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關鍵字:地鐵;能源管理系統(tǒng);節(jié)能
Abstract This paper carried out by comparing the one or two Shenzhen subway project of energy management, reveals the energy management system to provide technical support for saving energy and reducing consumption, finishing the setting points of energy management system is the system detection range, measuring loop setting and monitoring function design.
Key words: Subway; energy management system; energy saving
中圖分類號: U231+.92文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
引言:地鐵作為城市交通的大運量運輸系統(tǒng),能源消耗量大,特別是電能消耗,是國家重點用能單位。深圳地鐵一直都把節(jié)約能源作為一項重要工作,成立由技術部、維修部和車務部等組成節(jié)能工作組,從一期工程的節(jié)能管理制定與落實,到二期工程建設能源管理系統(tǒng)全面開展,從粗放的能源統(tǒng)計到分項計量、節(jié)能診斷和優(yōu)化的發(fā)展過程,摸索出一套切實可行的節(jié)能管理措施。
一期工程能源管理
深圳地鐵一期工程羅寶線,選型使用節(jié)能型產(chǎn)品和后期管理模式的優(yōu)化來落實節(jié)能。
1.1技術選型
地鐵電能主要消耗在牽引用電和機電用電。牽引用電節(jié)能重點在于列車選型、行車密度以及列車速度,本文不展開討論,重點討論機電類負荷。通過選擇高效節(jié)能型產(chǎn)品來達到節(jié)能目的,主要有照明采用高效節(jié)能熒光燈,電扶梯采用變頻運行模式。
1.2管理模式
節(jié)能需要調整管理模式配合落實,體現(xiàn)在集中照明和環(huán)控系統(tǒng)的人為控制。照明系統(tǒng),公共區(qū)根據(jù)客流大小啟用不同的模式,設備區(qū)除值班室外為開啟事故照明??照{系統(tǒng),空調根據(jù)氣溫調節(jié)冷水機組的負荷,對U/O風機運營期間停止運營,僅在運營結束后區(qū)間施工作業(yè)時提供通風換氣1。
1.3 監(jiān)測手段
以月為單位,人工統(tǒng)計,統(tǒng)計牽高壓引變電所表計和低壓400V低壓柜進線表計。
1.4 節(jié)能效果和優(yōu)缺點分析
從技術創(chuàng)新和管理優(yōu)化下功夫,取得了一定節(jié)能效果。但是作為一種粗放的能源管理方式,它的數(shù)據(jù)采集來源人工抄表,所得數(shù)據(jù)由于抄表時間不一致等原因差生誤差。以月為單位的統(tǒng)計周期過長,無法及時發(fā)現(xiàn)節(jié)能措施執(zhí)行情況松懈的情況,從而弱化了考核節(jié)能目標。
二期工程能源管理
深圳地鐵二期工程蛇口線,在高低壓側設置智能表計,匯成了能源管理系統(tǒng)。
2.1監(jiān)測范圍
監(jiān)測主變電所,牽引負荷用電和各車站低壓負荷。
2.1.1高壓監(jiān)測設置
高壓表計在110KV主變電所、35KV牽引變所保護儀表的測量功能,含電流、電壓、有功/無功電量等測量及計量功能。
2.1.2低壓監(jiān)測設置
根據(jù)低壓計量的要求,有計費和考核兩大類,考核由于進線和分回路的檢測具體功能不同分為考核I型和考核II型。計費型采用帶遠傳功能的機械表,計量精度0.5級,含電流、電壓、有功/無功電量等測量及計量功能??己薎型,計量精度1級,含電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量、功率因數(shù)等測量及計量功能。考核II型表計,計量精度1級,電流、電壓、 有功/無功功率、有功/無功電量等測量及計量功能。
低壓負荷種類繁多,涉及進線,環(huán)控,照明,信號,廣告,商鋪等。根據(jù)商業(yè)計費和計量考核的節(jié)能潛力,以及大負荷統(tǒng)計的需要等原則,對能源管理需要統(tǒng)計回路進行選取。
對于低壓總進線、環(huán)控進線、三級負荷、母聯(lián)等總線回路,開關狀態(tài)監(jiān)視的需要采用考核I型表計。
對于環(huán)控系統(tǒng)(環(huán)控三級負荷,VRV機組)和冷水機組,功率大,運行時間長,耗電量大,是節(jié)能潛力大,采用考核II型表計。
商用負荷中公眾通訊、警用通訊、廣告照明、商鋪照明等涉及電費收取,采用計費型表計。
對于照明類負荷,在車站分為工作照明、節(jié)電照明、應急照明等。工作照明及節(jié)電照明節(jié)能潛力較大,采用考核II型表計。應急照明,長明燈,節(jié)能潛力小,設置就地顯示的電流表。
弱電系統(tǒng)用電,多從設備本身的節(jié)能著手釆購節(jié)能型產(chǎn)品,運營后期的節(jié)能挖掘潛力不大,設置就地顯示的電流表。
電梯扶梯類負荷,扶梯均采用了變頻技術,后期管理節(jié)能空間小,設置就地顯示的電流表。
水泵類負荷,均采用自動控制按需運行,節(jié)能潛力不大,設置就地顯示的電流表。
根據(jù)以上原則,形成標準站的計量回路。為了更好監(jiān)測車站各類負荷能耗比重,選取灣廈站、后海站、大劇院站為全回路站,涵蓋車站所有負荷回路統(tǒng)計。
