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      基于大數(shù)據(jù)下的企業(yè)能源管理平臺(tái)系統(tǒng)研究

      2020年08月25日 09:12:03人氣:1532來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司

      摘要在我國電力體制改革和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下,傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的用戶側(cè)逐步積累大量的用能數(shù)據(jù)及各類信息,針對能源數(shù)據(jù),做出準(zhǔn)確的分析和診斷,并依此提出節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化方案,采用大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)掘數(shù)據(jù)的真實(shí)價(jià)值已成為能源用戶的迫切需求。 

      關(guān)鍵詞:用戶側(cè);能源管理系統(tǒng);大數(shù)據(jù)平臺(tái)

      1、能管系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分類

      在現(xiàn)代化信息技術(shù)、發(fā)展的同時(shí),已建立樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)、電力數(shù)據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)辦公信息系統(tǒng)等多個(gè)信息化系統(tǒng),這些系統(tǒng)積累大量的數(shù)據(jù)資源,數(shù)據(jù)具備大容量、種類多、速度快和價(jià)值密度低等4個(gè)大數(shù)據(jù)特征。同時(shí),企業(yè)也逐漸意識(shí)現(xiàn)有能管系統(tǒng)僅對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和簡單分析,無法將能源數(shù)據(jù)與其生產(chǎn)辦公、業(yè)務(wù)流程等重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和深度挖掘,能管系統(tǒng)將很難持續(xù)為用戶提供科學(xué)的指導(dǎo),無法帶來更大的效益。因此,基于用戶的管理需求和業(yè)務(wù)要求,能管系統(tǒng)大數(shù)據(jù)涵蓋大量數(shù)據(jù),不僅包括電、氣、水、油和煤等能源類數(shù)據(jù),還應(yīng)涵蓋與能源管理相關(guān)的各類非能源數(shù)據(jù),如環(huán)境信息、生產(chǎn)辦公信息和業(yè)務(wù)流程等。

      2、能管系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)

      2.1 現(xiàn)代能源管理體系

      要實(shí)現(xiàn)節(jié)能,企業(yè)首先要掌握自身能源消耗的狀況。因此,對能耗設(shè)備的監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)的采集,便成了能源管理的一步。其次,針對能源數(shù)據(jù),做出準(zhǔn)確的分析和診斷,并依此提出優(yōu)化方案,是節(jié)能的核心環(huán)節(jié)。再次,按計(jì)劃實(shí)施并取得預(yù)期收益,是能源管理的目標(biāo)。根據(jù)取得的收益,不斷優(yōu)化節(jié)能方案,使企業(yè)能耗不斷降低是能源管理*的重要保障。遵循以上邏輯,衍生出能源管理系統(tǒng)的概念,通常來說,能源管理系統(tǒng)一般由 3 個(gè)系統(tǒng)組成:數(shù)據(jù)采集、傳輸控制和能效分析。數(shù)據(jù)采集通過各種儀表分項(xiàng)采集企業(yè)內(nèi)能耗設(shè)施數(shù)據(jù)。傳輸控制通過通信網(wǎng)絡(luò)將收集未來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載給能效分析系統(tǒng)。

      2.2 能源發(fā)展模式

      而現(xiàn)如今,大數(shù)據(jù)技術(shù)與智慧能源相結(jié)合的大數(shù)據(jù)智慧能源管理系統(tǒng),為當(dāng)今我國社會(huì)的發(fā)展提供了新的生產(chǎn)模式,通過大數(shù)據(jù)智慧能源管理系統(tǒng)的調(diào)配,可以保證智慧能源在分配過程中降低消耗成本,突破了以前采用傳統(tǒng)的方式對單一的能量的控制,通過智慧能源各種能源之間的優(yōu)化生產(chǎn),提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。 

