YADA工厂综合能源管理系统解决方案
作者：广东雅达电子股份有限公司时间：2023-08-22 我要发布
01：概述
钢铁企业是能源消耗大户，节能一直是困扰我国冶金行业的重大问题，除了依靠节能技术降低能耗外，向能耗管理要效益是我们努力的方向。传统的能源调度为电力、动力、水道各自独立，采用传统的能源管理模式，已不适应现代化大规模生产的能源管理需要。
建立集中监控管理功能于一身的能耗管理系统（EMS，Energy Management System），实现了能源系统电力、动力、水道等各单元的数据采集和控制和管理、环保监测和控制、能源介质需求的分析与预测，为提供经济、高质的能源和优质、高效的服务创造了良好条件，同时也为公司能源管理打下良好基础。
监控管理的能源介质主要有：电力、焦炉煤气、压缩空气、氢气、氮气、氢气、蒸汽、脱盐水、工业水等。因此，建立以数据为基础的能耗监管系统，动态掌握企业的用能状况，建立科学的能耗模型，为推进节约型企业建设、实现企业节能减耗目标已势在必行。
能耗管理体系建设是能耗统计、能源审计、能耗监测、能效公示、节能优化综合推进的系统工程。其中所建的能耗管理系统是推进企业节能工作的重要管理工具。企业应以建设该系统为契机，进一步完善节能监管体系，系统推进管理节能、技术节能和文化节能，实现监管系统从发现节能潜力向产生实际节能效果的转变。
02：系统建设目标
实现全厂区的能耗数据化、管理动态化、数据可视化、节能指标化。根据系统设计原则和目标，基于“集中管理，分布采集”的思想，系统构架基于企业网络，减少系统建设成本；
管理系统除实时动态掌控全厂各建筑能耗状况外，还嵌入建筑能耗模拟模块功能，对节能措施进行预测评估，为企业设施节能对策提供决策支撑；
制定用能定额，提升管理水平。通过监测数据分析制定企业各类车间、设备、办公用能定额，采取节能管理手段，采用新型节能设备等措施，规范用能行为，优化内部成本核算，提高运行管理水平，推进厂区建筑节能的精细化管理；
为开展节能改造准备条件。通过数据挖掘技术，发现企业各部门用能规律，提供各部门、各学科主要用能建筑能耗评估诊断报告，为企业内高能耗建筑、设施的进一步节能改造准备条件；
为新建规划和科学研究提供数据支撑。为符合节能设计规范和绿色建筑评价标准的新建建筑规划设计提供数据支撑；为绿色建筑、能源规划等科学研究提供详实有力的数据资源；
建立完整的能源管理制度和能源绩效管理；
对全流程各工序的能耗现状进行统计、分析，帮助形成改进方案。
03：系统架构
04：系统功能
4.1. 数据采集功能
能耗管理系统对配电间仪表的运行状态和参数自动实时或定时进行采集，配电间配电过程输入、输出信号经滤波，检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化，实时地更新数据库，为监控系统提供运行状态的数据，并作必要的预处理。
与从第三方系统对接，从其中取得数据，能耗管理系统既可以作为OPC服务器，也可以作为OPC客户端。开发人员可以从任何一个OPC服务器直接获取动态数据，并集成到能耗管理系统中，如第三计量空气、水表等工艺计量机组数据从第三方系统里读取数据值到能耗管理系统系统里。
4.2. 实时数据存储
实时数据及历史数据按照企业要求的时长、周期进行存储、备份并保证数据存储的安全性和可靠性。实时数据库是存于计算机内存中的反映系统各数据点当前状态或数值的数据库。保存从各通讯管理机（又名“能耗数据采集器”）采集上来的水电气实时数据。数据保存在数据库中可按照企业管理需要进行分类查询，方便快捷。
4.3. 数据报表应用
根据运行要求进行电气参数数据的整点记录；设备的运行工况时间统计以及特征值、合格率的技术统计。通过能耗明细报表、实时功率明细报表、设备能耗综合报表等多种报表方式，生成日报、月报、年报等多种报表统计方式，实现自主能源审计管理，并且能定时自动或手动召唤制表打印机输出。
4.4. 用能趋势分析
系统对总能耗按照不同建筑物进行分类统计，可选某区域设备统计在一段时间内的能耗用量，并可用柱状图、趋势图、饼图显示能耗数据。
系统画面可按不同周期查询总功率柱状图
总功率可以和上一个统计周期的数据进行同期比对
系统可实现当前、本月、本年的耗电部门排行榜，以柱状图显示数据大小。
4.5. 能耗同比、环比分析
根据运行要求进行电压、电流、功率、电能等数据的整点记录（时间间隔可设置）；并且能自动生成能耗管理报表，用户方便地知道某设备、某回路、区域能耗、总能耗在某一时段内的数值，统计出某设备点本回路或总能耗中的比例，并可以以图表、柱状图或饼图的形式显示，主要功能如下：
分时段记录用电量、能耗，且时段可设；
方便地形成日报表、月报表、年报表；
设置有查询时间选择、某设备选择、某区域选择及全部设备选择的界面，用户可据需求方便查询任何设备的能耗数据；
可实现图表、柱状图、饼图等直观地显示方式；
可统计分析出能耗占比；
可统计分析出同比、环比等数据。
4.6. 用户管理、角色管理
