智能用電安全及綜合能效管理系統(tǒng)-智慧工廠智能用電系統(tǒng)

　　智能用電安全及綜合能效管理系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對用電回路監(jiān)測，多種配電系統(tǒng)集約化管理、智能分析用電安全以及用電數(shù)據(jù)檢測等功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定時(shí)管理、能耗數(shù)據(jù)檢測和分析等，更加便于綠色用電、節(jié)能控制等先進(jìn)的環(huán)保理念推薦。

　　一、背景概述

　　為貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》和國家“十三五”規(guī)劃《綱要》《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃(2013-2020年)》《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》等有關(guān)工作要求，加快建設(shè)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，健全能源計(jì)量體系，加強(qiáng)能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度“雙控”形勢分析和預(yù)測預(yù)警，推動(dòng)完成“雙控”目標(biāo)任務(wù)，在前期試點(diǎn)工作的基礎(chǔ)上，國家發(fā)展改革委、質(zhì)檢總局共同制定了《重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》。

　　工廠重點(diǎn)用能單位，其中用電管理中心是指采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對工廠的用電系統(tǒng)生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進(jìn)和優(yōu)化用電平衡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性節(jié)電降耗的管控一體化系統(tǒng)。它的建設(shè)，不僅是重點(diǎn)用能單位實(shí)施精細(xì)化節(jié)能管理、提升能電使用效率的必然要求，也是節(jié)能主管部門把握能源消費(fèi)趨勢、加強(qiáng)能耗預(yù)測預(yù)警、科學(xué)制定產(chǎn)業(yè)政策的內(nèi)在要求，是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的必要手段。

　　同時(shí)為貫徹治國理政新戰(zhàn)略，適應(yīng)引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)為支撐，大力推動(dòng)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)(以下簡稱“監(jiān)測系統(tǒng)”)建設(shè)，加快推進(jìn)重點(diǎn)用能單位完善能源計(jì)量體系、提高能源管理精細(xì)化水平，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與節(jié)能工作深度融合，提高節(jié)能宏觀調(diào)控能力，推動(dòng)完成能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度“雙控”目標(biāo)任務(wù)。

　　計(jì)劃到“十三五”末期，基本建成連接各省(區(qū)、市)、相關(guān)部門和行業(yè)數(shù)據(jù)共享的監(jiān)測系統(tǒng)。通過開展能耗大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為政府部門做好能源宏觀分析與戰(zhàn)略規(guī)劃、開展能源消費(fèi)總量與強(qiáng)度“雙控”形勢分析、實(shí)施節(jié)能監(jiān)察、加強(qiáng)能源計(jì)量管理、制定節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)等提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為統(tǒng)籌能源發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)提供決策支撐，為重點(diǎn)用能單位加強(qiáng)能源日常監(jiān)控管理、開展能源審計(jì)、能效對標(biāo)、能源計(jì)量審查、節(jié)能改造等提供支撐服務(wù)，切實(shí)促進(jìn)企業(yè)提質(zhì)增效降本。

　　《中國制造2025》將綠色發(fā)展作為主要方向之一，明確提出全面推行綠色制造。與此同時(shí)，企業(yè)節(jié)能改造空間日益減少、企業(yè)對節(jié)約能源費(fèi)用的成本有著強(qiáng)烈的愿望，政府對工業(yè)節(jié)能減排的要求更高，這些都催生了企業(yè)高度重視用電精細(xì)控制的必要性。

　　二、用電現(xiàn)狀及解決方案

　　本項(xiàng)目中針對**工廠設(shè)計(jì)一套智慧用電安全監(jiān)管與電能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)用電的智慧化管理，為保證生產(chǎn)用電的獨(dú)立性和安全性，把傳統(tǒng)空開替換為曼頓智慧微斷的改造方案。目前,公共區(qū)域用電均存在用電管理粗放、安全隱患頻繁能源浪費(fèi)較多等問題。遠(yuǎn)程智能電源監(jiān)測管理系統(tǒng)從智慧化管理、安全用電、節(jié)能用電三大主題作為切入抓手,充分利用智慧化、信息化的技術(shù)手段與科學(xué)化的管理相結(jié)合,綜合治理規(guī)范用電、安全用電,向科技要管理、要安全,確保人身、財(cái)產(chǎn)不受安全隱患威脅,有效地解決當(dāng)前存在的問題,盡最大可能杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生。

