能源管控平台在碳达峰行动中的应用

一引言

近日，《2030年前碳达峰行动方案》中针对“节能降碳增效行动”细则明确指出：提升节能管理能力。推行用能预算管理，强化固定资产投资项目节能审查，对项目用能和碳排放情况进行综合评价，从源头推进节能降碳。提高节能管理信息化水平，完善用能单位能耗在线监测系统，建立全国性、行业性节能技术推广服务平台，推动高耗能企业建立能源管理中心。完善能源计量体系，鼓励采用认证手段提升节能管理水平。

《国家发展改革委关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》（发改价格〔2021〕1439号），提出调整燃煤发电交易价格上下浮动范围为均不超过基准电价的百分之20，并明确该文件于10月15日起实施。今年下半年，各省区市纷纷出台相关政策通知，合理调整上网电价浮动范围，更好引导用户削峰填谷、改善电力供需状况。

天津：全部10千伏及以上工商业用户均应参与市场化交易

内蒙古：电价上浮百分之80

新疆：峰谷电价差可达0.6元/kWh以上

广西：高耗能企业电价上浮百分之50

贵州：峰段电价以平段电价为基础上浮百分之50

云南：调整工商业电价上浮百分之50

山东：电价上浮百分之19.8

江苏：交易电价上浮近百分之20，可达469.2元/兆瓦时

浙江：延长用电尖峰时段，拉大峰谷分时电价价差

二、政策解读

浙江省对于单位产品用能超过能耗限额标准的，企业综合能耗按当量值折算成用电量，按照超过限额能耗标准0~百分之5（含）、百分之5~百分之10（含）、百分之10以上三档执行惩罚性电价加价。惩罚性电价实行“超过限额标准全电量加价”制度。该项意见的实施对很多高能耗企业将是生死攸关的大事。意见所列的高能耗行业大部分都是毛利率非常低的，以金属制品行业来分析，根据业内12家上市公司年报披露，2020年度行业营业总收入均值为112.06亿元，毛利率均值为百分之18.67，而这些企业成本很大一部分为用电成本，如果真的触发加价机制，那么很多企业可能会亏损。限电令下，企业开工率备受影响，运营难度加大，需要一套科学精细的方案实时监测企业生产负荷，避免因负荷超限断电造成生产停顿。

对于高耗能电力企业，要实现节能降耗目标，一是优化产业布局和流程结构，淘汰落后工艺。二是按照开源、降耗、节能、增效的原则，利用好新能源和技术创新，以智慧能源管理平台等辅助管理手段提高能源利用效率，实现节能减排。

三、企业能源需求分析

3.1掌握生产概况

3.2掌握能源消耗和费用支出情况，考量是否合理，是否有节能空间

3.3明确生产组织是否经济运行

3.4掌握生产详情

3.5快速问题根源追溯

3.6能源管理、能源生产以及使用的全过程是否可以优化

3.7掌握绩效情况，量化人员差距

3.8提高能源利用率和设备利用率，降低能源消耗

3.9人工抄表统计工作量大，存在人为误差；抄表人员与强电接触、或登高作业存在安全隐患

3.10掌握生产过程中的实时能耗

3.11掌握产生问题的技术原因

3.12及时排除设备故障，避免影响生产

四、安科瑞能源管控解决方案

4.1企业能源管控平台

Acrel-7000企业能源管控平台适用于高能耗生产型企业，通过采集企业电、水、气、热、煤、新能源(光伏、储能)等各种能源数据，并计算车间、产线、工序、班组能耗以及产品单耗，并和能耗限额标准值进行对比，让管理者实时掌握能耗数据，发现落后产能，挖掘节能潜力，并预测企业未来生产能耗，对标碳达峰行业标准，降低企业总能耗和产品单耗，规避加价措施。

4.2 用能企业能耗数据监测

安科瑞用能企业能耗在线监测系统Acrel-5010按照《关于进一步推动用能单位能耗在线监测系统建设的通知》文件和《NHJC-2018 用能单位能耗在线监测系统》系列标准要求，为企业接入端系统提供解决方案，完成用能单位能耗数据的采集和上传，加强能源消费总量和强度“双控”形式分析和预测预警，推动完成“双控”目标任务。

安科瑞能源管控系统采用分层分布式网络结构，具有良好的可靠性与实时性，主要由现场感知层（能源计量终端）、网络层（通讯管理终端）和平台层（能源监控平台）三个部分组成。