系统通过管理员采用帐户分配来管理用户，每个用户权限可以独立创建一个系统组绑定，每个系统可以绑定系统菜单功能。
4.7. 历史数据记录功能
周期性存贮到硬盘中的分时数据，对实时数据库及其它应用数据库中的每一个点选定存储周期，实现历史数据记录，为报表、曲线的生成提供数据源。同时进行事件顺序记录和异常事项记录及设备运行检修等，形成完整的历史数据库。历史数据库存储具有定时存储数据和在异常状态下存储历史数据的功能，提供访问历史数据库的接口并可供随时查询和使用。
4.8. 能耗检测的树状导航功能
以树状结构图的形式将所有的监测点显示在画面左部框架内，在右侧以表格的形式显示各个采集点的能耗数据。
以树状图的形式显示所有的监测点，并以节点的形式体现出用户级别，清晰地看出监测点的归属关系。
以饼状图的形式表达出各个厂房能耗占总厂房能耗的百分比，通过不同的颜色和图例，使监管人员方便掌握用电负荷的分配情况。
以表格的形式显示各个采集点的能耗数据，能耗数据的时间段划分为十分钟、一小时、一天、今天、本月、本年等时间段，并查看详细信息和的数据的曲线图。
4.9. 用能计划管理
支持查看各部门的用能计划值，为多个部门进行计划值批量设置。帮助用能单位遵循按照合理用能的原则，加强节能管理，制定并实施节能计划和节能技术措施，降低能源消耗，帮助企业降低用能成本，有利于提高企业稳定、快速地发展。同时，对推动工业企业转型升级有着促进作用。
4.10. 工序能耗统计功能
系统对工厂的不同生产工序用能进行分类统计，并按折标系数折算成标准煤单位，将当日/当月折标系数的实测平均值进行上传。折标系数参照《重点用能单位能耗在线监测系统基础信息与格式规范》中的规定。
4.11. 能源审计管理
(1) 审核项目维护：建立各种待审计的项目信息，并对审计项目进行修改、删除、查询；
(2) 能源审计：建立设计信息包括建筑基本信息、建筑设备信息、自定义支路等，针对以上设备进行能源审计活动；
(3) 审计能耗账单：建立和查询包括电耗账单、燃料账单、蒸汽和热水账单、城市供水账单，并进行账单进行审计活动；
(4) 运行记录：进行分项计量信息的建立、修改、删除，并可对运行估测记录的建立与删除；
(5) 审计报告：根据建筑和设备信息以及运行记录等生成初步的能源审计报告。
4.12. 能耗成本分析应用
(1) 对各种能源（水、电、气、热能等）利用的全过程进行统计、分析，建立能源平衡，并进行平衡分析。
(2) 对设备能效状态进行分析，与历史数据、标准限值及企业管理指标进行对比，偏差超限时及时通过报警功能提示用户。
(3) 对企业能耗情况按照国家标准及企业需要进行分解如总能耗、分类能耗、分项能耗、区域能耗、产值能耗、产品能耗或人均能耗，统计计算后进行初步分析，实现定额管理，能够进行初步的能源需求预测。
(4) 对企业能源费用进行统计分析，计算能源成本并与历史数据进行比较分析。
(5) 对企业节能量进行统计分析。
(6) 初步能源审计功能，对企业能源消费结构、去向，综合能耗（产值、单位产品）、节能量（包括减排情况）。
4.13. 报警与隐患管理
对重点用能设备用能进行实时对比，对用能异常增大情况进行报警，提醒值班人员设备异常，防止设备故障导致设备安全问题。将发生报警的点位进行汇总、处理与跟踪显示。方便管理方进行隐患点维护管理工作。
4.14. 智能APP
结合系统平台后台端数据源，通过手机APP方式显示WEB端数据，便于用户能源管控。
05：系统特点
完善能源信息的采集、存储、管理和能源的有效利用；
系统对能源数据进行分析、处理和加工，能源调度人员和专业能源管理人员就能实时掌握系统状态，经过系统的合理调整，确保系统运行在最佳状态；
在对能源系统采用分散控制和集中管理；
在全局角度审视能源的基本管理需求，满足能源工艺系统分散特性和能源管理需要集中的客观要求，以适应能耗管理战略发展需要；
减少管理环节，优化管理流程，建立客观能源消耗评价体系；
实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，满足能源设备管理、运行管理等的自动化，建立客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，向管理要效益；
减少能源系统运行成本，提高劳动生产率；
能源管理系统的建设，对能源管理体制的改革将发挥重要作用。其基本目标之一是可以实现简化能源运行管理，减少日常管理的人力投入，节约人力资源成本，提高劳动生产率；
加快系统的故障处理，提高对能源事故的反应能力；
能源管理系统能迅速从全局的角度了解系统的运行状况，故障的影响程度等，及时采取系统的措施，限制故障范围的进一步扩大，并有效恢复系统的正常运行；
通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境；
能源管理系统将通过优化能源管理的方式和方法，改进能源平衡的技术手段，实时了解钢厂的能源需求和消耗的状况，采用综合平衡和燃料转换使用的系统方法，使能源的合理利用达到一个新的水平；
