工業企業能源計量管理問題信息化分析及系統介紹

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：文章首先介紹了我國工業企業能源計量中存在的一系列問題，包括工業企業能源計量工作效率低下、工業企業能源計量使用的器具老舊、工業企業能源計量工作的信息集成度較低。其次，分析了工業企業能源計量管理信息化的必要性。文末提出了工業企業的能源計量管理信息化系統的設計與初步實現，主要內容包括工業企業的能源計量管理信息化系統的目的與目標；工業企業的能源計量管理信息化系統的組成；工業企業的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊；工業企業的能源計量管理信息化系統的亮點。

關鍵詞：工業企業；能源計量；計量管理；管理問題；信息化分析

1.1工業企業能源計量工作效率低下

  工業企業能源計量工作依舊使用著過去的人力模式進行采集信息以及分析匯總工作，這種人力工作模式相對比工業企業能源計量管理信息化模式，存在著效率低下、容易出現人工失誤等不足。在一定程度上限制了能源計量信息的有效性、準確性、及時性。

1.2工業企業能源計量使用的器具老舊

  老舊的能源計量器具不適用于復雜的環境，器具使用的后期維護成本高。并且老舊的能源計量器具傳輸的是模擬信號，它的精度和抗干擾能力都比較差，系統可靠性也不高。

1.3工業企業能源計量工作的信息集成度較低

  工業企業能源計量工作的信息集成度較低，不能有效體現能源計量器具的失誤，更加無法判斷其失誤的實際原因。相關工作人員不能根據工業企業能源計量工作收集到的信息進行實時分析。

  隨著社會的不斷發展，國家對于工業企業能源的開發和使用提出了具體的要求，需要工業企業相關工作人員在運營過程中重視節約能源。工業企業在日常的運營中消耗了大量的能源資源，合理有效控制工業企業的能源消耗就可以在一定程度上控制整個社會的能源消耗。隨著網絡技術的不斷發展，信息化運用到了各種各樣的行業生產流程中，對提高行業的生產效率以及管理效率有著很明顯的積極影響。工業企業將信息化運用到能源計量管理上，可以有效地促進工業企業能源計量管理工作的快速發展。例如，廣東韶鋼集團重視信息化計量管理，投資超3100×104元建成了“計量數據釆集管理系統"，系統供不同部門使用后，噸鋼年耗費水電的成本節約了7649×104元，噸鋼年耗費氧氣成本節約了1405×104元，通過能源計量管理信息化系統改進生產工藝，取得的間接效益每年也超過了1×108元。

信息化的能源計量管理工作模式，在一定程度上會促進工業企業的信息化管理，將企業從過去傳統的人力能源計量管理模式轉變為信息化，提高了能源計量管理工作的工作質量以及工作效率，帶動了工業企業走向無紙化的能源計量管理工作模式。

信息化的能源計量管理工作模式，還可以有效地幫助工業企業實現能源資源的合理控制，減少能源資源的浪費。傳統的工業企業能源計量管理工作模式僅僅只是針對于工業企業生產過程中的能源計量工作，沒有對工業企業整個系統的能源計量進行輻射，存在著部分生產環節能源計量的遺忘或者忽視情況，能源計量管理的整體性缺乏。所以，傳統的工業企業能源計量管理工作模式不能夠有效地體現出工業企業的實際能源使用具體情況。信息化的能源計量管理工作模式可以有效地改善傳統能源計量管理工作模式存在的不足之處，借助于信息網絡技術，有效改善能源計量管理工作中存在的組織機構問題以及管理制度建設問題，如圖1。

不僅如此，信息化的能源計量管理工作模式還可以有效地收集工業企業日常運行中產生的數據信息，對這些數據信息進行有效地分析利用，整理歸納后，得出一系列工業企業日常運行中能源計量管理工作的結論。針對結論中存在的問題，找到影響能源計量管理工作中存在的組織機構問題的影響因素，以及管理制度建設問題的影響因素，結合先進的管理技術以及科學的制度建設，對工業企業的能源使用工作進行有效地改進，優化工業企業的能源消耗流程，實現工業企業的能源合理控制。