由于地鐵用電設備種類多,數(shù)量大,且分散在各設備房,不宜用分散采集,因為分散計量需要從末端設備處敷設大量數(shù)據(jù)采集管線至能源管理系統(tǒng),所以計量裝置宜集中設置在地鐵變電所、環(huán)控電控室內,以便于計量數(shù)據(jù)的自動采集、人工校對以及計量表計的測試和維護2。
2.2系統(tǒng)結構
前端智能表計完成數(shù)據(jù)采集,低壓側的計費型表計和考核II性表計在能源管理通信器集成后通過光纖傳輸?shù)侥茉垂芾矸掌?,低壓考核I型表計和高壓表計由SCADA系統(tǒng)完成匯總傳輸?shù)侥茉垂芾矸掌?,能源管理系統(tǒng)功能集成。在車站和調度中心設置工作站,在監(jiān)控中心設置服務器。
2.3監(jiān)測功能
能源管理的用戶主要有維修高\低壓技術人員、車務部站務人員、技術部管理人員、調度中心監(jiān)控人員等,根據(jù)用戶的需求設置查詢用戶,管理員等幾類用戶權限,分別對應對數(shù)據(jù)查詢,報警處理,儀表維護等功能,具體的功能有:
1) 實時顯示監(jiān)控表計的數(shù)據(jù)。累積電能的實時值,功率因素等。
2) 趨勢功能:各類負荷能耗趨勢曲線圖,時間間隔從5秒至1小時可調。
3) 數(shù)據(jù)查詢和存檔功能:根據(jù)負荷分類,可按車站、系統(tǒng)、時間等原則分類查詢。
4) 報表功能,主要根據(jù)負荷分類,統(tǒng)計形成日報表、月報表、年報表的數(shù)據(jù)報表和圖形報表。
5) 數(shù)據(jù)接口。與外部OA網(wǎng)絡提供數(shù)據(jù)接口,可通過網(wǎng)頁等模式瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。
2.4節(jié)能效果和優(yōu)勢
能源管理系統(tǒng)作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng),蛇口線開通后逐步完善系統(tǒng)功能,做到實時收集數(shù)據(jù),趨勢告警等功能。為了對比節(jié)能效果,選取蛇口線初期工程(含12車站和1個車輛段)的低壓能耗作比較,2011年全年電耗4085.08萬千瓦時和能源管理系統(tǒng)全面投入的2012年全年電耗3469.18 萬千瓦時,同比下降了15%,取得顯著節(jié)能效果。
能源管理系統(tǒng)做到分項統(tǒng)計和實時監(jiān)測,對節(jié)能措施的落實和設備運行情況,有了清晰反饋,為節(jié)能考核提供詳盡可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。
3.關鍵技術
能源管理系統(tǒng)的建設,既可能是來自對現(xiàn)有高低壓開關柜更新改造功能,也可能是全新工程建設,把握其中關鍵技術,對起到事半功倍的效果。
3.1底層智能表計選型和回路設計。對重點回路的選取,在表計選型中堅持種類的盡可能統(tǒng)一,簡化接口,減少維護量。
3.2網(wǎng)絡編程技術和通信總線協(xié)議的選取和轉換,以及系統(tǒng)集成技術。能源管系統(tǒng)涉及多層的網(wǎng)絡,需要可靠協(xié)議轉換。
3.3海量數(shù)據(jù)處理和并行計算技術,研究數(shù)據(jù)庫的存儲和訪問。地鐵車站數(shù)在30個左右,車站統(tǒng)計回路不少于80個,實時并行數(shù)據(jù)處理量大。
4.展望
地鐵能源管理的節(jié)能從粗放、滯后能耗統(tǒng)計,到分項計量能耗監(jiān)視,再到能源監(jiān)控和優(yōu)化。能源管理系統(tǒng)與智能配電技術結合,做到實時監(jiān)視,能耗自動分析,預警和節(jié)能措施建議,實現(xiàn)節(jié)能降耗。
參考文獻:
智能電表行業(yè)龍頭
進入能源管理業(yè)務
今日股價:21.80元
今日投資個股安全診斷星級:
公司是由國家科技部認定的國家火炬計劃重點高新技術企業(yè),專業(yè)從事用電管理系統(tǒng)、電子式電能表、標準儀器儀表及軟件產(chǎn)品的研發(fā),制造及銷售。公司是國內高端電能表業(yè)的開拓者,也是國內領先的電力設備與軟件制造商。公司將長期受益于智能電網(wǎng)的建設,在智能電表方面的招標具有領先優(yōu)勢。
業(yè)績實現(xiàn)高增長
上半年,公司實現(xiàn)收入28491萬元,同比增長99.9%;凈利潤5081萬元,同比增長93.8%,略好于我們的預期。這是自2008年以來,公司首次出現(xiàn)業(yè)績高增長。
從細分產(chǎn)品看,總體表現(xiàn)優(yōu)異。其中,電力自動化產(chǎn)品(包含電力自動化、電源和變頻器等)實現(xiàn)收入12911萬元,增長156%,毛利率提高12.2個百分點;電工儀器儀表(包含標準儀器儀表和電子式電能表等)實現(xiàn)收入15320萬元,增長87%,毛利率下降4.3個百分點。電力自動化產(chǎn)品中,電源業(yè)務實現(xiàn)收入649萬元;同比下降15%;變頻器業(yè)務實現(xiàn)收入1721萬元,增長17.3倍。簡單測算,電力自動化業(yè)務實現(xiàn)收入10541萬元,增長152%。增速超出了市場預期,隨著公司產(chǎn)品結構的優(yōu)化調整,公司未來的持續(xù)增速可期。
相對而言,收入占比最大的電工儀器儀表業(yè)務的快速增長比較容易理解。2009年被市場寄予厚望的智能電表市場在下半年才陸續(xù)啟動,公司在2009年12月底的招標中,共中5個包,中標總價為4362.4萬元。2010年5月,公司再次中標19個包,總價為1.84億元。按照3-6個月的合同周期計算,2009年底的中標在2010年上半年的業(yè)績中得到了體現(xiàn),而總價為1.84億元的中標將在下半年實現(xiàn)收入。從毛利率看,儀器儀表有4個百分點的下降,與產(chǎn)品價格的下降有關。依據(jù)招標數(shù)據(jù),單相和三相電表的產(chǎn)品價格下降達到20%以上,同時也反映出公司在成本控制上具有較強能力,預計繼續(xù)下降的空間有限。