为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件；
能源管理系统的建设，不仅可有效解决能源实时平衡管理和监控管理，还可以通过对大量历史数据的归档和管理，为进一步对数据进行挖掘、分析、加工和处理创造条件。
06：产品选型
6.1. 无线采集器YDDCG-W2-D7（导轨式）/YDDCG-W4-D7（导轨式）
无线数据采集器是提供串口转网络功能，能够将RS485串口转换成无线网络接口，实现RS485串口与无线接口的数据双向传输，极大地提高了串口设备的通信速率和通信距离。
采用1路下行RS485串口、1路无线2G网络接口。
采用1路下行RS485串口、1路无线4G全网通网络接口。
产品具有精度高、体积小、安装方便等优点。采用DIN35mm 导轨式安装，可灵活安装于配电柜和小型配电箱内，并配置了带引线的天线，将天线头放置在电柜外面，防止无线信号被屏蔽。
上行接口采用2G/4G无线通信，采集器作为客户端，通过TCP协议主动连接到后台设备，支持南网《计量自动化终端上行通信规约》及MODBUS协议，支持心跳包周期可设置。
6.2. 采集器YDDCL-N2-D7（导轨式）
YDDCL-N2-D7数据采集器是提供串口转网络功能，能够将RS485串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS485串口与TCP/IP网络接口的数据双向传输极大地提高了串口设备的通信速率和通信距离。采集器会根据网络设备读取数据的频率，预先将经常采集的数据放入缓冲区，供网络设备立即读取很好地提高了网络设备采集数据的速度。
工程应用方便，灵活：应用程序远程升级（包括增加，修改规约）；方便，直观的图形化配置界面。
6.3. YD-NET1004-D能耗数据采集器
YD-NET1004-D建筑能耗数据采集器是专门针对国家机关办公建筑和大型公共建筑以及节约型高效节能监管体系建设的市场需求而设计的一款水、电、燃气、热量和其它能源的一体化能耗数据采集器。
采集器按照工业级产品的要求设计，功能符合《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》和《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》的要求。
6.4. DSSD3366/DTSD3366电子式电能表
DSSD3366 型和 DTSD3366 型三相电子式多功能电能表采用现代先进微电子技术、计算机技术、电测量技术及高精度计量芯片，数据通信技术以及先进的制造工艺研制而成。具有测量精度高、性能稳定可靠、长寿命、体积小、重量轻、功耗低、操作简便、易于实现管理功能的扩展、一表多用等特点。可广泛应用于电力行业的电能测量及用电自动化管理领域。
主要功能：
计量正向有功电能、反向有功电能、四象限无功电能及组合有功电能和两种组合无功电能；
计量分时电能，即可按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷有功电能、无功电能；
计量分相的正向有功电能、反向有功电能、正向无功电能、反向无功电能、四象限无功电能；
存储 12 个结算日电量数据；
双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间；
存储 12 个结算日最大需量数据；
各种电参数瞬时量的测量（电压/电流/有无功功率/视在功率/功率因数/频率等）；对电量、参变量均进行带 CRC 校验的多重备份；
自动轮显和按键显示；
失压、失流、断相判断及相应的事件记录等功能，保存 10 次的事件量及对应数据信息；
多种冻结方式，定时冻结、瞬时冻结、约定冻结、整点冻结和日冻结；
通信兼容 DL/T645-1997、 DL/T645-2007 和 Modbus 通信规约
6.5. DTSD3366D三相电子式电能表
DTSD3366D型三相四线电子式多功能电能表是最高性能电能计量仪表，并可测量三相电流、电压、功率、功率因素等参数值，液晶显示。
导轨安装式电能表尺寸小巧、精度高，可直接接入非常适合与配电盘和紧凑空间使用。采用液晶显示，清晰易读。是构建能源管理系统、节能监测系统和进行分户计量的理想选择。
产品特点
分时计量当前正反向有功与无功电能及四象限无功电能。
分时计量正、反向有功、无功最大需量及发生时间。
具有12个月的历史电能记录。
具有最近10次失压、失流、断相、需量清零、电表上下电等事件记录功能。
具有两套费率时段表，可在约定的时刻自动转换；每套费率支持4个费率。
具有电量冻结和负荷曲线记录功能。
具有按键设置功能，可修改通讯地址、波特率、日期时间。
6.6. 光电直读水表
水表用于计量流经管道内的水流总量，是一种磁传干式直读式智能水表。
该系列水表配置直读远传模块，采用光电直读抄表技术，直接读取当前表盘示数，抄表准确率100％。
