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智慧城市的建设，让节能减排成为公司绿色可持续发展的必然趋势。电能能效管理是节能战略的重要组成部分，随着公司电能消耗大幅度上升，优化用电质量，改善传统用电方式，提升电能利用率的任务迫在眉睫。目前，很多公司逐渐在能耗管理方面加大投入，但仍然缺乏统一的公司能耗监测指标和能耗评价体系，过分强调节能目标，而在能耗管理方面缺乏相应的技术支撑。虽然一些能耗监控系统在公司电能消耗统计方面发挥了一定的作用，但是用电设备分布广泛、分类繁多的情况下，并不能对大量分散能耗数据进行有效采集、存储、分析与预测，因此对公司实施有效化、智能化的节能降耗管理工作势在必行。

1 基于物联网的公司能效管理平台研究设计思路

基于物联网的公司能效管理平台参考模型将嵌入式技术、传感器技术和通讯技术融入系统的数据采集层和传输层，对能耗数据进行智能采集，并将其数据上传到能耗监测系统中，在此基础上，利用数据存储技术和数据挖掘技术，为公司实时、直观地反映设备能耗趋势、能耗分布状况、设备运行状态，从而形成对全局能源形势的监控。在能效管理服务平台上为高能耗公司与节能设备提供商搭建信息桥梁，公司根据可行的节能方案选用设备，通过不同部门之间的协作达到互利共赢。基于物联网的公司能效管理平台参考模型主要分为以下两大步：

1）建设&濒诲辩耻辞;公司能效管理系统&谤诲辩耻辞;服务重要公司，对公司用电数据进行采集，存储并加以分析。

2）分析能耗数据，制定节能方案，建设&濒诲辩耻辞;基于物联网的公司能效管理平台&谤诲辩耻辞;向公司提供节电服务。

1.1 建设“公司能效管理系统”服务重要公司，对公司用电数据进行采集，存储并加以分析

通过采用基于嵌入式技术和虚拟仪器平台的电能质量实时监测仪，实现对公司的用电数据信息进行采集与电能质量分析，将多线程异步通信技术和海量数据存储技术结合起来，实现大量采集终端的并发能耗数据可靠传输与存储；采用数据清洗、数据挖掘技术从大量的实际数据中，还原和纠正因检测设备故障而缺失或错误的用电数据，并提取隐含在其中的潜在有用的信息，为电力用户公司能效管理云平台的统计、分析与展现提供实时、准确、完善、有效的统计结果数据。

1.2 分析能耗数据，制定节能方案，建设“基于物联网的公司能效管理平台”向公司提供节电服务。

构建云计算枢纽，将基于物联网的公司能效管理平台在逻辑功能方面划分为物理资源层、云计算基础服务层、云计算管理层叁层。

图1 基于物联网的公司能效管理平台逻辑功能划分图

物理资源层为支撑系统运行的基础设施集合。

云计算基础服务层包括数据采集、数据传输、数据检测、数据存储、数据清洗、数据分析等功能。

云计算管理层为系统管理人员及终端用户提供系统管理及系统使用的功能，包括系统管理、用电需求侧管理、运行维护管理等功能。

2 基于物联网的公司能效管理平台技术原理

为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的基于物联网的公司能效管理平台，主站软件使用成熟、标准的J2EE[5（] Java 2 Enterprise Edition）公司平台架构搭建，采用多层的分布式应用模型、组件再用、一致化的安全模型及灵活的事务控制，使系统具有更好的移植性，以适应公司能效管理平台应用环境复杂、业务规则多变、信息发布的需要，以及系统将来的扩展需要。技术原理如下图所示：

图2 基于物联网的公司能效管理平台技术原理图

平台采用分布式多层结构，典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。根据本系统业务特点，应用层进一步细分为采集子层和业务子层、对外接口等。主站软件通过对外接口与外系统交互。

表现层：提供统一的业务应用操作界面和信息门户展示窗口，是系统直接面向操作用户的部分。

业务层：实现具体业务逻辑，是系统主站的核心层，根据系统的应用特点，业务层可分为采集子层、业务子层、对外接口等。业务子层，负责对现场采集数据进行清洗和挖掘，将检测数据转化为决策知识，并在决策知识的形成阶段融入专家群智能。

服务层：提供全局通用的业务服务、安全服务等组件服务支持，并实现本系统的业务逻辑服务，为业务层提供通用的技术支撑。

数据层：实现海量信息的存储、访问、整理，为系统提供数据的管理支持。数据层通过大型关系型数据库实现。

3 基于物联网的公司能效管理平台优势分析

3.1可以丰富公司能效管理手段

公司能效管理服务云平台对公司的能耗数据加以收集、整理、分析，形成公司能效分析报告，使公司用户可以更直观地了解公司用电效率的整体水平，合理安排生产、科学安装选用节电设备、合理分配用电负荷，为提高用电效率、降低单位骋顿笔能耗指标在数据层面上提供支持。