 

圖1信息化計量數據處理工作模式

3.1工業企業能源計量管理信息化系統的目的與目標

  工業企業能源計量管理信息化系統的目的與目標，主要在于保證工業企業的能源計量管理工作水平，以及能源計量的檢定監督工作的有效落實。具體來說，就是保證工業企業的能源計量結果的準確性、真實性、代表性，可以幫助工業企業進行貿易結算，輔助工業企業發現自身在能源使用過程中的不足之處，為高效使用能源資源保駕護航。

工業企業的能源計量管理信息化系統可以更好地幫助相關工作人員管理能源計量的相關機械設備，將工業企業的全部能源計量工作有效落實，做到不遺漏、不錯記，在一定程度上，加大相關監督管理工作人員對于工業企業能源消耗的監督管理工作力度，避免能源計量機械設備的質量問題導致的工藝波動，避免工業企業發生安全事故。

3.2工業企業的能源計量管理信息化系統的組成

  工業企業的能源計量管理信息化系統的主要組成部分就是現場器具檢定系統、器具掃碼查看系統以及計量器具管理系統。現場器具檢定系統主要的工作任務就是送檢器具通過掃描設備入檢；原始校驗數據錄入；填寫檢定信息；把數據錄入計量管理系統。器具掃碼查看系統的主要工作任務，就是輔助相關現場操作施工人員使用先進的數碼儀器，對計量現場的儀表器具進行掃碼處理。通過器具掃碼查看系統運行，可以及時查看有效日期、檢定日期以及技術信息等內容。計量器具管理系統的主要工作任務，就是負責查看工業企業的能源計量器具臺賬，器具到期提醒檢定等信息，保證有計劃地送檢，提前預警相關工作人員。

3.3工業企業的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊

  工業企業的能源計量管理信息化系統主要的功能模塊包括登錄權限功能模塊、通訊錄功能模塊、數據分析功能模塊、器具檢定功能模塊、器具管理功能模塊、資產管理功能模塊、組織結構功能模塊、信息發布功能模塊。登錄權限功能模塊的主要功能體現在輔助相關工作人員進行修改密碼等簡單的登錄操作。通訊錄功能模塊的主要功能體現在為工作人員提供通訊錄查詢功能。數據分析功能模塊的主要功能包括任務統計、器具備件統計和器具統計。器具檢定功能模塊的主要功能體現在掃碼設備以及檢定驗收。器具管理功能模塊的主要功能體現在數據處理、到期漏檢、器具臺賬以及計量網絡。資產管理功能模塊的主要功能體現在相關機械器具的采購、入庫和出庫。組織結構功能模塊的主要功能體現在器具歸屬地的查看、添加器具以及組織機構。信息發布功能模塊主要功能體現在計量管理手冊和管理制度、通知和通告的發布和執行、發布與計量相關的政策法規。

4.1平臺概述

  安科瑞企業能源管理平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

4.2應用場所

  鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業、木材、化學原料以及機電設備、電器產品、工器具制造等。

4.3平臺結構

圖2平臺結構

4.4平臺主要功能

4.4.1首頁

  首頁通過展示企業各類能耗總量、折標值、能源成本、能源消耗趨勢、分項能耗占比、區域能源消耗對比,并三維展示企業重要工藝或設備的能源消耗動態，可直觀了解企業當前用能。

4.4.2運行監控

  能源管理系統的動態顯示對企業使用的各種能源（電、水、蒸汽）進行實時監控，并提供從概貌到具體的動態圖形顯示，并提供區域數據監控，在工廠平面圖或者某個車間的平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據。系統提供對能源管理系統運行狀態的實時監視功能，實現對能源系統運行過程中關鍵的用能狀態參數的變化趨勢、耗能設備的運行狀態以及系統運行報警事件進行實時監視，確保整個能源供給、轉換和消耗過程的安全、可靠和穩定。系統提供圖形化工具，不僅可以組態出數字化的監控界面，還具有實時趨勢顯示。

