四川峨眉山市生产型企业能耗系统监测企业能源数据工厂能耗系统

能耗系统是一种用于监测、分析和管理能源消耗的综合性技术系统。

它通常包括以下几个主要部分：
1. 传感器和计量设备：用于采集各种能源（如电、水、气、热等）的使用数据。
2. 数据采集与传输模块：将传感器收集到的数据传输到中央处理系统。
3. 数据存储和处理平台：对采集到的数据进行存储、整理和分析。
4. 分析与报告模块：通过数据分析，提供能源消耗的趋势、模式、异常情况等报告，帮助用户了解能源使用状况。

能耗系统的主要目的是帮助企业、机构或建筑物实现能源的利用，降低能源成本，减少能源浪费，以及满足能源管理和节能减排的相关法规要求。通过实时监测和数据分析，能够发现能源消耗的不合理之处，并采取相应的节能措施和优化能源管理策略。

1.3　功能
1.3.1 友好的人机交互界面（HMI）
　　标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。
1.3.2 用户管理
　　本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。
1.3.3 数据采集处理
　　能耗管理系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷*大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。
1.3.4 趋势曲线分析
　　系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。
1.3.5 报表管理
　　系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。
1.3.6 事件记录和故障报警
　　系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。
1.3.7 五遥功能
　　能耗管理系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。
　　遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。
　　遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。
　　遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。
　　遥调：用于有载变压器的调压升/降。
　　遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。

一、建设背景

《用能单位节能管理办法》规定，用能单位包括年综合能源消费量1万吨标准煤以上(含1万吨)的用能单位以及各省、自治区、直辖市有关部门的年综合能源消费量5000吨标准煤以上(含5000吨 )、不足1万吨标准煤的用能单位。目在该范围内的用能单位全国约17000家，能源消费量占全国能源消费总量的60％，是节能工作的对象。

为贯彻落实《用能单位节能管理办法》（国家发改委2018年第15号令）、《国家发改委关于开展用能单位“百千万"行动有关事项的通知》（发改环资〔2017〕1909号）和国家发改委办公厅《关于发布“百家"用能单位名单的通知》（发改办环资〔2019〕351号），深入推进用能单位能源消耗总量和强度“双控"工作，各省市相关主管部门陆续发出通知，要求纳入“百千万"行动的用能单位落实节能主体责任，加强节能管理，并按照《用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》（发改环资〔2017〕1711 号）等要求，建设接入端系统并按时接入省级用能单位能耗在线监测平台，对未按要求开展用能单位能耗在线监测系统建设、未配备和使用能源计量器具的，依法依规责令限期整改，逾期不整改或整改未达到要求的，严格按照有关法律法规进行处罚。

二、标准及规范

《NHJC-01-2018 用能单位能耗在线监测系统-总体架构规范》

《NHJC-02-2018 用能单位能耗在线监测系统-基础信息与格式规范》

《NHJC-03-2018 用能单位能耗在线监测系统-系统平台接口协议规范》

《NHJC-04-2018 用能单位能耗在线监测系统-端设备接口协议规范》

《NHJC-05-2018 用能单位能耗在线监测系统-省级平台机房与硬件配置规范》

《NHJC-06-2018 用能单位能耗在线监测系统-端设备技术规范》

《NHJC-07-2018 用能单位能耗在线监测系统-能源品种采集规范》

《NHJC-08-2018 用能单位能耗在线监测系统-系统安全规范》

《NHJC-09-2018 用能单位能耗在线监测系统-省级平台功能规范》

《GB/T15587-2008 工业企业能源管理导则》

《GB/T23331-2012 能源管理体系要求》

《GB/T2598-2008 综合能耗计算通则》

《GB/T3484-2009 企业能量平衡通则》

《GB/T38692-2020 用能单位能耗在线监测技术要求》

三、整体结构

工厂能耗管理系统

三级平台+端设备：

用能单位能耗在线监测系统采用“国家平台+省级平台+用能单位端系统"的架构，为各部委、 各级节能主管部门和质监部门、用能单位等用户提供不同层次的服务。

国家平台：

国家平台指设立在国家节能主管部门，接收、存储、汇总、分析全国用能单位能源相关数据的国家数据中心，为相关部门、用能单位、社会公众提供应用服务，也称“国家数据中心"。

省级平台：

省级平台是部署在省（区、市）相关部门，接收、存储、汇总、分析本地区内用能单位能耗在线监测数据，为本地相关部门、用能单位提供应用服务，也称“省级数据中心"。

端系统：

指用能单位接入端系统，是对企业能源转换、输配、利用和回收实施动态监测和管理的信息系统 。

端设备：

放置在用能单位，用于采集、分析、汇总用能单位能耗数据并将数据上传到系统平台的设备。

四、端系统结构

企业端系统由能耗在线监测端设备、计量器具、工业控制系统、生产监控系统、管理信息系统、通信网络及相应的管理软件等组成，通过能耗在线监测端设备实现数据采集、分析、汇总、上传等功能。

工厂能耗管理系统

五、端设备

能耗在线监测端设备放置于用能单位，实现数据接入、安全隔离、数据处理存储及上传、运维管理等功能，内网主机和外网主机通过安全隔离数据交互单元连接，确保生产网络安全，信息安全保护应符合相关标准以及企业自身需求，结构如下图所示：