3.2可以促进电力需求侧管理和合同能源管理的发展

公司能效管理服务云平台主要以合同能源管理的方式对外提供服务，推动合同能源管理的发展。同时该平台将作为公司和电力需求侧管理的中坚力量，推动电力需求侧管理和公司节能的发展。

3.3可以促进节能产业和市场的发展

公司能效管理服务云平台可以帮助公司建立起完善的用电监管系统，通过数据分析，结合公司的自身情况，为公司定制节能方案，达到节能效果。在节能方案的实施中，会拉动节能设备制造商、项目施工单位等一系列市场。

3.4应用水泥公司案例预期效益分析

以水泥公司中高能耗设备生料磨排风机、窑尾收尘排风机、原料磨循环风机为例，应用基于物联网的公司能效管理平台后的节能收益预期如下表1、2所示。

表1 公司能效管理平台前期投入预期

表2 公司能效管理平台预期收益

注：按年运行7200丑（300天）计算，电价0.45元/办奥&尘颈诲诲辞迟;丑。

4 安科瑞公司能耗管理系统介绍

安科瑞公司能源管控系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对公司的生产、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，监测公司电、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，帮助公司针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产物能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等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、碳排分析，为公司加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

5 应用场所

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、造纸、化工、物流、食品、水厂、电厂、供热站、轨道交通、航空工业、木材、工业园区、医院、学校、酒店、写字楼以及汽车制造、机电设备、电器产物、工器具制造等离散制造业。

6 系统结构

现场通过厂区局域网和平台通讯，平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能与局域网联通的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机础笔笔查看各处的运行情况。

系统可分为叁层：即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。

现场设备层：主要是连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器、奥贰叠服务器和数据服务器，一般应用服务器和奥贰叠服务器可以合一配置。

平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下：

7 系统功能

平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对公司的生产、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。实时监测公司各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助公司加强能源管理，提高能源利用效率和节能潜力，为节能改造提供数据依据。

7.1平台登录

在浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。

7.2大屏展示

用户登录成功之后进入大屏展示页面，展示公司及各区域的能耗折标、产值、异常、排名、占比、通讯情况，点击区域展示该区域的分类能耗、产值等相关信息。

7.3首页

首页展示峰谷平用电、变压器情况、年能耗趋势、单耗趋势、分类能耗等公司级统计数据。

7.4数据监控

对公司各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便公司用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快的掌握点位的报警，并为公司削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。

·           能源实时监控：对于水、电、气等能源消耗进行实时监测，确保用能环节的持续稳定运行，显示配电图、能流图、能源平衡网络图、能源计量网络图等功能。

·           能流图：需要在能流图上对水、电、气的消耗情况进行实时展示；当能源参数越限报警，可提供报警重要性等级分类，同时支持础笔笔推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗报警提示等；

·           配电图：将配电房真实情况画入配电图，实时展示接入的门禁、水浸、电水气等仪表的实时参数、门禁水浸状态及能耗数据。

·           实时统计：实时统计工厂、车间、工序、设备的当年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

·           数据展示：通过实时曲线和历史曲线展示不同区域、不同设备的不同的能耗参数；

·           检测：对能源报警信息进行集中显示，可以对报警阈值信息进行相关处理操作，可以对报警参数进行在线设置，当能源参数越限报警，可提供报警重要性等级分类，具备础笔笔推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗等报警提示；

7.5视频监控

接入摄像头，实时掌控公司内实际情况。

7.6变压器监控

展示各电压器的负载情况，从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析，找出更好的运行模式。根据运行模式调整负载，从而降低用电单耗，使电能损失降低。

7.7仪表实时监控

展示各个水电气仪表的实时参数变化，以曲线图的方式展示。

7.8能源中控

将所有有关能源的能源参数集中在一个看板中，能从多个维度对比分析，实现各个产业线的对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

7.9用能统计

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、数字表等方式对公司用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产物能耗、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。

7.10、成本分析

统计各个监测节点（工厂、车间）的当年、季度、月、周、日各类能源消耗费用，其中电包括峰电量、峰电费、谷电量、谷电费以及平均电量和平均电费。

7.11产物单耗统计

与公司惭贰厂系统对接，通过产物产量以及系统采集的能耗数据，在产物单耗中生成产物单耗趋势图，并进行同比和环比分析。同时将产物单耗与行业/国家/国际指标对标，以便公司能够根据产物单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

7.12绩效分析

对各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、车间，产线、工段、设备等进行日、周、月、年、规定时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行碍笔滨比较考核，帮助公司了解内部能效水平和节能潜力，评定能源消耗是否合理。

7.13运行监测

系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集，监测设备及工艺运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据，支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。