● 感知层：连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的传感器。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。

● 网络层：智能网关采集设备层数据，进行规约转换及存储，将数据上传至管理平台。

● 平台层：包含应用服务器和数据服务器，可在PC端或移动端实现应用。

· 能源管控系统优势·

● 电能质量：① 谐波含量；② 三相不平衡度，在线监测电能质量情况。

● 安全用电：① 设备检测，保证安全运行；② 电气火灾预警，预防事故。

● 及时发现和定位故障隐患，并快速干预切除，保证能源供应安全。

● 优化用能策略：① 根据用电情况实现“容改需”，降低基本电费；② 实现削峰填谷，节省能源费用。实现空调应用的管理节能。

● 少人或者无人值守，降低人力成本。通过数据分析，针对部门建立数据考核机制，可实现办公节能10%左右。

● 能源在线监测，防止用能异常和低效，提高能源利用效率和智能化管理水平。

●（电、冷、热、水）能源供应、消费和服务的数字化，应用实现能源一体化系统集成，为企业提供综合能源服务的新业态。

● 强大的数据分析、预测、KPI考核及报表功能，以及数据处理功能。

● 可以根据客户的实际需求进行定制，支持私有云部署。

● 模块化平台开发和部署实施，基于物联网大平台的架构，产品成熟稳定，平台建设周期短。

● 灵活扩展系统规模及功能，可与用户已有的信息系统进行无缝的数据交互。

● 为客户提供软硬件一体化的解决方案。

● 节能管理，为用户提供变压器/电动机是否经济运行、电能质量情况、耗能设备能效、节能量等数据分析结果。

● 免费远程升级。

· 配套产品介绍 ·

● 终端设备-导轨式电能表DTSD1352

有功精度：0.5S级，无功精度：2级，电压、电流精度：0.2级

电压规格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

电流规格：3×1(6)A（经互感器接入），3×10(80)A（直接接入）

工作温度：-25℃~+55℃

相对湿度：≤95℅（无凝露）

通讯：支持2路独立485通讯，Modbus RTU规约/DL/T645-07规约可自适应，两路485可独立设置，亦可使用不同协议；波特率1200bps-19200bps可设，奇偶校验位可设

功能：支持1DI1DO；支持有功脉冲输出

外形尺寸：126*88*69，标准DIN35导轨安装

● 终端设备-电能质量分析仪表APM810

实时监测：电流、电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率

电能计量：四象限有功电能、无功电能、视在电能

脉冲输出：有功、无功电能脉冲输出

需量监测：有功、无功、视在功率的需量

电能质量：电压、电流不平衡度、谐波畸变率，2~63次谐波含有率

数据记录：电压、电流、功率统计，顺序事件记录

开入开出：标配2路开关量输入（可选8路）、2路开关量输出

通讯：RS485接口、MODBUS-RTU通讯协议、以太网口可选

显示：液晶

安装方式：嵌入式

安装位置：开关柜、配电柜

用途：电能质量、电能计量

· 能源管控系统功能 ·

首页

直观了解企业当前总体用能情况。

●企业综合能耗及预测趋势曲线；

●企业能耗总值显示；

●企业三维模型数据/gis地图展示；

●企业分项用能展示；

●年、月、日综合能耗及成本；

●能耗设备能耗；

●区域能耗柱状图展示。

数据监视

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。

●实时监控企业，区域，车间，产线，工序，设备的全电参量。水、燃气、压缩空气等系统各分支管道分布示意图及流量、压力、温度等参数状态。

●变配电系统的电气主接线图展示，实现对电参量以及开关断路器状态的实时监视，支持远程分合闸。

生产工艺及设备工况监控

实时监控企业的生产工艺及设备运行工况，及时掌握企业的生产状况，确保设备的安全、稳定、经济运行。

●过压、过流、欠压、越限等事件实时监视，及时解决设备故障停运导致无法正常生产。

●实时监测设备运行状况进行，主要包括启动停机状态及持续时间等。

变压器监控

监测各变压器负载情况，从而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。

●监测各变压器电力负荷、电流、电压、需量等电参量数据情况。

●展示各个变压器各个时间段平均负荷情况。

能源平衡及损耗分析

为企业电、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。通过统计重要用能环节的能源供给量和能源消耗量计算两者之间的差值损耗量，来评估各环节的用能损耗程度。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。