智能電表招標大贏家
國家電網(wǎng)公司今年6月份正式了智能電網(wǎng)技術標準體系和智能電網(wǎng)關鍵設備(系統(tǒng))研制規(guī)劃,明確指出智能電網(wǎng)將主要圍繞發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等六大環(huán)節(jié)及通信信息平臺進行建設,全面覆蓋傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的所有領域,這將為電力設備行業(yè)的快速發(fā)展帶來積極影響。而公司在智能電表行業(yè)的龍頭地位將使公司能長期受益于電網(wǎng)建設,未來的業(yè)績將持續(xù)增長。
根據(jù)國網(wǎng)計劃,智能電網(wǎng)將在2011年進入全面建設階段,在智能電網(wǎng)的結構中,需要建立“全覆蓋、全采集”的電力用戶用電信息采集系統(tǒng)項目,通過智能電表執(zhí)行用電端的雙向實時通信,達到電網(wǎng)和用電終端的互動。國網(wǎng)目前正在加速智能電表的更換,到2011年實現(xiàn)互動用電試點,預計10KV以上,工商業(yè)用戶全部安裝智能電表。智能電表普及度超過30%,用戶數(shù)超過6000萬;到2015年互動用電體系覆蓋主要城市,用戶數(shù)超過1.4億。2010-2015年將是智能電表的核心更換時期,公司也將持續(xù)受益。
在2010年國網(wǎng)電表的第一次招標中,公司是最大的贏家。在第一次招標中,根據(jù)國網(wǎng)招標公告顯示,科陸電子單相電表中標103.42萬只,占總量的8.08%;三相電表中標95129只,占總量的10.95%。而從下半年7月20日公布的國網(wǎng)電表第二批中標公告來看,公司三相電表中標20127只,點總量的1.55%,較第一次中標量有較大的下降,而其單相電表在第二次國網(wǎng)招標中竟無一中標。由此看,公司下半年業(yè)績將會出現(xiàn)一定的放緩,但隨著智髓電網(wǎng)建設的深入以及公司在電表方面的優(yōu)勢,未來兩年內,公司仍將保持高增長。
電力自動化產(chǎn)品仍是未來業(yè)績的保障
公司電力自動化產(chǎn)品主要是用電管理系統(tǒng),2010年中期營業(yè)收入實現(xiàn)了同比增長155.83%。智能電網(wǎng)建設可能帶動用電管理系統(tǒng)的更新?lián)Q代,預計未來可能有相關標準出臺,公司業(yè)績將顯著受益于此??脐戨娮釉谟秒姽芾硐到y(tǒng)領域的市場份額居行業(yè)第二,僅次于長沙威勝集團,近幾年該業(yè)務增長出現(xiàn)了停滯。隨著智能電網(wǎng)建設規(guī)劃的推車,電網(wǎng)信息化管理又面臨一次更新?lián)Q代,將有一次進入投資高峰期,公司作為行業(yè)龍頭,該業(yè)務將再次進入高成長通道。
2010年上半年變頻器實現(xiàn)營業(yè)收入1720.89萬元,較2009年同期增長了17倍,占公司營業(yè)收入的比例達到6%,成為公司核心業(yè)務之一。實現(xiàn)營業(yè)利潤559,305.18元,實現(xiàn)凈利潤562,188.72元,正式開始貢獻利潤。國家提出到2020年單位GDP能耗比2005年下降40-50%的目標,國內高壓電動機應用高壓變頻器節(jié)電可達30%,中國變頻器市場目前正處于一個高速增長的時期。預計2009年至2012年每年的市場增長率將保持在40%以上,公司作為新進入者基數(shù)較低,未來幾年的增速可能遠高于行業(yè)平均。此外公司成立了全資子公司從事合同能源管理業(yè)務,將發(fā)揮公司在變頻器、用電管理系統(tǒng)等方面的綜合優(yōu)勢,預計有較好的發(fā)展前景。
巨資進入能源管理業(yè)務
為響應國家節(jié)能減排號召,進一步優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)業(yè)結構,公司擬以現(xiàn)金方式出資5000萬元設立全資子公司科陸能源服務有限公司。該公司主要為企事業(yè)單位提供節(jié)能服務、能源監(jiān)測、能源管理、設備維護服務及EMC合同能源管理服務。
節(jié)能服務公司是一種基于合同能源管理機制運作的、以盈利為直接目的的專業(yè)化公司。節(jié)能服務公司與愿意進行節(jié)能改造的用戶簽訂節(jié)能服務合同,為用戶的節(jié)能項目進行投資或融資,向用戶提供能源效率審計。節(jié)能項目設計、施工、監(jiān)測、管理等一條龍服務,并通過與用戶分享項目實施后產(chǎn)生的節(jié)能效益來盈利和滾動發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,通過合同能源管理的方式,項目的節(jié)能率一般可保持在10-40%,最高可達50%。
據(jù)悉,在國家大力推動節(jié)能減排的背景下,2008年中國節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值增長到417.3億元,合同能源管理項目年節(jié)能能力達569.27萬噸標準煤,減排二氧化碳367.18萬噸碳。同時,中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)委員會的會員已從最初的59家增加到了2008年的317家。據(jù)中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)委員會介紹,合同能源管理在“十一五”期間的目標是節(jié)能投資500億元,年產(chǎn)值320億元。
