浅谈安科瑞EMS能源管控平台在某钢铁厂的应用

安科瑞顾强

摘 要：能源消耗量大、能源运输供给不足、环境压力日趋增加、能耗双控等一系列问题一直困扰着钢铁冶金行业，制约着企业快速稳定健康发展。本文介绍的安科瑞EMS能源管控平台，采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、合理化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、合理地利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

关键词：EMS能源管控平台；节能降耗

引言

安科瑞EMS能源管控平台采用的是一种新型前沿的节能技术手段，它利用物联网、云计算、互联网、大数据、人工智能等技术手段，对钢铁厂的能源体系运行进行全方面监控，并为生产组织、能源调度和其它能源业务管理提供数据支撑，并通过系统化管理，使钢铁厂达到利用能源和节约能源的目的。国内外的众多案例显示，很多行业都从能源管理系统的建设应用中受益。钢铁冶金行业既是用能大户，也是产能大户，因此，能源的合理规划和利用就显得尤为重要。建立长期合理的能源管理体系，不仅可以合理减少钢铁厂生产组织模式、工艺设备建设使用情况以及管理调度现状等环节存在的不合理现象，甚至还能够改变钢铁厂能耗居高不下、环境质量不如人意以及能源管理模式粗放浪费严重等问题。

1 安科瑞EMS能源管控平台建设的技术路线和意义

安科瑞EMS能源管控平台主要运用各种技术手段，以节能降耗、优化输配、合理使用、绿色清洁生产为目标，通过先进技术手段或采集管理设备将分布于钢铁厂各个角落的自动化控制设备、能源仪表、环境传感器等各种工业单元进行整合和连接，形成数据信息网，按照钢铁厂业务管理需要实时获取数据，并在此基础上依据不同的业务需要建立多样化能源生产控制数学模型与管理模型，再以各种功能丰富的软件、系统作为数据计算、展示、管理的载体，以不同的信息形态面向钢铁厂企业各层级用户，实时、全方面、立体地展示车间区域、厂区域乃至整个钢铁厂区域的能源配置使用现状、工艺设备运行现状、物流组织现状、环保管理现状等。供用户对当前生产形式进行即时调整，同时为下一阶段的工作组织方向决策提供数据分析依据。

安科瑞EMS能源管控平台通过实行能源集中、扁平化、精细化控制，可降低人工成本，提升钢铁厂企业管理效率，减少事务处置环节，为钢铁厂的精细化管理提供基础数据，这对优化能源产耗平衡、减少碳排放、提高环保质量、降低钢产量单耗都有重要作用，而且它对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和事故的及时判断处理、正常和异常情况下的能源供需的合理调整和平衡都是十分合理的。

2 安科瑞EMS能源管控平台的架构组成和软件功能

2.1 安科瑞EMS能源管控平台网络架构

 

安科瑞能效管理方案由设备层、传输层、数据层、服务层组成。

设备层（钢铁厂需要安装电表、水表、气表以及其他能源计量设备）通过RS485专线或无线通讯；

传输层（边缘计算网关）可通过RS485专线或无线通讯采集末端设备数据，并以以太网或4G、NB等方式将数据传送至数据层；

数据层（一般部署在钢铁厂机房服务器中）处理传输层上传数据，并为服务层业务做服务，可与钢铁厂的生产系统或者其他相关系统做数据对接；

服务层（一般部署在钢铁厂机房服务器中）提供数据分析、能源管理、能耗预测、事件报警等功能；

 

AcrelEMS企业微电网能效管理平台通过在企业微电网源、网、荷、储、充的各个关键节点安装计量和分析装置，搭建三级计量体系，用于监测企业能耗总量和能耗强度，从而诊断低能效环节。平台根据最新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，调整能源使用策略，优先使用绿色能源，使企业微电网始终高效稳定运行，快速响应电网需求，实现能源互联、信息互动，也可以把数据上传政府能源管控平台，例如发改委、工信部、住建部门重点用能单位能耗在线监测平台、电力需求侧平台、建筑能耗监测平台等。

