浅谈Acrel-7000企业能源管控平台在浙江春风动力股份有限公司的应用

摘 要为了稳步推进双碳目标，在能源消费强度和消费总量的“双控”背景下，企业需要考虑如何应对能耗双控以保障正常生产。现有大部分企业依然采用电、水、气、冷、热等各种能源供应系统“单独规划、单独设计、独立运行”的模式。普遍存在计量检测到配备不足；计量设备计量精度不高、计量数据不准确；人工抄表可靠性低；难以良好监测和评估主要耗能设备的用能效率；缺少决策数据支持，对于节能评估无法提供可靠参考数据；缺乏良好的企业能效评估指标体系，能耗管理措施难以落地等情况。本文介绍的企业能源管控平台，采用自动化、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、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、超大限度地利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

  关键词双碳；双控；企业能源管控；节能降耗

  1 概述

  浙江春风动力股份有限公司是春风控股集团的子公司，成立于1989年，是一家专业从事全地形越野车(ATV、UTV、SSV)、大排量摩托车及配套水冷发动机产品研发的股份有限公司，公司总部设在杭州余杭经济开发区，公司拥有完整、科学的质量管理体系。公司的诚、实力和产品质量获得业界的认可。

  通过搭建企业能源管控平台，对企业的能源消耗、用电安全、电能质量、生产工艺、主要设备实行动态监控和数据化管理，实时监测企业、车间、产线、主要设备电、水、天然气和压缩空气等能源的消耗情况、变配电设备的运行状况、用电回路的电气安全情况、配电系统的电能质量，并通过数据分析和挖掘，对单位产品能耗、万元产值能耗、能耗成本、碳排情况等进行分析，实现用能精细化管理、提高设备运行效率、保障用电安全，为减排降耗、挖掘节能潜力提供数据支持。同时提供便捷、优良的自动化运维，从根本上解决人力成本高、工作强度大、运维效率低等问题，打造“安全、优良、绿色、低碳”的智慧工厂，为企业提供综合能源服务的新业态。

  2 项目需求

  项目计量体系包括厂区、车间、产线，监测区域涵盖车架、发动机、机加工、涂装、整车等车间，行政楼、研发楼等办公楼以及各配电房，监测的能源类型包括电、水、天然气和压缩空气。一期接入新增的170块电表、10块水表，其中天然气和压缩空气通过手动录入的方式进行统计。二期接入80块电表和3块水表，预计三期再接入300个计量点位。

  系统需求主要包括

  ● 用能统计

  从区域、车间、生产工艺、工序、工段、设备等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业分类/分项用能情况进行统计，并进行趋势和同环比分析；

  ● 能耗预测

  通过对厂区、车间的能耗使用情况进行分析，构建能耗计算模型，进行训练，调整并优化模型，采用预测算法对企业未来能耗趋势进行预测分析，为节能提供良好的决策依据；

  ● 万元产值能耗统计

  对企业单位综合能源消费量与工业总产值进行统计分析，准确反映企业能源经济效益高低的综合指标，为能耗成本的准确计算提供保证；

  ● 容需量统计

  提供容需量统计,实时展示容量需量价格的变化情况，为降低电费提供依据；

  ● 产量统计

  提供产量统计,支持手动录入及与MES对接获取产量数据；

  ● 电能质量监测

  对电网中的谐波进行实时监测，并以矢量图的形式展示三相不平衡度，支持历史数据的查询；

  ● 自定义报表

  通过自定义报表格式和计算公式，灵活生成各种定制化报表，包括容需量报表、万元产值报表、电费分摊报表等；

  ● 异常报警

  对目标事件快速定位，通过手机短、APP、钉钉等方式及时通知相关人员，为系统的异常运行状态或故障原因诊断分析提供依据和分析手段；

  ● 数据转发

  实现能源管理系统和MES系统的数据互通，打破息孤岛；

  ● 能源驾驶舱

  定制大屏页面及首页，以工厂车间为单位划分进行数据统计，与现有的第三方系统在指挥中心统一集中展示。

  3 系统结构

  现场采用多回路计量仪表和远传水表，对用电回路和用水支路进行采集，通过RS485接口与电力物联网边缘计算网关进行通讯，实现全电力参数和流量等数据的监测、预警与存储，再由电力物联网边缘计算网关，通过以太网将数据上传至搭建在数据中心的能源管控平台上。