青島高校信息產(chǎn)業(yè)有限公司以控制為手段,管理為目的實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)管理的優(yōu)化,具體來說,系統(tǒng)可幫助企業(yè)實現(xiàn)以下主要功能:
能源監(jiān)測計量,可從現(xiàn)場的二次儀表直接采集數(shù)據(jù)(包括RS485串口協(xié)議和標準電流信號或電壓信號),信號傳輸途徑分為有線和無線兩種,數(shù)據(jù)最終上傳到上位機DCS監(jiān)測系統(tǒng)。高信數(shù)據(jù)采集二次儀表選型標準為“一表多用”,即同一塊二次儀表可同時采集溫度、壓力、流量等多種信號,為客戶大大節(jié)約了成本。
能源統(tǒng)計分析,系統(tǒng)在現(xiàn)場監(jiān)測計量的基礎上,用一整套指標體系和特有的計量形式,并采用科學統(tǒng)計分析方法.研究能源的資源,流轉、消費以及能源系統(tǒng)運動過程及其數(shù)量關系,完成企業(yè)生產(chǎn)過程控制的能源管理。主要功能包括能源生產(chǎn)、供應動態(tài)平衡系統(tǒng)動態(tài)調度、能源消耗計劃、核算管理、監(jiān)測和計量自動化、數(shù)據(jù)處理和分析、能源管理和考核、能源供需實績分析、能源質量管理、報警管理、事故預案與分析、能源審計、運行優(yōu)化及閉環(huán)控制等。
對標預警,幫助節(jié)能管理部門乃至企業(yè)實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的對標分析和同比分析,實現(xiàn)標準預警和歷史對比預警,及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展過程中的問題并及時解決,充分實現(xiàn)高效節(jié)能、高效發(fā)展的目的。
預測優(yōu)化,系統(tǒng)利用企業(yè)生產(chǎn)過程中能耗的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),采用一些現(xiàn)代新的預測理論及技術來對企業(yè)未來能耗狀況進行較精確的預測,對不合理的能耗狀況進行優(yōu)化,分析和評價企業(yè)的用能狀況,為政府專業(yè)管理部門掌握、分析信息和研究節(jié)能改造并制定相關政策提供科學的依據(jù)和平臺。
青島市節(jié)能監(jiān)察中心的王敏在參觀此套系統(tǒng)后說道,青島高校信息產(chǎn)業(yè)有限公司在節(jié)能監(jiān)控領域有豐富的技術和產(chǎn)品積淀,而且他們在系統(tǒng)實施過程中展現(xiàn)的敬業(yè)精神和技術水平也確實令我們滿意,希望他們能夠為更多的企事業(yè)單位帶去節(jié)能福音。
管理節(jié)能是對技術節(jié)能的補充,智能技能和提高能源系統(tǒng)靈活性也是有效辦法。
新動向一:管理節(jié)能
節(jié)能可以是一種技術,也可以是一種管理。
《中國連鎖》記者采訪ibm相關人士時,他表示,你要進行節(jié)能改造,首先要明白,你的能耗是否合理,與同行要進行對比、分析,看是否需要改造。
“不僅如此,我們和商家合作時,主要是先在他的某個區(qū)域打造一個樣板間,進行測算,然后據(jù)此確定分成比例,以及付費的方式?!?/p>
打造樣板間的模式應該為連鎖企業(yè)借鑒,這樣做可以準確預測節(jié)能改造的產(chǎn)出比。
其實很多的企業(yè)有節(jié)能改造的需求,但在操作上卻有顧慮,那就是無法知道成本和收益,即便采用emc模式他們也有顧慮。
“很多連鎖超市企業(yè)想采用emc的模式進行節(jié)能改造,以零投資實現(xiàn)節(jié)能目標,但由于節(jié)能前后的節(jié)能量無法考核而放棄?!被輳V萬合渠道總監(jiān)李衛(wèi)顯在接受記者采訪時表示。
目前,大多數(shù)連鎖超市的各個用電系統(tǒng)無法實現(xiàn)單獨地用電計量,當多個節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能技術應用在多個用電系統(tǒng)中時,無法得知單個用電系統(tǒng)的節(jié)能量,如果其中一個節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能技術并未實現(xiàn)節(jié)能效果或適得其反,也無從考證,只能從總的用電量中得知整個商超總的節(jié)能量。
“歸根結底,現(xiàn)在商場和超市都無法實現(xiàn)對能源消耗的精確管理。所以emc的模式面臨著挑戰(zhàn)?!被輳V萬合李衛(wèi)顯在接受記者采訪時表示。
但現(xiàn)在,技術的發(fā)展正在補上這塊斷裂的鏈條。
做節(jié)能改造,關鍵是要知道哪些是需要改造的地方,因為有些點需要改造,有些點根本無需改造。而能源管理系統(tǒng)就起到這種作用,相當于能管理erp的平臺正讓連鎖企業(yè)的能源進行精細化管理,分析哪些是合理的,哪些不是合理的。通過在每個終端上安裝監(jiān)測點,或每個支路都安裝監(jiān)測點,分析每個終端設備的能源消耗。這樣的能源管理平臺和emc平臺進行融合,能解決主要矛盾,這就相當于連鎖企業(yè)的能源erp系統(tǒng)。
單純用emc會很盲目,尤其是上萬平米的商場,到底哪里需要多少能源,如果僅憑拍腦袋有時并不準確,這是需要定量分析的,而能源管理平臺可以和前面所安裝溫控設備和紅外探測設備結合,監(jiān)測人流,當這些數(shù)據(jù)反饋到平臺,就能發(fā)現(xiàn)哪一塊的空調需要調,或者調高溫度或者調低溫度。
emc是技術節(jié)能,能源管理平臺是管理節(jié)能,二者相融合能事半功倍?!拔覀兊钠脚_能為決策者提供可視化的數(shù)據(jù)支持,看哪些地方需要改造,改造后到底節(jié)省了多少電,效果如何。也可以進行行業(yè)內的對標,讓商家知道自己的成本控制能力如何?”
