工厂能耗监测系统

1. 平台概述

工厂能耗监测系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，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。

2. 应用场所

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、

化学原料以及机电设备、电器产品、工器具制造等。

3. 平台结构

现场通过厂区内网和平台通讯，平台搭建在客户自己配置的服务器上，搭建完成之后客户可以通过任意能上网的地方通过账号权限在网页登陆以及手机APP查看各处的运行情况。

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：主要是连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能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、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。

4. 工厂能耗监测系统主要功能

（1）大屏展示

大屏展示企业及各区域的能耗折标、异常情况、点位数量、通讯情况、本月分类能耗排名、当年/去年用电量对比、分类能耗占比等相关信息，可直观了解企业当前总体概况，支持3D建模。

（2）首页

首页展示企业当日峰谷平用的、变压器概括、日/月/年分类能耗数据、当年/去年单耗趋势对比、当年能耗趋势，展示用户最关心的数据统计结果。

（3）运行监控

能源管理系统的动态显示对企业使用的各种能源（电、水、蒸汽）进行实时监控，并提供从概貌到具体的动态图形显示，并提供区域数据监控，在工厂平面图或者某个车间的平面图快速浏览到所管理的能耗数据。

系统提供对能源管理系统运行状态的实时监视功能，实现对能源系统运行过程中关键的用能状态参数的变化趋势、耗能设备的运行状态以及系统运行报警事件进行实时监视，确保整个能源供给、转换和消耗过程的安全、可靠和稳定。系统提供图形化工具，不仅可以组态出数字化的监控界面，还具有实时趋势显示。

l 变配电系统的电气主接线图展示，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。

l 水、燃气、压缩空气等系统各分支管道分布示意图以及流量、压力、温度等参数状态的实时监视；

l 重点用能设备系统（如空压机等)的运行状态以及用能参数的实时监视；

l 过压、过流、欠压等保护信号报警、系统通信中断、电量、非电量参数越限、能耗超标预警等实时事件报警监视。

l 监视空调的运行状态，可远程设定工作模式、室内温度值，风机三速、水阀开/关。

（4）变压器监控

展示各变压器负载情况，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，测算变压器损耗，找出变压器优良经济运行区间。根据变压器经济运行区间，调整负载，从而降低变压器损耗，节约电量。

（5）用能统计

系统支持为企业不同的计量监测对象，提供快速查询显示日、周、月、季、年的企业用能同比环比、峰谷平用电、能耗排名等。数据通过棒图，饼图，直方图等形式，实现对系统中耗电量、耗水量、耗气量等能耗数据的统计分析。大到整个企业，小到单个设备或车间，通过对这些区域的计量节点能耗数据查询分析，实现整个企业能耗数据的统计分析，满足用户实现对任意时段内区域、车间、工艺和设备类型等的能耗数据查询要求。通过对比不同区域等的能耗数据情况，了解不同对象区域等的能耗规律，自动对这些对象进行能耗排名，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。

（6）分项用能

系统提供对企业分项用能的分项统计。根据分项，用柱状图以及饼图，展示各分项用能情况，直观，清晰。通过用能趋势，及时掌握企业分项用能趋势情况。对于分项用能异常，能即时发现，调整策略，改善用能，节约能源。

（7）单位产品/产值能耗

系统可以与企业MES系统对接，导入产量/产值。对不能导入的数据提供人工录入功能。通过系统采集的能耗数据，结合产量/产值，计算单位产品/产值能耗，生成趋势图，并进行同比和环比分析。当单位产品/产值能耗超标时可生成报警，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

（8）能源中控

系统将所有有关能源的能源参数集中在一个看板中，能从多个维度对比分析，实现各个产业线的对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

