本文以能源消耗管理系统在工业厂房中的应用为例，介绍了系统的结构和功能。重点分析能源消耗管理系统在工业厂房实施过程中遇到的困难，分析系统收集的数据，提出相应的节能措施，帮助工业厂房节约资源消耗和运营成本。
0引言
随着经济和社会的不断发展，节能已成为企业生存和发展的关键因素。目前，住房和城乡建设部正在建设国家办公楼和大型公共建筑能源管理系统，为建筑节能建设和发展提供良好的数据平台。能源管理系统可以收集、分析和传输能源消耗数据。本文介绍了该系统在工业厂房中的应用，将企业的生产管理、计量管理和节能管理提高到一个新的水平。
1项目概况
工业厂房位于江苏省开发区，总建筑面积约5.7万平方米，包括1号厂房、2号厂房和中央机房。1号厂房和2号厂房的建筑面积为平方米，共有三层，主要是LED芯片和延伸板的生产线和办公室。其中，生产线为净化车间，对恒温恒度要求较高。中央机房的建筑面积约为平方米，包括所有制冷机组和服务器。目前，1号厂房的能耗管理系统已建成并投入使用，然后将对中央机房和2号厂房进行节能监测。
二是项目难点分析
通过对工业厂房项目的研究，以及用户对系统的需求，本项目主要存在以下三个难点：
2.1在项目实施过程中，应尽可能使用工业厂房现有的三相多功能电表。然而，根据测量需要，我们安装的电表和工厂现有的电表是不同类型的不同通信协议的电表。为了满足当前工业厂房工作环境下传输的可靠性，底层数据采集不能通过以太网传输。如何设计一个既能实时采集数据又具有高度可靠传输特性的系统？
2.2由于管理人员需要监测和管理工厂的区域能耗，电力消耗应以车间为基准计算，因此建筑区域的划分应以车间为小单位。在线路设计中，照明用电和动力用电选择了每个车间的单一设计量表。然而，根据净化和恒温恒湿的需要，暖通空调系统制定了制冷机组的通风机，并将其分配到多个车间进行空调系统。如何允许每个车间的电力消耗？
为了加强能源消耗管理，分析能源消耗的使用情况，用户要求系统每月生成节能报告，包括excel表、柱形图、蛋糕图和曲线图。
2.4由于工业厂房是商业用电，不同时期的电费不同。管理者无法很好地掌握具体成本。为了节约能源和降低企业成本，用户要求系统具有充电功能。为了满足用户的上述需求，我们在现有系统的基础上开发了他们的特殊要求。
3系统总体介绍
系统架构设计3.1
EZEMS能源管理系统(以下简称EMS系统)通过安装分类和分项能耗计量装置，实现在线监测和动态分析功能，重点能耗通过远程传输及时收集能耗数据。系统由能源管理平台、收集设备和终端计量设备三部分组成。EMS系统是一个三层系统架构。多功能电表、气表、水表、热表安装在一楼，需要分项计量。二楼选用相应的能耗收集设备，实现无人、自动能耗及相关数据收集，为能源管理平台提供能耗分析基础。
图1系统结构图
本项目原品牌A三箱数显式多功能测控电表块，电表支持Modbus协议。
通过调查，决定在现有电表的基础上独立测量空调控制的温和空调加湿。共有16台冷冻机组，32个品牌的B电表单独测量。如下图2所示，原始电表使用5个Modbus网关收集数据。新安装的品牌B电表支持DL-T协议，并使用3个网关收集数据。8个网关将数据传输到工业控制器中的PCCAN，并选择RS-通信模式。综上所述，EMS系统支持不同品牌的不同协议电表，并提供稳定可靠的传输功能，可以顺利集成。
图2现场测量示意图
能耗管理系统功能简介3.2
EMS系统可以监控和细致管理建筑设施的整体能耗；透明电力、水、冷/热等能耗数据；为其他先进应用提供各种能耗的高精度数据；为建筑设施节能项目提供参考；统计分析建筑能耗总量趋势；提高建筑能耗成本的结构。EMS系统采用实时能源监测、家庭分项能源统计分析、关键能耗设备监测、能耗分析等多种手段，使管理者能够在监测能耗的基础上，从EMS到电力控制关键能耗节能项目。
(1)建筑结构可以自定义
EMS系统将仪表数据分配到工厂的办公室、车间和其他公共区域。每个区域的电力消耗可以通过电力区域的框架图清楚地看到。调查显示，净化空调的高效送风口均匀分布在工厂区域，因此虚拟电表的功耗是根据空调送风口的数量（即送风量）按比例转换计算的。这样，整个工厂根据生产线对建筑区域进行了细分，便于工厂测量每个生产段的功耗。由于照明功耗和功耗是根据车间单独测量的，因此工业厂房的能耗分区是指单个车间的功耗分区。
(2)分析报告
为了方便用户掌握系统的能耗特性，分析系统的能耗规律，EMS系统可以对能耗进行分项、建筑面积和分支路径的统计，生成各种能耗统计报告，如:
分项能源消耗报告：根据建筑消耗的各种主要能源用途，系统分为空调用电、动力用电、照明用电和特殊用电四个主要项目。该报告可分为16个子类别，以规范建筑能源消耗术语，整合不同能源供应的建筑能源消耗，为管理者提供横向比较和分析建筑能源消耗的依据。
