能耗信息的采集、存储、管理和利用，加快能源系统的故障和异常处理，提高对企业性能源事故的反应能力[3，4]。
一、能效系统设计方案
能耗系统采用分层设计，分为控制层、网络层、数据汇聚层、执行层、管理层和门户层。系统最底层是生产控制层，该层主要包括各子系统及构成子系统的传感器、执行器、开关柜、智能变配电装置等现场设备。在生产控制层之上是网络层，通过洗选中心光纤工业以太环网的建设可以统一整合现有单功能型检测监控子系统、有线/无线调度通信系统，使各种功能的监控系统成为一个完整综合系统。在数据汇聚层，通过数据采集系统及实时数据库对海量数据进行采集和保存，实现安全生产自动化数据与管理数据紧密集成。执行层以采集整理后的各生产自动化及管理系统数据信息为基础，建立不同层面面向现场的生产调度指挥平台，实时监测生产现场的状况，实现电量、供热、供水、环境监测安全生产分析模型。管理层主要为企业各级各类管理人员提供分析、决策的支持。最顶层是直接面向用户统一的、界面友好的企业信息门户（EIP），系统将综合集成的数据及业务管理的数据通过统一的门户形式进行展现。
二、能效系统通信组成
能效系统通信主要由以下四部分组成：能源调度中心：中心服务器、数据库软件、GPRS接收器等组成；通信网络：移动GPRS网络、无线数传组件、光纤局域网等组成；现场传输设备：GPRS传输模块，协议采集模块，光纤终端机，多串口服务器组成；现场数据计量仪表：现场流量计，温湿度变送器、压力变送器、液位计，电能质量分析仪表、多功能全电量网络监测仪表等终端组成。
三、能效系统功能实现
能效系统主要实现设备的能耗监控以及节能分析，设备的能耗评估以及设备的管理和电能质量评估。
（一）电能质量分析。为了减少停电故障对生产的影响，降低生产成本。计划对每个配电室进线柜安装Pdube在线式电能质量监测装置。
（二）电动机变压器故障分析。为了能够对电动机变压器的故障进行实时快速处理，需安装多功能谐波分析仪器，传感器高压电机。
（三）变频电机节能分析。根据电机负荷随时间变化曲线，分析变频驱动和负载的匹配性；计算不同负荷下变频器本身的效率；计算不同负荷下变频器和负荷的匹配效率。
（四）能耗监测及优化管理：1.能耗监测。系统实时采集现场各类能耗数据，将采集上来的数据通过计算来判断当前各种能源供应状态是否合理科学；2.能源平衡与节能诊断。建立能源供应与能源使用的静态与动平衡模型，实现能源供应、测算系统的损耗量，实现能源供应、输配、使用的动态与静平衡。生产效果评估：根据能源使用状况，建立效果评估方法，进一步减少能耗和辅助材料使用并增加生产量。节能诊断：分析源消耗内在的相关性，通过网络论和数据挖掘技术，分析影响能耗的关键变量，实现能源消耗诊断，为采取节能的措施创造条件；3.重点用能设备管理。系统建立重点用能设备信息库，掌握用能设备的能耗波动情况，通过数据挖掘，进一步为设备检修、更换提供参考；4.变频节能监测与评估。不同负载条件下，电机及变频系统的综合能耗测试技术，提出能效评估方法，进而提出变频节能在其它设备的节能潜力预测系统，为下一步节能提供基础资料；5.大型设备的管理与预测。针对关键设备，高压电动机和低压电动机，采用加装温度传感器和进行电能质量分析等技术措施；6.配电网监测与电能质量评估。测试配电网及重要负荷等关键节点的电能质量，并进行评估。绘制配电网络图，根据各测试点电能质量测试参数，给出配电网整体的电能质量状况分析，并计算线路损耗。建立配电网信息管理系统：基础数据、信息管理、线损管理等，实现电能的能量监测和管理。
四、能效系统数据传输
本系统由数据采集前端采集现场各测点相关监测量，经各网络节点单元经星型网络进入各自远动工作站，远动工作站把相应数据传输到监控中心集控室pSapce实时数据库单元，然后通过ODBC网桥转存至本地ORACLE数据库，通过配置本地ORACLE数据库监听端口经洗选中心核心交换机与其ORACLE数据库进行远程数据传输。
五、小结
能效监管系统通过采集、存储设备实时数据，并通过分析设备实时运行数据以及能耗数据，可对设备的故障进行实时快速处理，挖掘设备节能潜力，将设备的能源消耗以及节能优化与生产过程紧密结合，实现了能耗控制与生产过程的协调一致，达到了企业生产过程中节能降耗的目的，为企业优化设备节能措施及节能效果评估提供技术支持和决策依据。
参考文献：
[1]孙艺敏，何艺.大工业用户能效监测平台的设计及开发[J].广西电力，2012，35（1）：17-20.
[2]朱洁琳，周渝慧，杨媛.基于Agent的发电厂节能减排信息管理系统设计[Z].北京：200993-96.
[3]邓桂荏.计算机信息技术在節能减排上的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011（27）.
[4]周强，代家元，张友卫，等.江苏省火电机组节能减排在线监测系统的研究开发[Z].杭州：2009115-117.
作者简介：
谭明（1981-），女，大学本科，助理工程师，主要从事能源统计以及能源管理等工作。