（9）同环比分析

系统提供能耗成本的图形对比分析，包括分时段（日、月、年）的同比、环比分析，分类、分时段、分项（地点、机构、重点设备）统计图形对比分析（柱状图、饼图、堆积图等）。

（10）能耗管控

响应能耗双控，对企业限电、阶梯电价、单位产品超能耗限额标准惩罚性电价及碳排放进行监控并预警，防止企业因超出限额造成成本上升。

l 根据变压器负载监控限电执行情况，并进行预警；

l 根据阶梯电价，对企业用电进行监控及预警；

l 根据行业工序产品单耗，对企业用能进行监控及预警。

（11）绩效分析

对各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、车间，产线、工段、设备等进行日、周、月、年、某时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行KPI比较考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。结合行业/国家优良单耗指标，对企业能效做出诊断。

（12）能耗预测

通过对企业车间、生产工艺、生产设备等的能耗使用情况进行分析，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，对未来企业能耗趋势进行分析，为节能提供有效的决策依据。

（13）运行监测

系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集，监测重点设备运行、停机、待机、异常状态及工艺运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据，支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。

（14）能源平衡及损耗分析

能源平衡及损耗统计分析主要为企业的电、水、汽等能源在转换、运输、使用过程中的各个环节提供能量平衡分析，及时的发现能量在使用过程中的跑冒滴漏和异常用能等浪费的问题，提醒用户及时进行干预。通过分别统计重要用能环节的能源供给量和能源消耗量并计算两者之间的差值损耗量，来评估个环节的用能损耗程度。比如对用水系统的干管计量和各个车间支管的计量消耗量之和进行损耗分析，有利于及时发现是否存在水管漏水或者违规用水的情况；对用电系统的低压进线计量和各馈线回路的计量消耗量之和进行损耗分析，来评估判断是否存在违规用电、窃电等异常用电现场，帮助用户发现并纠正能源使用过程中的能源浪费问题，降低能源综合运行成本。

（15）节能分析

节能分析主要是为企业在实施节能措施后，具体节能效果的分析，通过录入节能措施，对比分析实施节能措施前与实施节能措施后的用能情况，以此来评判节能措施的实施效果，为企业节能提供帮助，提高经济效益。

l 测算损耗，找出优良经济运行区间，调整负载，从而降低损耗，进行无功补偿，节约电量；

l 实现“容改需"，降低基本电费；

l 为企业削峰填谷、移峰、降耗、工艺优化等技改措施提供数据支撑；

l 对运行改善项目实际节能效果进行评价。

（16）分析报告

系统提供的用户分析报告主要是为企业的中、高层管理人员提供有关企业的能耗数据统计结果汇总和分析结论展示，注重整体能耗状况和变化趋势的说明。一般包括企业的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况，用能趋势排名，重点能耗排名，综合能耗排名等。通过丰富多样的图形化组件组态成为一份用户分析报告，让用户全面了解系统的运行情况，方便用户发现设备异常，从而找出改善点，以及针对用能情况挖掘节能潜力。

（17）事件记录

事件报警分析主要是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。系统运行过程中所产生的各种报警时间均会被自动记录和存储，通过对事件的发生时间、范围对象、事件的类型、事件的等级以及事件描述关键字搜索查询，即可快速的实现对目标事件的查询和分类。

（18）自定义报表

用户可通过自定义报表头与列，灵活生成各种报表，从各种能耗数据及费用比较，到电力峰谷平报表；从碳排放报告到系统能耗评估，从能耗指标到能耗预算等等，使用者无需繁琐的编辑，只需要简单操作就能生成精美的报表。

（19）移动端支持

APP支持Android、iOS操作系统，方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握企业能源消耗、产线比对、效率分析、同环比分析、能耗折标、事件记录、运行监视、异常报警、配电图、工艺流程图、能流图等。

5. 业务模式

（一）本地系统模式

平台建在本地局域网内，硬件通过以太网进行数据传输。

（二）云平台模式

平台建在云端，可以采用用户自建的私有云，也可以采用阿里云、华为云等公有云，硬件通过公网进行数据传输。

6. 产品选型