【摘要】能源已是當今世界經濟發展受到關注的一個焦點問題，世界各國都在制訂適合于自己發展的新能源開發計劃，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約能源。我國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的建設。描述了能源管理系統建設的意義和目的，分析了能源管理系統建設的目標和核心，指出能源管理的核心主要是能源價值的管理。

關鍵詞：能源管理系統；核心；組織機構；數據采集

1、引言

國家部委要求“有條件的企業要建立能源管理中心，應用計算機對能源進行管理、調度，實行能源優化配置。”大中型企業建立能源中心，在貫徹產業政策、降低生產成本、減少事故損失、保證產品質量、資源能源利用以及節能減排方面具有積極作用，能夠顯著提升企業的內部管理水平和競爭實力。小型企業建立能源管理系統協助人員進行管理，對節約能源、節能減排也具有很積極的意義。

2、能源管理系統的功能

大型聯合企業對水、電、氧氣、氮氣、氬氣、各種煤氣等能源介質的依賴度很高。一方面要求各種能源介質連續、穩定供給；另一方面，伴隨著產品的生產，將產生大量不同熱值的煤氣（焦爐煤氣、高爐煤氣及轉爐煤氣等），還會因冷卻過程中的熱交換而產生大量的蒸汽。生產流程中絕大多數能源介質處于邊生產、邊使用的平衡狀態。而不同的能源介質又可根據實際情況進行相互轉換（如由焦爐煤氣與高爐煤氣合成轉爐煤氣、由煤氣轉換為蒸汽、由蒸汽轉換為電能等），每一種能源介質的平衡變化將影響其他能源介質的生產。因此，數量龐大的能源介質如何平衡，如何經濟合理地使用，成為企業面對的一個問題。另外，企業作為污染排放大戶，能源的合理使用與平衡調配，對環境保護起著至關重要的作用。為了穩定供應、調配和產出各種能源介質，并通過能源的運用將能源成本降至低限，實現能源供應和生產合理化，基于分散控制、集中管理和優化分配理念及計算機技術的能源管理系統（EMS）應運而生。通過建設EMS，可達到如下目標：

1. 監控能源運行、使用與分配，實現能源數據采集、能效分析、負荷分擔、負載均衡等功能，全局性優化能源供給，提升能源管理水平。
2. 實現能源應用可視化、直觀化，圖示能源運行狀態、實時顯示能源介質參數、歷史和實時趨勢，提供豐富的能源管理專業報表。
3. 提高能源系統運行能力，通過及時發現能源系統故障及對故障的快速響應，提高能源供應可靠性與安全性，擴大節能降耗的改善空間，降低噸鋼能耗以及環保成本。
4. 實現能源使用追溯與預測，對各部門能源實績進行集中管理，為節能增效提供追溯手段，并可輔助企業決策層對節能增效狀況的預測，指導制定管理策略。

3、能源管理的組織機構

能源管理系統既然是一個信息化系統，就需要貫徹良好的組織思想，并有個機構能很好的執行這個思想和相關制度。目前大中型企業針對能源管理的組織機構設置，有成立能源環保部（純管理機構）、能源部（能源管理和能源生產機構）、有成立能源管控中心（能源管理和能源生產機構）、有集中在生產中心（公司生產和能源管理機構）、有成立專門的能源管理科室（管理機構）等多種形式。不同的組織機構的管理職責差別不大，但管理權限，特別是處罰、糾偏、指導能源管理的組織權利有差別。另外，部分企業的能源管理機構兼具能源生產的職能，如果沒有一個強有力的體系保障，運行的效果會有很大差別。小型企業可能是某個人能源管理，很大程度上取決于對生產和設備的熟悉程度，或者是個人責任，以及能源管理系統的優劣。沒有哪一種能源管理的組織就是好的，關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，能源的管理部門應該是能源直接考核權的部門。

4、PLC采集電能數據的應用

根據能源管理系統的要求，需要對功率大于55kW的設備安裝電能表以對電能數據進行采集。公司兩條熟料生產線大于55kW的設備數量有：A、B線配料站4臺；A線生料磨23臺；A線窯尾4臺；A線窯頭煤磨47臺；B線生料磨14臺；B線窯尾4臺；B線窯頭煤磨36臺，合計132臺。兩條熟料線需要讀取的電能表數量遠小于PLC所能攜帶電能表數量，出于技術可行性和節約成本考慮，只需要一臺PLC即可實現A、B線所有電能表數據讀取。A線窯頭煤磨電能表數量多，因此把PLC放置于該電力室DCS柜內。數據采集需要組建一個通信網絡，把PLC與各電力室電能表連接起來。公司A、B熟料線配置有一套DCS控制系統，網絡結構為環網，各電力室DCS柜安裝有一臺帶2光口和8電口的交換機，交換機間采用四芯多模光纖連接，電能采集與DCS系統不共用網絡。組建電能采集環網，需要在各電力室DCS柜增加一個帶2光口的RS485光電轉換器，轉換器需要支持冗余環網。RS485光電轉換器電口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口為發送端，2口為接收端），3、4口為一組（3口為發送端，4口為接收端），兩個電力室轉換器間的連接遵循發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。環網組建完成后，A線窯頭煤磨電力室內的224XPPLCPORT0口和PORT1口、RS485轉換器、電能表間采用DP接頭按首尾相連方式連接，PORT0口、PORT1口、RS485轉換器、電能表相當于并聯在一起，連接PORT0口的DP接頭需要帶有編程口以便調試。CP243-1與數據采集服務器通過以太網連接。各電力室間電能表通過光纖連接可實現電氣隔離，避免電能表間互相干擾。為合理分配PLC兩個通信口資源，編寫程序時需要對每個通信口讀取電能表數量進行分配，PORT0口負責讀取A線窯頭煤磨、窯尾、生料磨共74臺電能表電能數據，PORT1口負責讀取B線窯頭煤磨、窯尾、生料磨及A、B線配料站共58臺電能表電能數據。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

5.1 平臺架構

5.2 平臺功能

5.3 訪問方式

5.4 硬件選型

6、結束語

大型聯合企業建設能源管理系統，對能源生產分散控制，集中監視、管理，保證了企業能源供應的連續、穩定。能源管理系統建設是一個系統工程，不僅需要建立一套能源系統運行和基礎管理體系，還需要建立一個符合冶金企業實際的管控一體化系統，更要建立一組以企業效益大化為目標的能源考核和管理標準。目前，能源管理系統的發展一方面按照以工序、產品品種為單位的能耗精細化管理方向，深入挖掘節能措施；另一方面，通過引入各種數學手段，進行深入的數據分析、建模、尋優，以期在能源優化平衡、預測及調度方面有所突破。另外，在能源管控中心建設方面，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展。

【參考文獻】

[1]楊洋，樊向東，施偉.某鋼企能源管理系統設計與應用[J].工業控制計算機，2017，30（09）：109-110+112.

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[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.