● 能效对标挖掘节能潜力

        AcrelEMS能效管理平台通过搭建3级计量体系，采集企业总能源数据，帮助企业了解各类能源消耗量，并且可细化到建筑、车间、产线、班组、工序，计算产品单耗、单位面积能耗或万元产值能耗，从而计算出能耗总量和能耗强度的双控指标。并可以和国际现金、国内行业标杆进行比对，找出企业能效提升空间，辅助企业进行能源绩效考核和能源平衡优化，从而对症下药，改善或淘汰落后产能。

工业产品单耗或万元产值能耗分析

能效对标（行业标杆、基准值）

●降低数据中心PUE

        《行动计划》单独提到了数据中心的能效目标，并为数据中心、通信基站和通信机房提高能效提供了指导方案。安科瑞为数据中心提供智能精密配电柜或智能小母线解决方案，配合数据中心和5G通信基站能效管理系统，帮助数据中心从高压变电站管理到末端单柜能耗数据，建立数据中心数字化系统，为数据中心和5G基站节能降耗提供管理策略和数据支持。

 数据中心能效监测

●工业企业能源管理

        AcrelEMS能效管理系统除了计算企业能耗总量和能耗强度外，还可以帮助工业企业制定实施节能计划，建立节能目标责任制，开展能源管理体系认证。平台可设定能源计划以及生产计划，以此预测出能源使用量并以此制定能源绩效考核目标。

企业能源计划

●园区多能高效互补

        AcrelEMS能效管理平台根据园区用电特点配置包括分布式光伏、储能等方式扩展园区供电容量，结合园区内部充电桩、照明和空调等负荷控制提前规划企业用能控制策略，把园区生产用电需求、新能源发电、可控负荷组成的企业微电网结合错峰避峰计划制定有序用电策略，制定预警线，也可以按照预先设置的优先顺序自动切除负荷，比如空调、充电桩等来响应电网需求响应，为企业可靠、高效用能提供数据和策略支持。

智慧园区电网、新能源、充电桩、可控负荷有效联动

●工业互联网+能效管理

        AcrelEMS能效管理平台提供工业组态功能，根据企业生产工序工艺提供2D/3D组态界面，实时反映企业生产系统和辅助系统运行状况和能耗数据，协助企业更直观了解生产运行情况，以工业互联网为载体、以能效管理为对象的平台化设计、数字化管理等融合创新模式。

工业企业工艺组态分析

●提升主要用能设备能效

        AcrelEMS能效管理平台针对工业企业主要用能设备如空压机、冷热水系统等设备的能效进行监测分析，计算综合能效是否对标，帮助用户发现能效提升空间并提供解决方案，包括空调水系统的变频改造或更换高能效的空压机等，找到电机最佳的运行区域，降低企业总体能耗。

冷热水管网和锅炉能效监测

●重点用能单位能耗

        对于地方政府来说，要实现能耗双控的目标，首先需要关注的是重点用能单位能耗数据，建设区域性能耗管理大平台，重点监测“高能耗，高排放”的规模以上“双高”重点用能单位，增量上限制“双高”项目上马，通过经济和行政手段促进双高企业降低能耗总量和能耗强度，提高能源利用效率。

重点用能单位能耗监测

安科瑞EMS能源管控平台还能够与钢铁厂的ERP 系统和 MES 系统之间的无缝集成和信息传递，可以向 ERP 系统、MES 系统提供完整的能源分析数据和分析结果，ERP 或 MES 系统也将按照能源管理和趋势预测分析的需要，向能源管理系统提供全企业的生产计划、检修计划以及其它方面的生产实际信息和过程控制信息。这种多样化的信息交互方式能够更好地解决钢铁厂能源评价体系中的不合理因素，管理人员能够结合当前生产组织现状及时掌握能源消耗及配置情况，并对环境状况的评估具有重要作用。

总结：安科瑞EMS能源管控平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对钢铁厂的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测钢铁厂电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助钢铁厂针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，为钢铁厂调整负载、调整负荷率、削峰填谷、无功补偿、更新设备提供基础数据和支持，帮助钢铁厂加强能源管理、提高设备运行效率和能源利用效率、保证设备经济运行、挖掘节能潜力，成本低，回收期短，经济效益明显，不仅可以提高钢铁厂企业的核心竞争力，同时是保护环境和社会可持续发展的基础和源泉，响应国家对于节能降耗的政策。