“我們正在和emc的公司談,以把我們的系統(tǒng)融入他們的解決方案中去,以進行有效的節(jié)能改造?,F(xiàn)在emc一般的分潤期是5年,而5年后是否還能達到之前的節(jié)能效果是不一定的,而原因在哪里,可能又不知道,而能源管理平臺就可以把這些年的數(shù)據(jù)全部提取出來,分析原因,以進一步采取措施,保持節(jié)能效果。”
新動向二:智能節(jié)能
為了解決由于電力波峰波谷負載不同而產(chǎn)生的電網(wǎng)壓力和電力資源浪費等問題,美國智能電網(wǎng)計劃在每個用戶家中都安裝了智能電表,在智能電網(wǎng)時代不同時間段的用電價格是不一樣的,通過智能電表,用戶可以選擇合適的時間段用電。
類似的項目在日本也在推行。
日本北九州市目前正在推進智能社區(qū)實證項目。作為其中一環(huán),其在積極致力于削減白天最大用電量。其中發(fā)揮重要作用的是作為實證項目對象,能源使用量約占八幡東區(qū)東田地區(qū)3成的購物中心。
北九州市在智能社區(qū)中采用了根據(jù)電力供求情況改變電價的“動態(tài)定價”。通過地區(qū)能源管理系統(tǒng)(cems),將供求情況及電價等信息傳達給購物中心。當電力供求緊張時,購物中心會作為指揮塔,向租戶店鋪提出節(jié)電要求。
購物中心將通過大廈能源管理系統(tǒng)(bems),管理整個設施的能源使用量。并與地區(qū)能源管理系統(tǒng)共享信息,力爭優(yōu)化整個地區(qū)的能源利用。
北九州市從將今年7月開始,通過地區(qū)能源管理系統(tǒng)預測地區(qū)電力需求及發(fā)電量。實施在前一天制定削峰計劃并通知購物中心等實證實驗。
購物中心將利用智能電表測量每個店鋪的空調及照明等的用電量。并分發(fā)平板電腦,以使租戶能夠掌握實際用電狀況。在電力需求達到峰值的時段,各店鋪將根據(jù)各自的具體情況進行節(jié)電。
智能電表可以說是一種通過利益驅動實現(xiàn)節(jié)能的一種方法,目前中國也在積極布局。而更多的企業(yè)在利用新的技術手段實現(xiàn)節(jié)能,節(jié)能改造越來越和其他技術如物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算相結合走向了智能化節(jié)能。
其中的一個例子就是智能照明。abb等公司的智能照明系統(tǒng)在連鎖行業(yè)中已在應用,如北京的五棵松商場和祥云商場等。智能照明可以實現(xiàn)分散和集中控制,精準控制哪塊亮,哪塊不亮,不像以前,一開全部打開,浪費能源。比較先進的智能照明系統(tǒng)還能感受到人群的進出,從而對照明進行定時,延時控制,從而節(jié)約能源。
rfid技術越來越多地被應用在節(jié)能領域?!拔覀儾僮鞯捻椖?,在原來節(jié)能的基礎上正在實現(xiàn)進一步節(jié)能,原因就是應用了無線射頻技術,從而實現(xiàn)了能源的精確化管控,比如可以通過rfid技術計算來了多少人,需要多少新風。這就實現(xiàn)了節(jié)能?!薄痢琳f。
云計算是把計算資源放在網(wǎng)絡里,將網(wǎng)絡里的計算機虛擬成一臺前所未有的“超級計算機”。人們可以通過各種終端,享受由其提供的強大信息服務。這樣的高端技術,其實在建筑節(jié)能方面有很大的“用武之地”。
記者在某論壇現(xiàn)場展區(qū)看到,來自北京的朗德華公司演示了融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術開發(fā)的“智慧能源云管控平臺”,工作人員在電腦上輕點虛擬開關,就可管控模型上的燈光、空調、消防等系統(tǒng)。朗德華公司總經(jīng)理姜永東表示,普通的能源優(yōu)化、管理軟件平臺,只能像“節(jié)能醫(yī)生”一樣,“望、聞、問、切”,查出建筑內的能源用在哪些地方;然后再做出節(jié)能分析診斷,告知建筑使用者如何節(jié)能。而智慧建筑及智慧建筑群落,通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算搭建的“智慧能源云管控平臺”,對一棟建筑乃至一個小區(qū)的建筑群進行建筑能耗的優(yōu)化和管理,能更好地實現(xiàn)節(jié)能減排,無需對建筑做結構上的節(jié)能改造。
這也代表了一種趨勢,節(jié)能改造的技術門檻正在提高,所以很多不具有技術優(yōu)勢的小公司將被擠出市場。
新動向三:提高能源系統(tǒng)的靈活性
“白天電比較貴,可以燒油,晚上再改成用電。總之要提高能源系統(tǒng)的靈活性?!眎bm相關人士在某次峰會上講述了這一觀點。而目前日本的購物中心正在實施這一想法。
永旺從2005年開始致力于開發(fā)環(huán)保型店鋪,在2012年度之前已啟動了12家店鋪。而“智能永旺”將以往主要在單個店鋪采取的安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)及削減塑料購物袋等措施,擴大到了整個城市建設及社區(qū)建設中。永旺計劃以夢樂城八幡東購物中心為開端,在2013年度內,首先啟動4家“智能永旺”購物中心。
計劃今年夏季在大阪市開業(yè)的“永旺夢樂城大阪dome city”也是其中之一。該購物中心采用的代表性設備就是燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。它將配備2臺發(fā)電輸出功率為815千瓦的設備,可滿足購物中心三分之一的用電量,廢熱將用作地區(qū)冷暖氣系統(tǒng)的熱源。
因發(fā)生災害而停電時,燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可作為應急電源,向食品賣場、防災中心及會計室等購物中心主要區(qū)域供電。
節(jié)能減排信息化現(xiàn)狀