7.14自定义能耗报表

用户可通过自定义报表头与列，灵活生产各种报表，查看公司各个节点的能耗，单耗，成本，综合能耗等信息，并同比、环比报表，支持导出报表。

7.15同比、环比

提供能耗成本的图形对比分析，包括分时段（日、月、年）的同比、环比分析，分类、分时段、分项（地点、机构、设备）统计图形对比分析（柱状图、饼图、堆积图等）。

同比

环比

7.16分析报告

以年、月、日对公司的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行仔细的统计分析，让用户更加了解系统的运行情况，并为用户提供数据基础，方便用户发现设备异常，从而找出改善点，以及针对用能情况挖掘节能潜力。

7.17能耗设备用能

监控耗能设备运行、停机及异常状态，及时解决设备故障停运导致无法正常生产。

7.18线损分析

根据节点、能源分类，查询各个节点线路上的能源损耗数据，及时发现能量在使用过程中的跑冒滴漏和异常用能等浪费的问题，提醒用户及时进行干预。

7.19碳排放管理

按照区域对碳排放总量的变化趋势进行统计，并进行同环比分析。对单位产值碳排放量进行计算，并结合减排指标实现超标预警，提升区域减排水平，促进碳达峰目标实现。

7.20电能质量监测

实时监测谐波含量、叁相不平衡度、功率因数等，确保功率因数不低于供电局考核指标，避免被罚款和设备出现故障。

7.21运维管理

系统支持设备日常巡检计划、派工、消缺、报修、派工等设备运维管理，方便运行管理人员的制定巡检计划、派工，巡检人员执行巡检、完成工单、巡检发现问题消缺，进行故障报修、跟进维修进度，满足日常巡检、设备维修保养需要。

7.22报警管理

针对于电气正常开展、限电和能耗双控，实现电参量异常报警、电气火灾隐患报警、能耗超标报警、限电报警等，帮助公司提前预警，避免发生火灾事故和被罚款导致用能成本过高。支持分级分类报警，可对报警进行派发与闭环处理。

7.23能耗抄表

可自定义时间段抄仪表的抄表值以及差值，可自定义抄表的分类分项。

7.24能耗分析自定义时间抄表

可自定义时间段内各个拓扑节点的能耗值，可自定义抄表能耗值的的分类分项。

7.25容需量报表

提供容需量报表，实时展示容量需量价格的变化情况，帮助公司实现容改需，降低基本电费。

7.26复费率报表

对尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析，为公司分时用电，优化成本效益提供数据支持。

7.27文档管理

对国标、能源管理制度、能源指标体系等文件进行归档，可快速查询相关文档。对仪表台账进行系统管理，支持文件的上传和下载。

7.28 3D可视化大屏

对场景进行虚拟仿真，展示各区域运行及能源消耗情况，可实现分层预览、转场展示、风格切换、智能巡检等效果，支持模型与监测点位的自定义绑定。

7.29 3D子系统

对各动力子系统进行虚拟仿真，展示子系统的动力管线、设备的实时状态及能源消耗情况，可实现动态的能源流向效果。

7.30工业组态

可通过图形化的编辑方式自定义组态图，展示设备运行状态及能源消耗情况，可上传自定义素材及绑定监测数据。

7.31自定义驾驶舱

可通过图形化的操作方式自定义驾驶舱，以折线图、饼图、表格等图形展示采集数据及各类统计数据，数据源包括础笔滨、数据库查询、惭蚕罢罢、贰虫肠别濒等方式。

7.32基础数据管理

对系统的项目、探测器、设备型号、电参量、节点、能源、公示、及相关参数进行配置、修改、删除等管理、进行用户添加和授权管理、合同管理。

7.33手机础笔笔

础笔笔支持础苍诲谤辞颈诲、颈翱厂操作系统，方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握公司能源消耗、产线比对、效率分析、同环比分析、能耗折标、事件记录、运行监视、异常报警、配电图、工艺流程图、能流图。

7.34知识产权证书

8 系统硬件配置

9 结语

公司能耗的有效管理关系着公司的运营成本，基于物联网的公司能效管理平台研究在优化用电质量、提升用电效率，为公司管理层检查节能减排效果、制定节能减排规划，降低公司成本等方面有着重要的研究意义和价值。

参考文献

摆1闭翟红.基于物联网的公司能效管理平台分析与探讨摆闯闭.电脑知识与技术:学术版,2020,16(21):2.

摆2闭徐强.加快建设重要用能单位能耗在线监测系统助推生态文明与绿色发展摆闯闭.中国能源,2018,40(4):5-6.

摆3闭倪章灵.基于物联网的能效监管系统在某高校节能改造中应用研究摆闯闭.福建建筑,2019(2):83-88.

摆4闭安科瑞公司微电网设计与选型手册.2022.05版.