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關(guān)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(hào): U231+.92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
引言:地鐵作為城市交通的大運(yùn)量運(yùn)輸系統(tǒng),能源消耗量大,特別是電能消耗,是國家重點(diǎn)用能單位。深圳地鐵一直都把節(jié)約能源作為一項(xiàng)重要工作,成立由技術(shù)部、維修部和車務(wù)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(shí),到二期工程建設(shè)能源管理系統(tǒng)全面開展,從粗放的能源統(tǒng)計(jì)到分項(xiàng)計(jì)量、節(jié)能診斷和優(yōu)化的發(fā)展過程,摸索出一套切實(shí)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(shí)節(jié)能。
1.1技術(shù)選型
地鐵電能主要消耗在牽引用電和機(jī)電用電。牽引用電節(jié)能重點(diǎn)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(diǎn)討論機(jī)電類負(fù)荷。通過選擇高效節(jié)能型產(chǎn)品來達(dá)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(yùn)行模式。
1.2管理模式
節(jié)能需要調(diào)整管理模式配合落實(shí),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(shè)備區(qū)除值班室外為開啟事故照明??照{(diào)系統(tǒng),空調(diào)根據(jù)氣溫調(diào)節(jié)冷水機(jī)組的負(fù)荷,對(duì)U/O風(fēng)機(jī)運(yùn)營(yíng)期間停止運(yùn)營(yíng),僅在運(yùn)營(yíng)結(jié)束后區(qū)間施工作業(yè)時(shí)提供通風(fēng)換氣1。
1.3 監(jiān)測(cè)手段
以月為單位,人工統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)牽高壓引變電所表計(jì)和低壓400V低壓柜進(jìn)線表計(jì)。
1.4 節(jié)能效果和優(yōu)缺點(diǎn)分析
從技術(shù)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(shí)間不一致等原因差生誤差。以月為單位的統(tǒng)計(jì)周期過長(zhǎng),無法及時(shí)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(biāo)。
二期工程能源管理
深圳地鐵二期工程蛇口線,在高低壓側(cè)設(shè)置智能表計(jì),匯成了能源管理系統(tǒng)。
2.1監(jiān)測(cè)范圍
監(jiān)測(cè)主變電所,牽引負(fù)荷用電和各車站低壓負(fù)荷。
2.1.1高壓監(jiān)測(cè)設(shè)置
高壓表計(jì)在110KV主變電所、35KV牽引變所保護(hù)儀表的測(cè)量功能,含電流、電壓、有功/無功電量等測(cè)量及計(jì)量功能。
2.1.2低壓監(jiān)測(cè)設(shè)置
根據(jù)低壓計(jì)量的要求,有計(jì)費(fèi)和考核兩大類,考核由于進(jìn)線和分回路的檢測(cè)具體功能不同分為考核I型和考核II型。計(jì)費(fèi)型采用帶遠(yuǎn)傳功能的機(jī)械表,計(jì)量精度0.5級(jí),含電流、電壓、有功/無功電量等測(cè)量及計(jì)量功能??己薎型,計(jì)量精度1級(jí),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(cè)量及計(jì)量功能。考核II型表計(jì),計(jì)量精度1級(jí),電流、電壓、 有功/無功功率、有功/無功電量等測(cè)量及計(jì)量功能。
低壓負(fù)荷種類繁多,涉及進(jìn)線,環(huán)控,照明,信號(hào),廣告,商鋪等。根據(jù)商業(yè)計(jì)費(fèi)和計(jì)量考核的節(jié)能潛力,以及大負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的需要等原則,對(duì)能源管理需要統(tǒng)計(jì)回路進(jìn)行選取。
對(duì)于低壓總進(jìn)線、環(huán)控進(jìn)線、三級(jí)負(fù)荷、母聯(lián)等總線回路,開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視的需要采用考核I型表計(jì)。
對(duì)于環(huán)控系統(tǒng)(環(huán)控三級(jí)負(fù)荷,VRV機(jī)組)和冷水機(jī)組,功率大,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),耗電量大,是節(jié)能潛力大,采用考核II型表計(jì)。
商用負(fù)荷中公眾通訊、警用通訊、廣告照明、商鋪照明等涉及電費(fèi)收取,采用計(jì)費(fèi)型表計(jì)。
對(duì)于照明類負(fù)荷,在車站分為工作照明、節(jié)電照明、應(yīng)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(jì)。應(yīng)急照明,長(zhǎng)明燈,節(jié)能潛力小,設(shè)置就地顯示的電流表。
弱電系統(tǒng)用電,多從設(shè)備本身的節(jié)能著手釆購節(jié)能型產(chǎn)品,運(yùn)營(yíng)后期的節(jié)能挖掘潛力不大,設(shè)置就地顯示的電流表。