各級政府是推進信息技術在節(jié)能減排領域應用的主導力量,如工業(yè)和信息化部就借兩化融合之機,大力推進信息化促進節(jié)能減排工作。2011年5月27日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關于推薦兩化融合促進節(jié)能減排重點推進項目的通知》,同年12月工業(yè)和信息化部在廣西柳州組織召開了兩化融合促進節(jié)能減排經(jīng)驗交流會,為節(jié)能減排信息化下一步的發(fā)展理清了想法和思路。
一些地方政府在政策引導和自身節(jié)能需求的雙重作用下,也開始探索性地開展了信息化促進節(jié)能減排的工作。北京市在2008年出臺了《北京市信息化促進節(jié)能減排工作實施方案》,并編制了《北京市節(jié)能減排信息技術、產(chǎn)品和應用方案匯編》(第一批),重點推進了以行業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、新一代集散控制系統(tǒng)(DCS)、高效節(jié)能變頻調速技術、企業(yè)能源管理及調度系統(tǒng)、射頻識別技術(RFID)、LED光源等技術和系統(tǒng)應用為代表的信息技術促進重點領域節(jié)能減排,同時繼續(xù)完善節(jié)能減排監(jiān)測和監(jiān)控信息平臺的建設。
在企業(yè)推進信息技術在節(jié)能減排應用方面,目前企業(yè)主要通過建立能源監(jiān)控或綜合管理系統(tǒng)來實現(xiàn)節(jié)能減排責任目標或能耗指標的過程管理和動態(tài)監(jiān)管;掌握企業(yè)能源利用效率、跟蹤主要耗能環(huán)節(jié)、掌握能源結構信息和能源基礎數(shù)據(jù)及報告的評估分析,完成節(jié)能減排總體目標完成情況的匯總及評估等。
例如,寶鋼的能源中心實施監(jiān)控與信息管理系統(tǒng),就是在原日本引進的能源中心技術上發(fā)展起來的,是一個覆蓋寶鋼一、二、三期工程個單元的全局性能源管理系統(tǒng)。寶鋼的能源中心覆蓋了基礎自動化、過程監(jiān)控及管理三個層面的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng),實現(xiàn)了對供配電、給排水、動力和環(huán)保等有關能源子系統(tǒng)的自動控制及檢測,作為實時監(jiān)控與信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)了信息的實時采集、數(shù)據(jù)的海量儲存和二次加工等。
無論政府還是企業(yè),通過信息技術促進節(jié)能減排主要有以下幾種方式:一,利用管理信息化減排;二,利用裝備信息化減排;三,利用生產(chǎn)過程管控和工藝流程優(yōu)化減排;四利用能源管理和能耗及排放在線檢測減排。
節(jié)能減排信息化發(fā)展趨勢
當前我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展,節(jié)能減排工作形勢日趨緊迫,對通過信息技術手段全面促進和提升節(jié)能減排監(jiān)控、管理的水平提出了新的更高的要求,集中體現(xiàn)現(xiàn)在滿足拓展領域、深化應用、提高水平、落實保障等發(fā)展需求上,從而全面提升為政府決策和行業(yè)節(jié)能減排提供支持和服務的能力。
目前,兩化融合不斷深化,節(jié)能減排信息化的全面推進亟需通過頂層設計確立統(tǒng)一的發(fā)展模式和管理體系,進而提出統(tǒng)一的技術規(guī)范,突破行業(yè)間的信息隔離狀態(tài),構筑跨行業(yè)、跨領域的社會節(jié)能減排信息大平臺、大體系,建立多部門信息溝通與共享機制,從而避免重復建設和信息孤島等問題的出現(xiàn),全面提升信息化促進節(jié)能減排的應用水平。
隨著節(jié)能減排工作由以工業(yè)為重心向多行業(yè)、多領域全面推進,就要求信息化應用迅速跟進,在應用范圍上進一步拓展,并根據(jù)不同行業(yè)和領域的具體情況和需求做出針對性調整。
此外,對信息化體系功能上的需求也進一步加強。簡單的數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計、顯示已經(jīng)遠遠不能滿足當前發(fā)展形式的要求,未來對大量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、分析,將形成有效的能耗預警和管控機制,另外信息技術通過與管理科學良性互動,可以輔助節(jié)能減排目標制定、指標分配與成效管理等多方面的工作。
在技術上,為突破舊有技術瓶頸,實現(xiàn)功能跨越,需要以物聯(lián)網(wǎng),與計算為代表的新一代信息技術在節(jié)能減排信息化體系中得到更為廣泛和深入的應用,從而大大提高節(jié)能減排管理時效性和工作效率。
例如,借助物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和高端軟件等新興技術,實現(xiàn)對能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、實時管理,以及實現(xiàn)圖形化、可視化展示,預測、預警,乃至解決方案制定和成效模擬等功能。
為確保節(jié)能減排信息化的推進和新一代信息技術的落地實施,需要提供全方位的有力的保障措施。必須進一步推廣和普及信息化促進節(jié)能減排作用相關知識、推進新下一代信息技術的深度應用。此外,還需要建立節(jié)能減排信息技術從人才培養(yǎng)到技術研發(fā)再到推廣應用的良性模式。
節(jié)能減排信息化構架
基于新一代的信息技術的節(jié)能減排信息化總體構架可以分為四層,分別是基礎設施層、信息集成層、應用層和展示層。
展示層是基于新一代信息技術的節(jié)能減排信息化體系中的最終用戶端,基于數(shù)據(jù)采集層、信息集成層和應用層之上且直接面向用戶,為用戶提供政務與互聯(lián)網(wǎng)入口、信息顯示界面、管理和操作界面。