●能流图展示整个企业生产过程的能源流向情况，方便企业找出能源流向中的异常。

●对整个企业生产环节的能耗进行计量，计算整个线路上的损耗，便于排查漏电漏水等情况。

能耗统计

对企业各级的电、水、气消耗进行计量，实现整个企业能耗数据的统计分析。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。

●对计量监测对象的用能按日、周、月、季、年进行同环比分析。

●生成企业各节点的日、周、月、季、年用能报表。

●对计量监测对象进行用能排名。

●对未来企业能耗趋势进行预测分析，为节能提供决策依据。

分项用能统计

对企业的分项用能进行计量及统计，通过分析用能趋势，及时掌握企业分项用能趋势情况。即时发现分项用能异常，调整策略，改善用能，节约能源

●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。

●系统提供对各种能源计量单位提供查询各个分项用能的同比环比情况。

单耗统计

与企业生产对接，通过生产用能计量，结合产量，计算产品单耗，并进行同比和环比分析。以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低用能及成本。

●与企业MES系统对接自动导入或人工录入产品产量，计算产品单耗。

●对各企业节点的单耗排名。

对电、水、气等分类能源周期内的费用进行统计分析，以了解整个企业能源费用成本的详细分布情况。通过对多个考核区域进行耗能成本对比分析，为用户建立绩效奖惩机制和日常管理提供真实、可靠的数据依据。

能源成本分析

●对企业、车间的电、水、气等分类能源消耗费用进行统计，并进行同环比以及占比分析。

●结合历史成本的数据特性，基于数据分析模型，采用数据预测算法，对未来的能源成本进行预测，帮助用户及时管理和调整成本预算计划。

绩效分析

对企业各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、车间，产线、工段、设备等进行日、周、月、年等时间维度进行绩效分析，按照能源计划或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。

用户分析报告

为企业的管理人员提供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。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，能耗排名，综合能耗排名等，让用户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。

●对比分析实施节能措施前后的用能情况，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，挖掘节能潜力。

●测算变压器损耗，找出变压器经济运行区间。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。

五、案例分析

1、江阴华西钢厂能管平台

华西钢厂能源管控平台通过建立企业在线监测及分析管理平台在保证车间用能安全、设备安全、人员安适的条件下，充分利用现有的设备，基于对车间用能分析和能耗模型仿真、用能构成和成本分摊分析和诊断、以及车间能效水平对标，确定车间能效基准，制订车间节能目标，并通过强化节能管理、优化用能设备运行方式、提高车间能源质量水平等措施，达到产线能耗、降低设备能耗、以及区域能耗，提高车间能效水平的节能降耗总体目标。

目前系统采用本地化部署的方式，已经接入了水表36个、电表67个、气表118个共计218个，其中气表通过plc转modbus tcp转发到采集平台，实现了对华西钢厂厂区、转炉车间、连铸车间、能介车间、原料车间、运转车间、设备室车间、动力部、综合部、质管部、转炉工序、非转炉工序的电，工业新水、天然气、蒸汽、氧气、氮气、压缩空气、切割气、煤气、高炉煤气等多种能源类型的集中管理。

2、新疆众和电极箔公司能源平台

新疆众和电极箔公司是新疆众和股份有限公司旗下的生产公司。由于电极箔的生产工艺是将精铝（也称高纯铝）经过轧制、腐蚀、化成等一系列工序加工而成，生产过程中会消耗大量的纯水和电，这两部分的费用占总生产成本的很高比例。

为了更深入地掌握目前电极箔生产公司能源规划落地的实际情况，保证电极箔生产公司内能效指标和节能目标的贯彻执行，展示绿色低碳成就，需要借助信息技术工具，搭建企业能源管理平台，持续推进节能减排、实现用能精细化管理。

项目监测区域涵盖化一车间、化二车间、腐蚀车间、纯水车间、预处理车间、高温纯水车间等主要车间以及其他剩余各车间。监测的能源种类包括电和水，总计需要接入新增的332块电表、新增的140块水表、若干原有水表以及若干原有的智能设备。

六、结束语

随着双碳目标的提出以及限电政策的实施，各地方政府都在逐步出台碳达峰实施方案以及能耗双控等措施确保向目标逐步推进，高能耗企业如果不会合理运用能效系统，不重视生产能耗数据将难以保证正常生产，企业盈利能力也会收到较大限制。

审核编辑黄宇