電梯扶梯類負(fù)荷,扶梯均采用了變頻技術(shù),后期管理節(jié)能空間小,設(shè)置就地顯示的電流表。
水泵類負(fù)荷,均采用自動(dòng)控制按需運(yùn)行,節(jié)能潛力不大,設(shè)置就地顯示的電流表。
根據(jù)以上原則,形成標(biāo)準(zhǔn)站的計(jì)量回路。為了更好監(jiān)測(cè)車站各類負(fù)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(fù)荷回路統(tǒng)計(jì)。
由于地鐵用電設(shè)備種類多,數(shù)量大,且分散在各設(shè)備房,不宜用分散采集,因?yàn)榉稚⒂?jì)量需要從末端設(shè)備處敷設(shè)大量數(shù)據(jù)采集管線至能源管理系統(tǒng),所以計(jì)量裝置宜集中設(shè)置在地鐵變電所、環(huán)控電控室內(nèi),以便于計(jì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、人工校對(duì)以及計(jì)量表計(jì)的測(cè)試和維護(hù)2。
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
前端智能表計(jì)完成數(shù)據(jù)采集,低壓側(cè)的計(jì)費(fèi)型表計(jì)和考核II性表計(jì)在能源管理通信器集成后通過光纖傳輸?shù)侥茉垂芾矸?wù)器,低壓考核I型表計(jì)和高壓表計(jì)由SCADA系統(tǒng)完成匯總傳輸?shù)侥茉垂芾矸?wù)器,能源管理系統(tǒng)功能集成。在車站和調(diào)度中心設(shè)置工作站,在監(jiān)控中心設(shè)置服務(wù)器。
2.3監(jiān)測(cè)功能
能源管理的用戶主要有維修高\(yùn)低壓技術(shù)人員、車務(wù)部站務(wù)人員、技術(shù)部管理人員、調(diào)度中心監(jiān)控人員等,根據(jù)用戶的需求設(shè)置查詢用戶,管理員等幾類用戶權(quán)限,分別對(duì)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)查詢,報(bào)警處理,儀表維護(hù)等功能,具體的功能有:
1) 實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控表計(jì)的數(shù)據(jù)。累積電能的實(shí)時(shí)值,功率因素等。
2) 趨勢(shì)功能:各類負(fù)荷能耗趨勢(shì)曲線圖,時(shí)間間隔從5秒至1小時(shí)可調(diào)。
3) 數(shù)據(jù)查詢和存檔功能:根據(jù)負(fù)荷分類,可按車站、系統(tǒng)、時(shí)間等原則分類查詢。
4) 報(bào)表功能,主要根據(jù)負(fù)荷分類,統(tǒng)計(jì)形成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的數(shù)據(jù)報(bào)表和圖形報(bào)表。
5) 數(shù)據(jù)接口。與外部OA網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)接口,可通過網(wǎng)頁等模式瀏覽監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
2.4節(jié)能效果和優(yōu)勢(shì)
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(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù),趨勢(shì)告警等功能。為了對(duì)比節(jié)能效果,選取蛇口線初期工程(含12車站和1個(gè)車輛段)的低壓能耗作比較,2011年全年電耗4085.08萬千瓦時(shí)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(shí),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(xiàng)統(tǒng)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)節(jié)能措施的落實(shí)和設(shè)備運(yùn)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(guān)鍵技術(shù)
能源管理系統(tǒng)的建設(shè),既可能是來自對(duì)現(xiàn)有高低壓開關(guān)柜更新改造功能,也可能是全新工程建設(shè),把握其中關(guān)鍵技術(shù),對(duì)起到事半功倍的效果。
3.1底層智能表計(jì)選型和回路設(shè)計(jì)。對(duì)重點(diǎn)回路的選取,在表計(jì)選型中堅(jiān)持種類的盡可能統(tǒng)一,簡(jiǎn)化接口,減少維護(hù)量。
3.2網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和通信總線協(xié)議的選取和轉(zhuǎn)換,以及系統(tǒng)集成技術(shù)。能源管系統(tǒng)涉及多層的網(wǎng)絡(luò),需要可靠協(xié)議轉(zhuǎn)換。
3.3海量數(shù)據(jù)處理和并行計(jì)算技術(shù),研究數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)和訪問。地鐵車站數(shù)在30個(gè)左右,車站統(tǒng)計(jì)回路不少于80個(gè),實(shí)時(shí)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(jì),到分項(xiàng)計(jì)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(shù)結(jié)合,做到實(shí)時(shí)監(jiān)視,能耗自動(dòng)分析,預(yù)警和節(jié)能措施建議,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