      2.3 多能源智能配置與調(diào)控

      由于面臨電力市場和天然氣市場的需求時(shí)間不同,電力負(fù)荷變化劇烈且需實(shí)時(shí)平衡,然而冷熱負(fù)荷則變化緩慢且允許一定程度的非同時(shí)性等問題,故綜合優(yōu)化調(diào)度較為困難。建立區(qū)域調(diào)度中心,通過開展面向能源終端用戶的用能大數(shù)據(jù)信息服務(wù),對用能行為進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和動(dòng)態(tài)分析。通過能量系統(tǒng)間的互聯(lián)與互通,改善在不同時(shí)空尺度下,不同能源的供需不平衡狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)綜合能源利用、降低系統(tǒng)運(yùn)行成本和提供功能可靠性等目標(biāo)。同時(shí),企業(yè)的儲(chǔ)能設(shè)備、分布式電源等通過需求響應(yīng)可以得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合區(qū)域特征及供需特性等外部條件,協(xié)同多類能源整體優(yōu)、能源損耗低等問題,需要對綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。在規(guī)劃配置的基礎(chǔ)上,對能源線路、設(shè)備種類、運(yùn)行情況以及儲(chǔ)能應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步分析。

      2.4 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

      能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是在利用智能化的能源計(jì)量器具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)和分析,用數(shù)據(jù)得出節(jié)能指導(dǎo)報(bào)告,挖掘節(jié)能潛力,客觀地統(tǒng)計(jì)出班組在天、月和年的能耗情況,為企業(yè)管理層的能源決策提供科學(xué)的依據(jù)。同時(shí),可以改變?nèi)狈?shù)據(jù)支撐的傳統(tǒng)能源管理方式,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源管理科學(xué)化和節(jié)能降耗數(shù)據(jù)化,達(dá)到降低能源成本和提高生產(chǎn)效益的目的。能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體分為能源數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和能源數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。其中,能源數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的感知層采集器從電、氣和水等計(jì)量器具中根據(jù)采集間隔時(shí)間和采集協(xié)議等相關(guān)參數(shù)采集能源計(jì)量數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。能源數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)采用預(yù)定義的規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)加工處理,生成數(shù)據(jù)報(bào)表和圖形報(bào)表等,從而支持能源管理決策分析。

      2.5 負(fù)荷預(yù)測

      電力系統(tǒng)常年針對負(fù)荷預(yù)測的模型、精度提高等方面開展研究,基于大數(shù)據(jù)的負(fù)荷預(yù)測技術(shù),對負(fù)荷數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和行業(yè)分類數(shù)據(jù)等各類所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,采用關(guān)聯(lián)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)挖掘方法獲得敏感成分,并分析對負(fù)荷波動(dòng)的影響程度,提高負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確度,科學(xué)指導(dǎo)用戶能源系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)劃、節(jié)能控制和設(shè)備管理等工作,降低成本。 

      2.6 用能行為分析

      用能行為分析主要對用戶用能行為及用電習(xí)慣的分析,考慮工業(yè)、商業(yè)、居民等不同類型用戶都有不同的特點(diǎn),而同類型用戶又具有相似的用能規(guī)律,因此用能行為分析是采用數(shù)據(jù)挖掘算法對用戶用能的規(guī)律進(jìn)行歸類,并對歸類結(jié)果進(jìn)行分析。

      2.7 能效分析

      基于大數(shù)據(jù)的能效分析以采集的能耗、環(huán)境信息和用電特征等信息為基礎(chǔ),充分利用多維分析的思想,結(jié)合用戶業(yè)務(wù)類型、生產(chǎn)規(guī)律和設(shè)備類型等各類信息,加強(qiáng)各類信息之間的關(guān)聯(lián)性分析,對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘,提升數(shù)據(jù)的價(jià)值,從而為用戶提供幫助。以工業(yè)企業(yè)用戶為例,通過能源管理系統(tǒng)采集到用能數(shù)據(jù)、運(yùn)行負(fù)荷和設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù),并將企業(yè)辦公管理系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)等數(shù)據(jù)接入能源管理系統(tǒng),并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對能耗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理、產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)、班組管理等相關(guān)信息數(shù)據(jù)之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析,可以得到不同原料、產(chǎn)線、班組、設(shè)備、時(shí)間和成品等對應(yīng)的能效分析,分析不僅僅局限于能耗本身,而是與企業(yè)業(yè)務(wù)、管理等直接關(guān)聯(lián),分析結(jié)果可以為企業(yè)的生產(chǎn)成本核算、生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化、設(shè)備狀態(tài)管理和業(yè)務(wù)發(fā)展決策等提供科學(xué)適用的指導(dǎo)意見,有利于降低企業(yè)生產(chǎn)管理成本和提升競爭力。