（1）變配電系統的電氣主接線圖展示，實現對全電量參數以及開關斷路器狀態的實時監視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡度、諧波等參數。

（2）水、燃氣、壓縮空氣等系統各分支管道分布示意圖以及流量、壓力、溫度等參數狀態的實時監視；

（3）重點用能設備系統（如壓機等)的運行狀態以及用能參數的實時監視；

（4）過壓、過流、欠壓等保護信號報警、系統通信中斷、電量、非電量參數越限、能耗超標預警等實時事件報警監視。

（5）工藝流程圖展示重點關注工藝各設備運行參量以及能耗情況

4.4.3變壓器監控

  展示各變壓器負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規劃。通過各種運行參數狀態下用電效能的對比，測算變壓器損耗，找出變壓器經濟運行區間。根據變壓器經濟運行區間，調整負載，從而降低變壓器損耗，節約電量。

4.4.4用能統計

  系統支持為企業不同的計量監測對象，提供快速查詢顯示日、周、月、季、年的企業用能情況同比環比、產品單耗、產品折標對比、能耗排名等。數據通過棒圖，餅圖，直方圖等形式，實現對系統中耗電量、耗水量、耗氣量等能耗數據的統計分析。大到整個企業，小到單個設備或車間，通過對這些區域的計量節點能耗數據查詢分析，實現整個企業能耗數據的統計分析，滿足用戶實現對任意時段內區域、車間、工藝和設備類型等的能耗數據查詢要求。通過對比不同區域等的能耗數據情況，了解不同對象區域等的能耗規律，自動對這些對象進行能耗排名，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

4.4.5分項用能

  系統提供對企業分項用能的分項統計。根據分項，用柱狀圖以及餅圖，展示各分項用能情況，直觀，清晰。通過用能趨勢，及時掌握企業分項用能趨勢情況。對于分項用能異常，能即時發現，調整策略，改善用能，節約能源。

4.4.6產品/產值單耗

  系統可以與企業MES系統對接，導入產品產量。對不能導入的數據提供人工錄入功能。通過系統采集的能耗數據，結合產品產量，計算產品單耗，生成產品單耗趨勢圖，并進行同比和環比分析。以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

4.4.7用能成本分析

  系統支持為企業整體以及車間等各個需要單獨進行能耗考核的對象提供各種能源消耗的總費用成本的統計對比功能?？商峁╇?、水、氣等各種能源類型在統計周期中的消耗量以及對應的費用數據，并且可以將各種能源的費用進行百分比占比統計和對比，以了解整個企業能源費用成本的詳細分布情況。同時支持對單位成本費用進行分析。用戶可選擇多個考核區域進行耗能成本的對比分析，為用戶建立有效的績效獎懲機制和日常管理提供真實、可靠的數據依據。

4.4.8用能成本預測分析

  系統支持為企業以及需要單獨考核計量的區域提供能源成本預算管理功能，允許用戶錄入能源成本的詳細預算計劃，通過對比能源實際費用和預算費用進行預算執行管理，可以直觀的了解到每月或者每年能源成本是否超出預算，方便用戶及時的進行預算的調整和干預。此外，系統還支持按照指ding的預測算法進行能源成本的成本預測，根據歷史的預算執行情況和實際耗能的數據預測后續的幾個月的能源成本費用，幫助用戶進行有效的成本計劃管理。

4.4.9績效分析

  對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區域、車間，產線、工段、設備等進行日、周、月、年、指ding時段績效統計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業了解內部能效水平和節能潛力。

4.4.10能耗預測

  通過對企業車間、生產工藝、生產設備等的能耗使用情況進行分析，建立能耗計算模型，根據人工智能算法對數據和模型進行修正，對未來企業能耗趨勢進行預測分析，為節能提供有效的決策依據。