參考文獻(xiàn):
智能電表行業(yè)龍頭
進(jìn)入能源管理業(yè)務(wù)
今日股價(jià):21.80元
今日投資個(gè)股安全診斷星級(jí):
公司是由國家科技部認(rèn)定的國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè),專業(yè)從事用電管理系統(tǒng)、電子式電能表、標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表及軟件產(chǎn)品的研發(fā),制造及銷售。公司是國內(nèi)高端電能表業(yè)的開拓者,也是國內(nèi)領(lǐng)先的電力設(shè)備與軟件制造商。公司將長(zhǎng)期受益于智能電網(wǎng)的建設(shè),在智能電表方面的招標(biāo)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
業(yè)績(jī)實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng)
上半年,公司實(shí)現(xiàn)收入28491萬元,同比增長(zhǎng)99.9%;凈利潤(rùn)5081萬元,同比增長(zhǎng)93.8%,略好于我們的預(yù)期。這是自2008年以來,公司首次出現(xiàn)業(yè)績(jī)高增長(zhǎng)。
從細(xì)分產(chǎn)品看,總體表現(xiàn)優(yōu)異。其中,電力自動(dòng)化產(chǎn)品(包含電力自動(dòng)化、電源和變頻器等)實(shí)現(xiàn)收入12911萬元,增長(zhǎng)156%,毛利率提高12.2個(gè)百分點(diǎn);電工儀器儀表(包含標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表和電子式電能表等)實(shí)現(xiàn)收入15320萬元,增長(zhǎng)87%,毛利率下降4.3個(gè)百分點(diǎn)。電力自動(dòng)化產(chǎn)品中,電源業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入649萬元;同比下降15%;變頻器業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入1721萬元,增長(zhǎng)17.3倍。簡(jiǎn)單測(cè)算,電力自動(dòng)化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入10541萬元,增長(zhǎng)152%。增速超出了市場(chǎng)預(yù)期,隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整,公司未來的持續(xù)增速可期。
相對(duì)而言,收入占比最大的電工儀器儀表業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)比較容易理解。2009年被市場(chǎng)寄予厚望的智能電表市場(chǎng)在下半年才陸續(xù)啟動(dòng),公司在2009年12月底的招標(biāo)中,共中5個(gè)包,中標(biāo)總價(jià)為4362.4萬元。2010年5月,公司再次中標(biāo)19個(gè)包,總價(jià)為1.84億元。按照3-6個(gè)月的合同周期計(jì)算,2009年底的中標(biāo)在2010年上半年的業(yè)績(jī)中得到了體現(xiàn),而總價(jià)為1.84億元的中標(biāo)將在下半年實(shí)現(xiàn)收入。從毛利率看,儀器儀表有4個(gè)百分點(diǎn)的下降,與產(chǎn)品價(jià)格的下降有關(guān)。依據(jù)招標(biāo)數(shù)據(jù),單相和三相電表的產(chǎn)品價(jià)格下降達(dá)到20%以上,同時(shí)也反映出公司在成本控制上具有較強(qiáng)能力,預(yù)計(jì)繼續(xù)下降的空間有限。
智能電表招標(biāo)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)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(diào)度等六大環(huán)節(jié)及通信信息平臺(tái)進(jìn)行建設(shè),全面覆蓋傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的所有領(lǐng)域,這將為電力設(shè)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(zhǎng)期受益于電網(wǎng)建設(shè),未來的業(yè)績(jī)將持續(xù)增長(zhǎng)。
根據(jù)國網(wǎng)計(jì)劃,智能電網(wǎng)將在2011年進(jìn)入全面建設(shè)階段,在智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)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(xiàng)目,通過智能電表執(zhí)行用電端的雙向?qū)崟r(shí)通信,達(dá)到電網(wǎng)和用電終端的互動(dòng)。國網(wǎng)目前正在加速智能電表的更換,到2011年實(shí)現(xiàn)互動(dòng)用電試點(diǎn),預(yù)計(jì)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(dòng)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(shí)期,公司也將持續(xù)受益。