根據(jù)服務功能的不同,基于新一代信息技術的節(jié)能減排信息化體系包括監(jiān)管信息平臺和管理信息平臺兩大面向用戶的系統(tǒng)平臺。其中,監(jiān)管信息平臺主要實現(xiàn)對被檢測單位能耗、溫室氣體排放等節(jié)能減排指標的監(jiān)測,主要面向政府主管單位和被監(jiān)管單位。
管理信息平臺主要掌握各個用能和排放單元的能源利用效率、跟蹤主要耗能和排放環(huán)節(jié)、掌握能源結構信息和用能與排放基礎數(shù)據(jù),節(jié)能減排管理信息系統(tǒng)面向政府、企事業(yè)單位、家庭等眾多用戶,根據(jù)不同的需求,其展示平臺的內容和結構也有不同。
以云計算、新型顯示技術、移動互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合為代表的新一代信息技術在展示層的應用具有廣闊的前景。基于TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)、PDP(等離子體顯示器)、OLED(有機發(fā)光顯示器)等新型平板顯示技術以及基于IPv6和4G等新型移動互聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)的移動顯示終端具有輕薄便攜的和高通量移動信息交互的特性,應用于節(jié)能減排信息平臺,將使管理工作更為便捷、高效。
同時采取云協(xié)同的概念發(fā)展的管理系統(tǒng),可以實現(xiàn)客戶端交互信息在多平臺終端間的數(shù)據(jù)同步,大大提高了能效管理的泛在化;此外,在家庭和商業(yè)建筑節(jié)能管理領域,借助電視網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)一體化的三網(wǎng)融合技術,也為展示層的數(shù)據(jù)傳輸模式和展現(xiàn)形式提供了新的載體。
基于新一代信息技術的節(jié)能減排信息化體系的應用層為用戶提供功能模塊和應用系統(tǒng),以滿足不同用戶的需求。應用層的主要功能模塊和應用系統(tǒng)主要包括總量控制、用能填報、在線監(jiān)測、統(tǒng)計查詢、分析決策、信息公開、平臺管理、過程控制及優(yōu)化等,基于這些功能模塊和應用系統(tǒng),可以實現(xiàn)政府部門的節(jié)能減排監(jiān)管、合同能源管理、企業(yè)生產(chǎn)流程控制和優(yōu)化、企業(yè)能源管理和家庭能源管理等。
總量控制模塊主要通過一體化系統(tǒng)的監(jiān)控,實現(xiàn)對區(qū)域乃至全國范圍內對能耗總量、某種能源的消耗總量或溫室氣體的排放總量的監(jiān)測和控制管理。
用能填報模塊主要用于用能單位定期在線填報本單位的用能數(shù)據(jù),主要包括能源手指平衡信息、產(chǎn)品能耗信息、產(chǎn)值能耗信息等;在線監(jiān)測模塊主要用于政府用能監(jiān)管部門實時監(jiān)測用能單位當前數(shù)據(jù),以及用能單位對自身能耗情況的實時管理和監(jiān)測。
統(tǒng)計查詢模塊主要支持政府用能監(jiān)管部門基于平臺數(shù)據(jù)庫,按照一定的時間范圍對用能單位、行業(yè)或地域的用能指標數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)計,并以圖形、表格的形式展現(xiàn)統(tǒng)計結果。
分析決策模塊主要是運用統(tǒng)計分析的基本原則和方法,對節(jié)能減排綜合平衡狀況、能源消費構成、能源流轉、能源加工深度、能源儲存、能源經(jīng)濟效益、能源綜合利用以及與國民經(jīng)濟發(fā)展的依存關系等方面,進行分析、研究、判斷和推理,而基于新型顯示技術的可視化應用系統(tǒng),可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的形象化顯示和分析決策的可視化和管理,信息公開模塊由用能監(jiān)管或檢測部門進行管理,主要介紹關于節(jié)能減排的國家政策、法律法規(guī)、發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、行業(yè)標準規(guī)范、指標體系和對標結果公示等,以及平臺能耗與排放信息;平臺管理模塊主要由平臺管理員進行配置管理,提供定義基礎數(shù)據(jù)的功能,包括用戶的定義、用戶角色權限定義、后臺數(shù)據(jù)管理等,以支撐平臺其他業(yè)務功能的應用。
節(jié)能減排信息化的典型應用
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺作為促進地區(qū)、政府、企業(yè)間順利開展節(jié)能工作的重要平臺,進年來在世界范圍內的到了逐步發(fā)展,特別是在國外,已開展了大量研究、示范和應用工作。
比如美國能源信息局構建了國家能源數(shù)據(jù)系統(tǒng),該系統(tǒng)可提供近幾十年不同能源的消費數(shù)據(jù)、支出數(shù)據(jù)、能源價格和排名數(shù)據(jù),以及依據(jù)數(shù)據(jù)行程的文本報告,供國家能源管理部門制定用能計劃和決策使用。
我國在“十一五”期間,能源管理信息化方面取得了一定的進展,在工業(yè)、建筑等重點能耗領域構建了注入建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)和工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)等平臺,但與國外先進水平相比,仍存在較大差距。因此,節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺作為推動節(jié)能減排監(jiān)管工作的有效措施,仍需要繼續(xù)加大研發(fā)和應用力度,推進平臺建設工作的深度和廣度。