工厂能耗管理系统


(1) 端设备硬件参数

单主板采用低功耗处理器；单主板内存大小4G；硬盘：128G 固态硬盘；立双主机“2+1"架构非IP物理隔离；带VGA接口，可外接显示器，便于现场维护操作；双冗余开关电源，互为备用、支持热插拔，保障端设备的可靠性，具有电源故障声光报警功能；8路RS485串口；6路千兆以太网；4个USB接口，可用于CA证书接口；

(2) 端设备软件功能

支持从现场的仪表通过Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；支持从能源网关、DTU、SCADA通过Modbus TCP（GB/T19582）、能耗协议等上传的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；支持从自动化信息系统通过OPC协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，提供手工填报数据上传；具有基础数据处理、本地存储功能，本地历史数据可存储6个月以上；可根据项目情况录入企业基本信息、企业生产层级结构、计量器具档案信息、端设备信息、数据采集项信息等各类基本信息；按照《NHJC-04-2018 用能单位能耗在线监测系统技术规范-端设备接口协议规范》的要求往国家或省级平台上传数据；支持断线缓存，数据的连续性；端设备平台方便用户使用、配置；支持人工补录、远程升级；用能数据集抄；数据上传日志；

1、能源监管分析

通过能耗监测管理系统对生产过程源发生、转换、存储、使用等各环节的数据进行采集、加工、分析、处理，实现对能源计划、能源实绩、能源预测、能源质量与物料供应、能源平衡与生产调度等的监管和综合分析，结合能源消耗的统一生产调度、统一能源配给，将能源管理工作与生产管理进行初步融合，达到优化生产优化能耗的目的。

2、能源设备计量管理

根据生产管理的物料消耗模型，计算各种原料、燃料、材料的需求量以及从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定工厂原料需求量、运输量、库存量和制定生产计划的依据。

3、能源计划管理

按照从此生产计划及能源消耗历史数据、供能状况编制能源供需计划，指导能源系统按照供需计划组织生产，按生产线提供所需要的能源量，供需计划按照电力、煤等能源等介质进行。能源计划分为日计划、月计划以及年度计划等。

包括能源的消耗、生产、消耗指标计划。能源生产单位根据计划进行能源生产，用能单位根据能源计划合理组织生产，做好能耗的过程管理工作，减少能源浪费。

4、能源成本管理

能源成本管理模块依据给定的公式，根据能源介质消耗量计算能源成本，并通过多种图形化工具实现成本显示。为了实现能源成本的对比，也可以利用能源成本管理提供的成本比较功能，实现查询条件下的能源成本的对比。

由此来看，能源管理有望成为助力企业实现节能降碳的关键途径。

在能源消耗中工业生产占据着部分的比例，工厂占地面积大、能源消耗时间长、耗能设备繁多，普遍存在各种能耗计量不全面、管理不到位、能耗高等现象。为了全面提高能源管理水平，节约用能，建立覆盖面广、功能完善的能源管理系统十分必要。 工厂能耗监测系统通过采集、存储、统计、分析等多层面应用实现能耗的全过程监控，以实时数据的更新形成数据流，不断在错综复杂的各项用能数据中发现管理节能、改造节能的空间，强化能耗管理手段。
对各分类耗进行能耗分类、分项、分户计量，计量数据 远程传输，数据采集与存储，数据统计与分析，数据发布与远传;
与舒适环境、提高节能意识等提供有效手段，实现有效节能，并提高建筑能源的自动化管理水平;
对能源使用情况进行监控，为能源管理部门的能源利用诊断、能源账 单核对、节能控制、节能潜力分析、节能效果验证、能源调度、保障健康 实现电能质量监测，工厂变压器配电监测分析，设备安全分析;
针对生产设备监测，掌握设备实时运行状态，异常情况及时预警；
结合生产情况，进行单品能耗分析，通过部门能耗排名，形成能源管理制度，引入能源绩效考核制度，督促各个部门从领导到员工对于节约能源的重视。
能耗系统具有多方面的优势，包括但不限于以下几点：

1. 计量与监测
能够实现对能源消耗的计量和实时监测，获取准确、详细的能耗数据，避免了人工抄表的误差和不及时性。

2. 节能优化
通过对能耗数据的分析，发现能源使用中的浪费和低效环节，为制定节能策略和优化能源管理提供依据，从而有效降低能源消耗和成本。

3. 实时监控与预警
可以实时监控能源设备的运行状态，及时发现异常情况和潜在故障，提前发出预警，减少设备故障带来的损失，保障能源供应的稳定性和可靠性。

4. 数据分析与决策支持
对大量的能耗数据进行深入分析，帮助管理者了解能源消耗的趋势、规律和影响因素，为决策提供科学的数据支持，制定合理的能源规划和目标。

5. 提高能源管理效率
实现能源管理的自动化和信息化，减少人工干预，提高管理效率和工作质量，节省人力成本。

6. 促进可持续发展
有助于企业或机构实现节能减排目标，符合环保法规和可持续发展的要求，提升企业的社会形象和竞争力。

7. 成本控制
通过精细化的能源管理，合理控制能源成本，避免不必要的能源浪费和费用支出，增强企业的成本竞争力。

8. 智能化控制
与智能设备和系统集成，实现能源的智能化控制和调配，根据实际需求自动调整能源供应，提高能源利用效率。

9. 多能源管理
能够同时管理多种能源类型（如电、水、气、热等），实现综合能源管理，全面掌握能源消耗情况。

10. 便于审计与报告
方便生成准确、规范的能源审计报告和能耗统计报表，满足监管和内部管理的要求。