在2010年國網(wǎng)電表的第一次招標(biāo)中,公司是最大的贏家。在第一次招標(biāo)中,根據(jù)國網(wǎng)招標(biāo)公告顯示,科陸電子單相電表中標(biāo)103.42萬只,占總量的8.08%;三相電表中標(biāo)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(biāo)公告來看,公司三相電表中標(biāo)20127只,點(diǎn)總量的1.55%,較第一次中標(biāo)量有較大的下降,而其單相電表在第二次國網(wǎng)招標(biāo)中竟無一中標(biāo)。由此看,公司下半年業(yè)績(jī)將會(huì)出現(xiàn)一定的放緩,但隨著智髓電網(wǎng)建設(shè)的深入以及公司在電表方面的優(yōu)勢(shì),未來兩年內(nèi),公司仍將保持高增長(zhǎng)。
電力自動(dòng)化產(chǎn)品仍是未來業(yè)績(jī)的保障
公司電力自動(dòng)化產(chǎn)品主要是用電管理系統(tǒng),2010年中期營(yíng)業(yè)收入實(shí)現(xiàn)了同比增長(zhǎng)155.83%。智能電網(wǎng)建設(shè)可能帶動(dòng)用電管理系統(tǒng)的更新?lián)Q代,預(yù)計(jì)未來可能有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái),公司業(yè)績(jī)將顯著受益于此??脐戨娮釉谟秒姽芾硐到y(tǒng)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額居行業(yè)第二,僅次于長(zhǎng)沙威勝集團(tuán),近幾年該業(yè)務(wù)增長(zhǎng)出現(xiàn)了停滯。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)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(jìn)入投資高峰期,公司作為行業(yè)龍頭,該業(yè)務(wù)將再次進(jìn)入高成長(zhǎng)通道。
2010年上半年變頻器實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1720.89萬元,較2009年同期增長(zhǎng)了17倍,占公司營(yíng)業(yè)收入的比例達(dá)到6%,成為公司核心業(yè)務(wù)之一。實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)利潤(rùn)559,305.18元,實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)562,188.72元,正式開始貢獻(xiàn)利潤(rùn)。國家提出到2020年單位GDP能耗比2005年下降40-50%的目標(biāo),國內(nèi)高壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)用高壓變頻器節(jié)電可達(dá)30%,中國變頻器市場(chǎng)目前正處于一個(gè)高速增長(zhǎng)的時(shí)期。預(yù)計(jì)2009年至2012年每年的市場(chǎng)增長(zhǎng)率將保持在40%以上,公司作為新進(jìn)入者基數(shù)較低,未來幾年的增速可能遠(yuǎn)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(wù),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(shì),預(yù)計(jì)有較好的發(fā)展前景。
巨資進(jìn)入能源管理業(yè)務(wù)
為響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召,進(jìn)一步優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),公司擬以現(xiàn)金方式出資5000萬元設(shè)立全資子公司科陸能源服務(wù)有限公司。該公司主要為企事業(yè)單位提供節(jié)能服務(wù)、能源監(jiān)測(cè)、能源管理、設(shè)備維護(hù)服務(wù)及EMC合同能源管理服務(wù)。
節(jié)能服務(wù)公司是一種基于合同能源管理機(jī)制運(yùn)作的、以盈利為直接目的的專業(yè)化公司。節(jié)能服務(wù)公司與愿意進(jìn)行節(jié)能改造的用戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同,為用戶的節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行投資或融資,向用戶提供能源效率審計(jì)。節(jié)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)、管理等一條龍服務(wù),并通過與用戶分享項(xiàng)目實(shí)施后產(chǎn)生的節(jié)能效益來盈利和滾動(dòng)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過合同能源管理的方式,項(xiàng)目的節(jié)能率一般可保持在10-40%,最高可達(dá)50%。
據(jù)悉,在國家大力推動(dòng)節(jié)能減排的背景下,2008年中國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)到417.3億元,合同能源管理項(xiàng)目年節(jié)能能力達(dá)569.27萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排二氧化碳367.18萬噸碳。同時(shí),中國節(jié)能協(xié)會(huì)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)的會(huì)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(huì)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)介紹,合同能源管理在“十一五”期間的目標(biāo)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(shí)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(shí)現(xiàn)以下主要功能:
能源監(jiān)測(cè)計(jì)量,可從現(xiàn)場(chǎng)的二次儀表直接采集數(shù)據(jù)(包括RS485串口協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)或電壓信號(hào)),信號(hào)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(jī)DCS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。高信數(shù)據(jù)采集二次儀表選型標(biāo)準(zhǔn)為“一表多用”,即同一塊二次儀表可同時(shí)采集溫度、壓力、流量等多種信號(hào),為客戶大大節(jié)約了成本。
能源統(tǒng)計(jì)分析,系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)計(jì)量的基礎(chǔ)上,用一整套指標(biāo)體系和特有的計(jì)量形式,并采用科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法.研究能源的資源,流轉(zhuǎn)、消費(fèi)以及能源系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程及其數(shù)量關(guān)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(yīng)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度、能源消耗計(jì)劃、核算管理、監(jiān)測(cè)和計(jì)量自動(dòng)化、數(shù)據(jù)處理和分析、能源管理和考核、能源供需實(shí)績(jī)分析、能源質(zhì)量管理、報(bào)警管理、事故預(yù)案與分析、能源審計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化及閉環(huán)控制等。
對(duì)標(biāo)預(yù)警,幫助節(jié)能管理部門乃至企業(yè)實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的對(duì)標(biāo)分析和同比分析,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)警和歷史對(duì)比預(yù)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展過程中的問題并及時(shí)解決,充分實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、高效發(fā)展的目的。
預(yù)測(cè)優(yōu)化,系統(tǒng)利用企業(yè)生產(chǎn)過程中能耗的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),采用一些現(xiàn)代新的預(yù)測(cè)理論及技術(shù)來對(duì)企業(yè)未來能耗狀況進(jìn)行較精確的預(yù)測(cè),對(duì)不合理的能耗狀況進(jìn)行優(yōu)化,分析和評(píng)價(jià)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(guān)政策提供科學(xué)的依據(jù)和平臺(tái)。
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(lǐng)域有豐富的技術(shù)和產(chǎn)品積淀,而且他們?cè)谙到y(tǒng)實(shí)施過程中展現(xiàn)的敬業(yè)精神和技術(shù)水平也確實(shí)令我們滿意,希望他們能夠?yàn)楦嗟钠笫聵I(yè)單位帶去節(jié)能福音。
管理節(jié)能是對(duì)技術(shù)節(jié)能的補(bǔ)充,智能技能和提高能源系統(tǒng)靈活性也是有效辦法。
新動(dòng)向一:管理節(jié)能
節(jié)能可以是一種技術(shù),也可以是一種管理。
《中國連鎖》記者采訪ibm相關(guān)人士時(shí),他表示,你要進(jìn)行節(jié)能改造,首先要明白,你的能耗是否合理,與同行要進(jìn)行對(duì)比、分析,看是否需要改造。
“不僅如此,我們和商家合作時(shí),主要是先在他的某個(gè)區(qū)域打造一個(gè)樣板間,進(jìn)行測(cè)算,然后據(jù)此確定分成比例,以及付費(fèi)的方式。”
打造樣板間的模式應(yīng)該為連鎖企業(yè)借鑒,這樣做可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)節(jié)能改造的產(chǎn)出比。
其實(shí)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(jìn)行節(jié)能改造,以零投資實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo),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(shí)表示。