建筑区能源消耗报告：根据建筑区域划分标准，该报告为高级管理人员提供每个区域的时间、日期、月度和渐进统计数据，使管理人员能够清楚地掌握每个单位的月度、季度和年度能源消耗。
环路能耗报告：可以查看各个时段环路的全部用电情况，为下一步节能工程提供重要依据。
能耗成本管理
能源消耗管理分为两部分：第一部分定义能源消耗计划名称、计划项目、区域名称和开始/结束日期（如下图2所示）;二是结合当地商业电价定义峰、平、谷三个不同时期的电费(如下图3所示)。
能源消耗管理分为两部分：第一部分定义能源消耗计划名称、计划项目、区域名称和开始/结束日期（如下图2所示）;二是结合当地商业电价定义峰、平、谷三个不同时期的电费(如下图4所示)。
图3能耗管理图4能耗管理图4详细信息管理
(4)底层设备配置管理
EMS系统拥有丰富的表型支持和灵活的收集器管理，能够满足各种客户的需求，底层支持M-bus、MODBUS、DL-电表、水表、冷热量表等常见协议可与市场上大多数计量表兼容。仪器管理直观简单，电路名称、仪器编号、收集器等信息可在配置界面详细呈现；每种仪器收集的数据类型可以灵活更改和配置。只要是仪器支持和可收集的数据，就可以直接在界面上进行优化和更改，并配备转换比例。通过收集器管理和电表、水表和冷热量表管理，可以灵活收集和整理各种仪器，能耗仪器可以通过分项和建筑区域规划简单直观地使用。
(5)用户权限管理
EMS系统将用户权限管理分为两部分：用户管理和角色管理。在使用中，我们应该首先定义角色，并为不同的角色分配相应的权限。例如：
管理者角色:除了基本功能外，还可以分配功能板块，如配电仪表管理、电力建筑区域管理、用户权限管理等。
用户角色：只有电能分析、水量分析、报告分析等基本功能才能对其开放，只有查看权无法配置。未来，我们应该进入用户管理界面，重建不同用户的登录名称、密码和角色。这样，不同的用户在使用时可以看到页面，这是他们需要的功能，这不仅提高了EMS系统的安全性，而且有利于管理者对系统进行统一控制和维护。
(6)专家系统
系统定期统计工厂的能耗，通过专家系统模拟运行过程中积累的大量数据，获取节能数据，评估能耗。让用户及时发现隐性能耗超标，及时制定调整措施。
第四，实际项目数据分析
通过一段时间的稳定运行，我们阐述了收集到的数据，得出了工业厂房目前的能耗状况：平均每天能耗5万千瓦时（约3万元），平均每天能耗1.9千瓦时。kWh/m2,。
该项目的工业厂房采用三班制工作时间，工人轮流休息。生产线每天24小时都有生产活动，因此功耗每天变化不大。如下图5所示，工厂每周的功耗在公里左右波动，因此后续只分析一天的能耗数据。
6.2电能质量监测与治理
监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向。
配置有源滤波装置和无功补偿装置对0.4kV侧电能质量进行补偿和治理，并监测有源滤波装置和无功补偿装置运行情况，确保电能质量符合生产要求。
6.3变电站综合自动化
变电站综合自动化系统主要针对kV变电站、10kV变电所和10kV柴油发电机部分，在变电站设置Acrel-变电站综合自动化系统子站，实现本地遥测、遥信、遥控、报警、报表等功能，并把数据上传至AcrelEMS-SEMI能效管理平台，实现集中监测和报警。
6.4电气安全
AcrelEMS电子厂房能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。
6.5智能照明控制
单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式。
6.6能耗分析
AcrelEMS电子厂房能效管理系统为工厂搭建计量体系，显示能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助企业分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对工厂用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，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。
6.7充电桩管理
电动汽车和电瓶车充电桩管理，包括收费管理、资产管理。
6.8职工公寓管理
对厂区内职工宿舍进行负载管理，包括恶性负载识别管理、负载阈值管理，避免因为恶性负载引起火灾。对员工宿舍进行水电收费管理，支持
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