【摘要】能源已是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，世界各國(guó)都在制訂適合于自己發(fā)展的新能源開(kāi)發(fā)計(jì)劃，人們一方面在不斷尋求新的能源，另一方面也在采取各種措施節(jié)約能源。我國(guó)能源更是面臨著巨大的壓力，因此，搞好能源管理，提高能源使用效率，刻不容緩。本文主要介紹能源管理系統(tǒng)的建設(shè)。描述了能源管理系統(tǒng)建設(shè)的意義和目的，分析了能源管理系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和核心，指出能源管理的核心主要是能源價(jià)值的管理。

關(guān)鍵詞：能源管理系統(tǒng)；核心；組織機(jī)構(gòu)；數(shù)據(jù)采集

1、引言

國(guó)家部委要求“有條件的企業(yè)要建立能源管理中心，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)能源進(jìn)行管理、調(diào)度，實(shí)行能源優(yōu)化配置。”大中型企業(yè)建立能源中心，在貫徹產(chǎn)業(yè)政策、降低生產(chǎn)成本、減少事故損失、保證產(chǎn)品質(zhì)量、資源能源利用以及節(jié)能減排方面具有積極作用，能夠顯著提升企業(yè)的內(nèi)部管理水平和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。小型企業(yè)建立能源管理系統(tǒng)協(xié)助人員進(jìn)行管理，對(duì)節(jié)約能源、節(jié)能減排也具有很積極的意義。

2、能源管理系統(tǒng)的功能

大型聯(lián)合企業(yè)對(duì)水、電、氧氣、氮?dú)?、氬氣、各種煤氣等能源介質(zhì)的依賴度很高。一方面要求各種能源介質(zhì)連續(xù)、穩(wěn)定供給；另一方面，伴隨著產(chǎn)品的生產(chǎn)，將產(chǎn)生大量不同熱值的煤氣（焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣等），還會(huì)因冷卻過(guò)程中的熱交換而產(chǎn)生大量的蒸汽。生產(chǎn)流程中絕大多數(shù)能源介質(zhì)處于邊生產(chǎn)、邊使用的平衡狀態(tài)。而不同的能源介質(zhì)又可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換（如由焦?fàn)t煤氣與高爐煤氣合成轉(zhuǎn)爐煤氣、由煤氣轉(zhuǎn)換為蒸汽、由蒸汽轉(zhuǎn)換為電能等），每一種能源介質(zhì)的平衡變化將影響其他能源介質(zhì)的生產(chǎn)。因此，數(shù)量龐大的能源介質(zhì)如何平衡，如何經(jīng)濟(jì)合理地使用，成為企業(yè)面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。另外，企業(yè)作為污染排放大戶，能源的合理使用與平衡調(diào)配，對(duì)環(huán)境保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。為了穩(wěn)定供應(yīng)、調(diào)配和產(chǎn)出各種能源介質(zhì)，并通過(guò)能源的運(yùn)用將能源成本降至低限，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)和生產(chǎn)合理化，基于分散控制、集中管理和優(yōu)化分配理念及計(jì)算機(jī)技術(shù)的能源管理系統(tǒng)（EMS）應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)建設(shè)EMS，可達(dá)到如下目標(biāo)：

1. 監(jiān)控能源運(yùn)行、使用與分配，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集、能效分析、負(fù)荷分擔(dān)、負(fù)載均衡等功能，全局性優(yōu)化能源供給，提升能源管理水平。
2. 實(shí)現(xiàn)能源應(yīng)用可視化、直觀化，圖示能源運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)顯示能源介質(zhì)參數(shù)、歷史和實(shí)時(shí)趨勢(shì)，提供豐富的能源管理專業(yè)報(bào)表。
3. 提高能源系統(tǒng)運(yùn)行能力，通過(guò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源系統(tǒng)故障及對(duì)故障的快速響應(yīng)，提高能源供應(yīng)可靠性與安全性，擴(kuò)大節(jié)能降耗的改善空間，降低噸鋼能耗以及環(huán)保成本。
4. 實(shí)現(xiàn)能源使用追溯與預(yù)測(cè)，對(duì)各部門(mén)能源實(shí)績(jī)進(jìn)行集中管理，為節(jié)能增效提供追溯手段，并可輔助企業(yè)決策層對(duì)節(jié)能增效狀況的預(yù)測(cè)，指導(dǎo)制定管理策略。

3、能源管理的組織機(jī)構(gòu)

能源管理系統(tǒng)既然是一個(gè)信息化系統(tǒng)，就需要貫徹良好的組織思想，并有個(gè)機(jī)構(gòu)能很好的執(zhí)行這個(gè)思想和相關(guān)制度。目前大中型企業(yè)針對(duì)能源管理的組織機(jī)構(gòu)設(shè)置，有成立能源環(huán)保部（純管理機(jī)構(gòu)）、能源部（能源管理和能源生產(chǎn)機(jī)構(gòu)）、有成立能源管控中心（能源管理和能源生產(chǎn)機(jī)構(gòu)）、有集中在生產(chǎn)中心（公司生產(chǎn)和能源管理機(jī)構(gòu)）、有成立專門(mén)的能源管理科室（管理機(jī)構(gòu)）等多種形式。不同的組織機(jī)構(gòu)的管理職責(zé)差別不大，但管理權(quán)限，特別是處罰、糾偏、指導(dǎo)能源管理的組織權(quán)利有差別。另外，部分企業(yè)的能源管理機(jī)構(gòu)兼具能源生產(chǎn)的職能，如果沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)有力的體系保障，運(yùn)行的效果會(huì)有很大差別。小型企業(yè)可能是某個(gè)人能源管理，很大程度上取決于對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備的熟悉程度，或者是個(gè)人責(zé)任，以及能源管理系統(tǒng)的優(yōu)劣。沒(méi)有哪一種能源管理的組織就是好的，關(guān)鍵在于是否能夠好的貫徹公司的能源管理制度、貫徹能源價(jià)值管理的理念，將能源成本控制到很小。管理要有性，能源的管理部門(mén)應(yīng)該是能源直接考核權(quán)的部門(mén)。