4.4.11運行監測

  系統的設備運行監測功能專門針對重點耗能設備提供quan方位的管理，主要包括設備運行狀態及關鍵參數監視、設備臺賬管理、設備能耗統計分析以及設備維護管理。通過對設備工作狀態參數以及工況參數的實時采集和監視可及時判斷設備的運行工況是否正常；設備能耗統計分析可提供針對設備對象的實時耗能量以及歷史耗能趨勢的分析和對比；設備臺賬管理以及維護管理可建立全面的設備基本信息檔案，可快速實現對于設備各種特性參數的查詢和統計分類，對設備及其主要零配件的檢修、更換歷史記錄進行信息化管理，并可提供設備計劃檢修到期提醒以及逾期檢修告警等功能，便于為每一個重要設備建立經濟運行檔案，確保設備的安全、穩定、經濟運行。

4.4.12能源平衡及損耗分析

  能源平衡及損耗統計分析主要為企業的電、水、氣等能源在轉換、運輸、使用過程中的各個環節提供能量平衡分析，及時的發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。通過分別統計重要用能環節的能源供給量和能源消耗量并計算兩者之間的差值損耗量，來評估個各環節的用能損耗程度。比如對用水系統的干管計量和各個車間支管的計量消耗量之和進行損耗分析，有利于及時發現是否存在水管漏水或者違規用水的情況；對用電系統的低壓進線計量和各饋線回路的計量消耗量之和進行損耗分析，來評估判斷是否存在違規用電、竊電等異常用電現場，幫助用戶發現并糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低能源綜合運行成本。

4.4.13節能分析

  節能分析主要是為企業在實施節能措施后，具體節能效果的分析，通過錄入節能措施，對比分析實施節能措施前與實施節能措施后的用能情況，以此來評判節能措施的實施效果，為企業節能提供幫助，提高經濟效益。

4.4.14分析報告

  系統提供的用戶分析報告主要是為企業的中、高層管理人員提供有關企業的能耗數據統計結果匯總和分析結論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說明。一般包括企業的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況，用能趨勢排名，重點能耗排名，綜合能耗排名等。通過豐富多樣的圖形化組件組態成為一份用戶分析報告，讓用戶全面了解系統的運行情況，方便用戶發現設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節能潛力。

4.4.15事件記錄

  事件報警分析主要是為系統的異常運行狀態或故障原因診斷分析提供依據和分析手段。系統運行過程中所產生的各種報警時間均會被自動記錄和存儲，通過對事件的發生時間、范圍對象、事件的類型、事件的等級以及事件描述關鍵字搜索查詢，即可快速的實現對目標事件的查詢和分類。

4.4.16自定義報表

  用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生成各種報表，從各種能耗數據及費用比較，到電力峰谷平報表；從碳排放報告到系統能耗評估，從能耗指標到能耗預算等等，使用者無需繁瑣的編輯，只需要簡單操作就能生成精美的報表。

4.4.17移動端支持

  APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶按能源分類、區域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業能源消耗、效率分析、同環比分析、能耗折標、用能預測、運行監視、異常報警等。

4.4.18運行環境

(1)瀏覽器運行設備

(2)臺式電腦，手機、平板等移動端設備

(3)瀏覽器運行環境

(4)支持谷歌、火狐、搜狗、360等主流瀏覽器訪問

(5)客戶端運行設備

(6)安卓系統移動設備（android5.0以上），蘋果ios系統

 

4.5推薦現場設備選型（根據實際需求選配）

 

  工業企業能源計量管理問題信息化處理可為相關工作人員提供更方便、快捷、準確的能源計量結果。利用信息化的能源計量管理系統，可以得到更多、更全面、更詳細的工業企業能源消耗的實際情況。工業企業在生產的各個環節中有效地落實能源計量管理標準化處理，可以在一定程度上提高工業企業的能源計量管理的工作水平，以及企業的能源使用的監督考核力度，有效促進工業企業提升自身的能源計量管理的工作質量以及工作效率。

 

【參考文獻】

[1]鄭有為,刁祥瑞,許繼遠,張國玉.互聯網+在能源計量管理當中的應用[J].中國金屬通報,2019(04):143-144.

[2]郭云德,任時朝.工業企業能源計量管理問題信息化分析[J].大眾標準化,2020(20):228-229.

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版

作者簡介：任運業，男，現就職于安科瑞電氣股份有限公司。