從政策方面看,節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺政策力度日益加強。自2004年國家發(fā)改委《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》以來,中國節(jié)能減排工作日益深化,政府運用信息化技術開展節(jié)能執(zhí)法監(jiān)督的力度將會不斷加大。
2011年5月,工業(yè)和信息化部節(jié)能減排綜合利用司的《關于建設工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)的通知》指出,為及時跟蹤了解工業(yè)節(jié)能減排進展情況,準確把握和分析發(fā)展趨勢,提供基礎數(shù)據(jù)支撐,工業(yè)和信息化部決定組織工業(yè)和信息化系統(tǒng)建設節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng),并明確了建設目標、主要功能和相關要求。
2012年3月,工業(yè)和信息化部了《關于加強工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)建設工作的通知》,該通知指出,節(jié)能減排信息監(jiān)測是重要的基礎性工作,對于把握分析節(jié)能減排形勢、研究提出有關政策措施具有重要意義。
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺建設由中央政府各相關部委牽頭推動,由地方各級政府相關部門組織建設,由各地區(qū)用能企業(yè)、機構、實體配合實施,自上而下覆蓋多級管理機構和監(jiān)管對象。其中用能部門是平臺監(jiān)管對象,涵蓋了工業(yè)、交通、建筑、公共機構四大重點用能領域。平臺管理對象為政府主管部門,包括地方政府主管部門和上級政府主管部門。地方政府主管部門是節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺的直接使用者,其職責是獲取監(jiān)控對象的用能數(shù)據(jù),保證監(jiān)管數(shù)據(jù)的真實性和準確性,并將數(shù)據(jù)上報至上級主管部門。上級主管部門是指地方政府主管部門的上級行政管理單位。
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺的建設框架可以定義為四層兩體系,其中四層為:表現(xiàn)層、應用層、數(shù)據(jù)層和基礎設施層,兩體系為信息安全防護體系和信息標準體系。
綜合看來,我國節(jié)能減排監(jiān)管平臺還處于起步階段,平臺功能單一,以檢測為主,不分項目還不具備預警功能,對監(jiān)控和用能單位上還不能起到很好的服務和決策作用。但整個平臺的建設與實施正處在高速的建設與不斷的進步中。
(本文摘自《新一代信息技術在兩化深度融合中的應用》一書,由電子工業(yè)出版社出版)
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信息化節(jié)能減排的企業(yè)應用
中國是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國和消費國,能源成為經(jīng)濟社會發(fā)展重要的支撐。
能源問題已不再單純是一個經(jīng)濟問題,已然上升到國家戰(zhàn)略安全上,成為掣肘一國可持續(xù)發(fā)展的重要命脈。尤其是在面對日趨強化的資源環(huán)境約束,必須增強危機意識,樹立綠色、低碳發(fā)展理念,以節(jié)能減排為重點。
而目前我國節(jié)能減排的形勢非常嚴峻,國家已將節(jié)能減排作為一項長期國策擺在了突出重要的地位。陸續(xù)出臺了相關政策法規(guī)以及一系列行政和經(jīng)濟手段,來共同推動節(jié)能減排在企業(yè)和區(qū)域持續(xù)深入。
這一重大決策勢必將引導行業(yè)拉開整合的大幕,抓住機遇的優(yōu)勢企業(yè)將在未來獲得更好的發(fā)展契機。
節(jié)能減排是一個概念里面衍生出來的兩種行為。企業(yè)的能源消耗主要包括:物品移動消耗的能源;加熱、制冷消耗的能源;用電設備消耗的能源。
所以節(jié)約能源措施分為三類:減少物品移動轉運;減少加熱、制冷環(huán)節(jié)的消耗,主要是鍋爐等;減少設備用電消耗。企業(yè)的能源排放主要包括:燃料燃燒后排放;原料加工過程副產(chǎn)品排放;清洗、消毒等過程的排放。
所以減少排放措施分為三類:提高燃燒效率;提高加工過程效率,加強污染處理;實現(xiàn)循環(huán)應用,加強污染物的處理。
想要提高節(jié)能減排技術,就必須通過信息技術的應用提高管理水平、提高資源利用率、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本,從而達到節(jié)能減排的目的。
具體方法有:
1、利用管理信息化減排。企業(yè)可以通過ERP系統(tǒng)達到節(jié)能的目的。由于 ERP系統(tǒng)具備的基本功能是支持能動的監(jiān)控能力,提高業(yè)務績效。具體到節(jié)能減排,支持能動的對節(jié)能減排值班表的監(jiān)控能力,提高節(jié)能減排績效。
2、利用裝備信息化減排。制造企業(yè)的裝備落后成為制造業(yè)節(jié)能減道路上的重要制約因素。
因此通過把設備進行信息化改造,不僅可以有效監(jiān)控設備本身的消耗,還能監(jiān)控設備消耗的能源排放,從而使節(jié)能減排做到有據(jù)可依。
3、利用生產(chǎn)過程管控和工藝流程優(yōu)化減排。企業(yè)通過MES系統(tǒng)達到對生產(chǎn)控制的目的以促進工藝優(yōu)化、能耗降低、產(chǎn)量質量提升,助力節(jié)能減排。
4、利用能源管理和能耗及排放在線檢測減排。