4、PLC采集電能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

根據(jù)能源管理系統(tǒng)的要求，需要對(duì)功率大于55kW的設(shè)備安裝電能表以對(duì)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。公司兩條熟料生產(chǎn)線大于55kW的設(shè)備數(shù)量有：A、B線配料站4臺(tái)；A線生料磨23臺(tái)；A線窯尾4臺(tái)；A線窯頭煤磨47臺(tái)；B線生料磨14臺(tái)；B線窯尾4臺(tái)；B線窯頭煤磨36臺(tái)，合計(jì)132臺(tái)。兩條熟料線需要讀取的電能表數(shù)量遠(yuǎn)小于PLC所能攜帶電能表數(shù)量，出于技術(shù)可行性和節(jié)約成本考慮，只需要一臺(tái)PLC即可實(shí)現(xiàn)A、B線所有電能表數(shù)據(jù)讀取。A線窯頭煤磨電能表數(shù)量多，因此把PLC放置于該電力室DCS柜內(nèi)。數(shù)據(jù)采集需要組建一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，把PLC與各電力室電能表連接起來(lái)。公司A、B熟料線配置有一套DCS控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)網(wǎng)，各電力室DCS柜安裝有一臺(tái)帶2光口和8電口的交換機(jī)，交換機(jī)間采用四芯多模光纖連接，電能采集與DCS系統(tǒng)不共用網(wǎng)絡(luò)。組建電能采集環(huán)網(wǎng)，需要在各電力室DCS柜增加一個(gè)帶2光口的RS485光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器需要支持冗余環(huán)網(wǎng)。RS485光電轉(zhuǎn)換器電口A、B端與電能表A、B端連接，光口分為兩組，1、2口為一組（1口為發(fā)送端，2口為接收端），3、4口為一組（3口為發(fā)送端，4口為接收端），兩個(gè)電力室轉(zhuǎn)換器間的連接遵循發(fā)送口連接接收口原則，如A線生料磨的4口和3口要分別和A線窯尾1口和2口連接。環(huán)網(wǎng)組建完成后，A線窯頭煤磨電力室內(nèi)的224XPPLCPORT0口和PORT1口、RS485轉(zhuǎn)換器、電能表間采用DP接頭按首尾相連方式連接，PORT0口、PORT1口、RS485轉(zhuǎn)換器、電能表相當(dāng)于并聯(lián)在一起，連接PORT0口的DP接頭需要帶有編程口以便調(diào)試。CP243-1與數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)連接。各電力室間電能表通過(guò)光纖連接可實(shí)現(xiàn)電氣隔離，避免電能表間互相干擾。為合理分配PLC兩個(gè)通信口資源，編寫(xiě)程序時(shí)需要對(duì)每個(gè)通信口讀取電能表數(shù)量進(jìn)行分配，PORT0口負(fù)責(zé)讀取A線窯頭煤磨、窯尾、生料磨共74臺(tái)電能表電能數(shù)據(jù)，PORT1口負(fù)責(zé)讀取B線窯頭煤磨、窯尾、生料磨及A、B線配料站共58臺(tái)電能表電能數(shù)據(jù)。PORT0口和PORT1口為MODBUSRTU主站接口，電能表均為從站。

5、安科瑞能源管理云平臺(tái)

5.1 平臺(tái)架構(gòu)

5.2 平臺(tái)功能

5.3 訪問(wèn)方式

5.4 硬件選型

6、結(jié)束語(yǔ)

大型聯(lián)合企業(yè)建設(shè)能源管理系統(tǒng)，對(duì)能源生產(chǎn)分散控制，集中監(jiān)視、管理，保證了企業(yè)能源供應(yīng)的連續(xù)、穩(wěn)定。能源管理系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅需要建立一套能源系統(tǒng)運(yùn)行和基礎(chǔ)管理體系，還需要建立一個(gè)符合冶金企業(yè)實(shí)際的管控一體化系統(tǒng)，更要建立一組以企業(yè)效益大化為目標(biāo)的能源考核和管理標(biāo)準(zhǔn)。目前，能源管理系統(tǒng)的發(fā)展一方面按照以工序、產(chǎn)品品種為單位的能耗精細(xì)化管理方向，深入挖掘節(jié)能措施；另一方面，通過(guò)引入各種數(shù)學(xué)手段，進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)分析、建模、尋優(yōu)，以期在能源優(yōu)化平衡、預(yù)測(cè)及調(diào)度方面有所突破。另外，在能源管控中心建設(shè)方面，已由原先單一的能源管控中心逐步向綜合性的管控中心方向發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊洋，樊向東，施偉.某鋼企能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2017，30（09）：109-110+112.

[2]修雨薔，能源管理系統(tǒng)建設(shè)電能數(shù)據(jù)的采集.

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