　　1、XX工廠現(xiàn)狀

　　xx廠的用電管理只是對各用電設(shè)備進(jìn)行總表進(jìn)行計(jì)量，造成各單位用電消耗數(shù)據(jù)缺失，不能細(xì)化耗能項(xiàng)目、缺少節(jié)能分析管控、無法對用能超限考核。各廠區(qū)現(xiàn)有傳統(tǒng)的電力計(jì)量儀表，其中大部分靠人工抄表， 存在工作量大、抄表周期長、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)和泄露等現(xiàn)象、不能查詢歷史數(shù)據(jù)、不能實(shí)時(shí)報(bào)警等。

　　? 使用問題：缺乏完善的系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)及對比分析工具，無法掌握用電消耗的數(shù)量與構(gòu)成、分布與流向;

　　? 效率不高：沒有一套對用電衡量和管理的工具平臺(tái) ，信息化水平和工作效率低。比如APP、微信短信通知預(yù)警;

　　? 依賴性強(qiáng)：用電管理較大程度依賴有經(jīng)驗(yàn)的員工，可通過平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析，智能挖掘節(jié)電節(jié)費(fèi)空間及確保用電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)收益最大化;

　　? 用電不明：缺少對各個(gè)用電回路監(jiān)測，各回路實(shí)際用電情況不明，能源消耗不清晰;無法了解用電利用損失情況、設(shè)備效率、電能利用率、綜合能耗;

　　? 運(yùn)維難：沒有故障定位功能，出現(xiàn)故障后，維修難度大;

　　? 數(shù)據(jù)監(jiān)測不全：總表進(jìn)行計(jì)量，造成各單位用電消耗數(shù)據(jù)缺失。

　　? 無節(jié)能量化依據(jù)：傳統(tǒng)的手工方式進(jìn)行各類工廠用電能耗的計(jì)量，造成能耗數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確、不全面，因而無法進(jìn)行用電能耗分析與診斷，造成用電管理不到位，對各種設(shè)備用電也沒有行之有效的手段進(jìn)行節(jié)能控制，所以存在各種用電浪費(fèi)現(xiàn)象。

　　2、需求分析

　　**工廠在智慧用電管理系統(tǒng)使用管理精細(xì)化方面，有很大的提升空間，具體分為如下幾個(gè)方面：

　　(1) 建立智慧用電管理中心

　　通過建立用電管理中心，企業(yè)可以通過智慧微斷的監(jiān)測和數(shù)據(jù)上傳，實(shí)時(shí)的了解到各個(gè)末端用電設(shè)備的用電情況，及時(shí)的問題和預(yù)警告警，保障和提升用電的安全性。

　　(2) 節(jié)能管理

　　對工廠的照明、空調(diào)等動(dòng)力設(shè)備實(shí)施的節(jié)能技改的收益無法實(shí)施監(jiān)測及量化展示，下達(dá)的用電指標(biāo)無法有效監(jiān)管，智慧用電管理考核制度難以實(shí)施。通過電博士智慧能源運(yùn)營平臺(tái)基于曼頓智慧微斷實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)和歷史用電基準(zhǔn)做對比分析，量化用電變化數(shù)據(jù)，提供可視化的信息圖表，衡量用電或節(jié)能績效。

　　(3) 電能監(jiān)測

　　對廠區(qū)各個(gè)用電回路設(shè)備實(shí)時(shí)在線監(jiān)測電流、電壓、功率、電量等運(yùn)行電參數(shù)，有效保障設(shè)備的正常運(yùn)行。通過曼頓自行主開發(fā)的智能微斷，可在云平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對用電的實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，若發(fā)生故障第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警，為企業(yè)解決智慧用電管理提供方案。