      2.8 實(shí)現(xiàn)能源供需互動(dòng)

      由于智慧能源與新能源尚屬于開發(fā)當(dāng)中,因此,在智慧能源應(yīng)用過程中,需要對其進(jìn)行相應(yīng)的價(jià)格調(diào)整,價(jià)格管理,以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智慧能源管理系統(tǒng)可以更好地調(diào)配能源與新能源的使用情況,保證各種能源之間進(jìn)行相互調(diào)整,實(shí)現(xiàn)能源供需互動(dòng)。提高能源的綜合利用率,同時(shí),在對能源使用過程中可以進(jìn)行相應(yīng)的檢測,檢測系統(tǒng)中存在的問題,通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行自我調(diào)整。 

      2.9 能源量化管理加強(qiáng)

      通過使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)能源實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理流程優(yōu)化,滿足能源設(shè)備、運(yùn)行管理自動(dòng)化的需要;通過系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)時(shí)了解產(chǎn)能單位和用能單位的各種能源的詳細(xì)使用情況,為企業(yè)分析能耗提供直觀的依據(jù),減少能源損失,提高能源使用效率,并進(jìn)一步提高企業(yè)管理水平和降低運(yùn)營成本。

      3、安科瑞能耗管理云平臺(tái)功能

      3.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

      3.2 平臺(tái)功能

        

         

       

        

      3.3 設(shè)備選型

       

      序號(hào)

      設(shè)備名稱

      規(guī)格型號(hào)

      1

      智能儀表

      AEW100

      2

      智能儀表

      APM810

      3

      智能儀表

      AEM96

      4

      智能儀表

      ACR120EL

      5

      智能儀表

      DTSD1352

      6

      工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)

      ANet-1B2S1 -網(wǎng)兩串,1個(gè)8G存儲(chǔ)卡,導(dǎo)軌式,供電DC12V~36V電壓

      7

      工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)

      ANet-2B4S1 4 路RS485光耦隔離,2路10M/100M以太網(wǎng)口,1個(gè)8G存儲(chǔ)卡,導(dǎo)軌式安裝, AC/DC220V

      8

      工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)

      ANet-2E8S1 8 路RS485光耦隔離,2路10M/100M以太網(wǎng)口,1個(gè)8G存儲(chǔ)卡,導(dǎo)軌式安裝, AC/DC220V

      9

      工業(yè)開關(guān)電源

      KDYA-DG75-24KF

      10

      4G路由器

      ZLAN8303-7 1串口, 1個(gè)網(wǎng)口,4G全網(wǎng)通.

      4、結(jié)語

      能源大數(shù)據(jù)的建立對貫徹我國“互聯(lián)網(wǎng) + ”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略,加快多能系統(tǒng)深度融合,促進(jìn)能源市場化改革具有重大意義。通過對生產(chǎn)過程*源消耗的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析和處理,讓管理者更加充分、深入地了解企業(yè)的能源利用狀況,從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行節(jié)能空間,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度、能源配給,達(dá)到能源精細(xì)化管控、優(yōu)化生產(chǎn)優(yōu)化能耗,真正起到提高企業(yè)生產(chǎn)與能源管理水平、提高企業(yè)能源利用效率,降低單位產(chǎn)品綜合能耗的作用。 

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]曹軍威,孟坤,王繼業(yè),等.能源互聯(lián)網(wǎng)與能源路由器[J].中國科學(xué):信息科學(xué),2014,44(6):714- 727.

      [2]瞿超暢,倪?。髽I(yè)能源管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究.

      [3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.

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