  平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下

 系统可分为三层即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。

  现场设备层主要是380V部分的计量仪表和远程水表，通讯协议为标准modbus-rtu，用于采集用电回路全电力参数和用水支路流量的各类仪表，也是构建该配电、耗水系统必要的基本组成元素。

  网络通讯层包含电力物联网边缘计算网关、网络交换机等设备。电力物联网边缘计算网关接收现场设备层采集的数据，并可进行规约转换、数据存储，通过网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。电力物联网边缘计算网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

  平台管理层包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

  4 企业指标

 4.1 电力指标

  4.2 水指标

 4.3 用能单元指标

5 系统功能

  5.1 首页

  首页展示企业的变配电情况、能耗数据、万元产值趋势、峰谷平用电情况、异常数量等相关息，可直观了解企业当前的整体情况，实现数据监视实时化、能源管控精细化、企业管理数字化、节能减排全局化。

  5.2 数据监控

  5.2.1 电力监控

  对企业各用电回路的运行状态进行实时监测，快速定位报警点位，并根据报警等级实时触发APP、手机短、邮件、钉钉、语音播报等多种方式的报警提醒，超大程度地确保整个能源供给、转换和消耗过程的安全、可靠和稳定。

  5.2.2 配电图

  展示变配电系统的电气主接线图，实现对全电量参数以及开关断路器状态的实时监视，如电压、电流、频率、功率、功率因数、三相不平衡度、谐波等参数。

  5.2.3 变压器监控

  展示各电压器的负载情况，从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析，找出合适的运行模式。根据合适的运行模式调整负载，从而降低用电单耗，使电能损耗降低。

6 系统应用价值

  6.1 企业收益

  企业能源管控平台为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

  Ø 在线监测电能质量

  帮助企业在线监测电能质量，包括谐波含量、三相不平衡度、功率因数等，避免被罚款。

  Ø 用能安全

  监测设备运行工况，保证安全运行；预警电气火灾，预防安全事故；及时排除故障，保证正常生产；快速定位并干预切除隐患，保证能源供应安全。

  Ø 节省人力成本

  少人或者无人值守，减少人工统计工作量，降低人力成本。

  Ø 节能降费

  根据用电情况实现“容改需”，降低基本电费；实现调整负载、削峰填谷、无功补偿，节省能源费用。可实现办公节能10%左右，总节能3%左右。

  Ø 提高设备利用率

  监控变配电设备运行状况，降低损耗，保证经济运行。

  Ø 打破息孤岛

  提供标准的数据接口与ERP/MES/MIS/PLC/DCS/SCADA等系统实现对接。

  Ø 持续增值

  实时了解耗能状况，接入电力需求侧管理平台，享受国家补贴，参与碳排放交易，助力碳达峰和碳中和。

  6.2 用户收益

  企业能源管控平台能满足企业各种用户的不同需求。

  Ø 对能源主管部门及人员（节能管理）

  帮助企业完善能源管理体系，贯彻能源专业化、精细化、扁平化管理思路，建立持续改进能效的能管模式和机制，提高能管水平，节能降耗。

  Ø 对各级用能部门及人员（能源使用部门）

  （1）实时监视能源消耗，及时发现问题，减少用能损失；

  （2）掌握能耗总量、能耗成本及能耗效率指标数据；

  （3）分析用能特点，为优化用能管理提供决策数据；

  Ø 对能源运维部门及人员（能源供给部门）

  （1）帮助建立数据采集网络监控运维，动态监视数据采集状态，确保数据采集正常运行，奠定数据基础。

  （2）实时监视能源系统运行状态，异常及时报警，保证生产用能安全，远程自动抄表，降低工作强度，提高工作效率。

  Ø 对能源统计人员及其他部门

  （1）自动生成各类外部单位所需报表，提高数据统计工作效率和准确率。

  （2）共享能耗数据，并与其他系统集成。

安科瑞缪阳扬