　　(4)安全智能保障

　　微斷“安全智能保障”手段，對廠區(qū)各個(gè)用電回路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障預(yù)警、故障報(bào)警、斷電保護(hù)等電氣安全保障，把事后處理轉(zhuǎn)向事前防范，杜絕因安全隱患引起的事故發(fā)生。

　　? 短路、漏電、過流、過載、打火、過壓、欠壓等保護(hù)功能;

　　? 漏保功能自檢、功率限定、電量計(jì)算;

　　? 在線檢測、手機(jī)遠(yuǎn)控遙控、遙控功能限定;

　　? 真正手自一體控制;

　　? 定時(shí)開關(guān)、故障報(bào)警、安全記錄。

　　三、方案設(shè)計(jì)

　　1、設(shè)計(jì)架構(gòu)

　　設(shè)計(jì)架構(gòu)包含三層：傳感器(智慧微斷)感知和數(shù)據(jù)采集層、云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)分析層、應(yīng)用服務(wù)層。主要涵蓋了設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及用電狀況的數(shù)據(jù)采集、基于分布式閉環(huán)控制、云平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析、以及相關(guān)的接口/協(xié)議/標(biāo)準(zhǔn)等。

　　利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對用電回路監(jiān)測，多種配電系統(tǒng)集約化管理、智能分析用電安全以及用電數(shù)據(jù)檢測等功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定時(shí)管理、能耗數(shù)據(jù)檢測和分析等，更加便于綠色用電、節(jié)能控制等先進(jìn)的環(huán)保理念推薦。

　　2、地圖展示

　　為管理人員和業(yè)主提供全面的用能管理服務(wù)，提高用能管理的效率和水平，降低運(yùn)維成本?！耙杂媚軘?shù)據(jù)為導(dǎo)向”的節(jié)能和用電安全管理工作，使節(jié)能運(yùn)行管理從簡單粗放的定性管理轉(zhuǎn)為科學(xué)細(xì)致的定量管理，將建筑節(jié)能工作引入一個(gè)定量化、科學(xué)化地發(fā)展階段。

　　GIS地圖展示部分，利用GIS技術(shù)將建筑能耗數(shù)據(jù)在地圖上模擬顯示，直觀查看建筑位置，分布信息數(shù)據(jù)。

　　3、數(shù)據(jù)分析與對比

　　采用折線圖進(jìn)行對比展示。從而幫助您進(jìn)一步分析建筑能耗數(shù)據(jù)。為您提供了設(shè)備之間或者建筑自身進(jìn)行用電能耗對比的平臺(tái)。您可以將不同的建筑的用電能耗數(shù)據(jù)或者將同一建筑在不同時(shí)間的用電能耗數(shù)據(jù)，采用柱狀圖進(jìn)行對比排名。從而幫助您進(jìn)一步分析用電數(shù)據(jù)。

　　4、　數(shù)據(jù)報(bào)表

　　根據(jù)報(bào)表時(shí)間類型查詢，生成日能計(jì)報(bào)表、月計(jì)報(bào)表和年統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

　　智能用電安全及綜合能效管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析內(nèi)是按每個(gè)設(shè)備作為一個(gè)整體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。分別根據(jù)節(jié)能監(jiān)測的技術(shù)要求，對建筑用能的分類進(jìn)行分析和對建筑用電的分項(xiàng)分析、分戶分析、設(shè)備分析、配電監(jiān)測、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)表打印等進(jìn)行綜合分析，深度解剖設(shè)備用電用能情況。

　　監(jiān)控中心將用電支路信息圖以web的形式清晰地展示于此平臺(tái)中，可監(jiān)控每一條用電支路的耗電量、電表讀數(shù)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并可配合聲光效果對發(fā)生故障或者出現(xiàn)用電安全問題的支路進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。