目前,大多數(shù)連鎖超市的各個(gè)用電系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)單獨(dú)地用電計(jì)量,當(dāng)多個(gè)節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在多個(gè)用電系統(tǒng)中時(shí),無法得知單個(gè)用電系統(tǒng)的節(jié)能量,如果其中一個(gè)節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能技術(shù)并未實(shí)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(gè)商超總的節(jié)能量。
“歸根結(jié)底,現(xiàn)在商場(chǎng)和超市都無法實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)表示。
但現(xiàn)在,技術(shù)的發(fā)展正在補(bǔ)上這塊斷裂的鏈條。
做節(jié)能改造,關(guān)鍵是要知道哪些是需要改造的地方,因?yàn)橛行c(diǎn)需要改造,有些點(diǎn)根本無需改造。而能源管理系統(tǒng)就起到這種作用,相當(dāng)于能管理erp的平臺(tái)正讓連鎖企業(yè)的能源進(jìn)行精細(xì)化管理,分析哪些是合理的,哪些不是合理的。通過在每個(gè)終端上安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn),或每個(gè)支路都安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn),分析每個(gè)終端設(shè)備的能源消耗。這樣的能源管理平臺(tái)和emc平臺(tái)進(jìn)行融合,能解決主要矛盾,這就相當(dāng)于連鎖企業(yè)的能源erp系統(tǒng)。
單純用emc會(huì)很盲目,尤其是上萬平米的商場(chǎng),到底哪里需要多少能源,如果僅憑拍腦袋有時(shí)并不準(zhǔn)確,這是需要定量分析的,而能源管理平臺(tái)可以和前面所安裝溫控設(shè)備和紅外探測(cè)設(shè)備結(jié)合,監(jiān)測(cè)人流,當(dāng)這些數(shù)據(jù)反饋到平臺(tái),就能發(fā)現(xiàn)哪一塊的空調(diào)需要調(diào),或者調(diào)高溫度或者調(diào)低溫度。
emc是技術(shù)節(jié)能,能源管理平臺(tái)是管理節(jié)能,二者相融合能事半功倍。“我們的平臺(tái)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(jìn)行行業(yè)內(nèi)的對(duì)標(biāo),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(jìn)行有效的節(jié)能改造。現(xiàn)在emc一般的分潤(rùn)期是5年,而5年后是否還能達(dá)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(tái)就可以把這些年的數(shù)據(jù)全部提取出來,分析原因,以進(jìn)一步采取措施,保持節(jié)能效果?!?/p>
新動(dòng)向二:智能節(jié)能
為了解決由于電力波峰波谷負(fù)載不同而產(chǎn)生的電網(wǎng)壓力和電力資源浪費(fèi)等問題,美國智能電網(wǎng)計(jì)劃在每個(gè)用戶家中都安裝了智能電表,在智能電網(wǎng)時(shí)代不同時(shí)間段的用電價(jià)格是不一樣的,通過智能電表,用戶可以選擇合適的時(shí)間段用電。
類似的項(xiàng)目在日本也在推行。
日本北九州市目前正在推進(jìn)智能社區(qū)實(shí)證項(xiàng)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(shí)證項(xiàng)目對(duì)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(jià)的“動(dòng)態(tài)定價(jià)”。通過地區(qū)能源管理系統(tǒng)(cems),將供求情況及電價(jià)等信息傳達(dá)給購物中心。當(dāng)電力供求緊張時(shí),購物中心會(huì)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(gè)設(shè)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(zhēng)優(yōu)化整個(gè)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(yù)測(cè)地區(qū)電力需求及發(fā)電量。實(shí)施在前一天制定削峰計(jì)劃并通知購物中心等實(shí)證實(shí)驗(yàn)。
購物中心將利用智能電表測(cè)量每個(gè)店鋪的空調(diào)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(shí)際用電狀況。在電力需求達(dá)到峰值的時(shí)段,各店鋪將根據(jù)各自的具體情況進(jìn)行節(jié)電。
智能電表可以說是一種通過利益驅(qū)動(dòng)實(shí)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(shù)手段實(shí)現(xiàn)節(jié)能,節(jié)能改造越來越和其他技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算相結(jié)合走向了智能化節(jié)能。
其中的一個(gè)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(yīng)用,如北京的五棵松商場(chǎng)和祥云商場(chǎng)等。智能照明可以實(shí)現(xiàn)分散和集中控制,精準(zhǔn)控制哪塊亮,哪塊不亮,不像以前,一開全部打開,浪費(fèi)能源。比較先進(jìn)的智能照明系統(tǒng)還能感受到人群的進(jìn)出,從而對(duì)照明進(jìn)行定時(shí),延時(shí)控制,從而節(jié)約能源。
rfid技術(shù)越來越多地被應(yīng)用在節(jié)能領(lǐng)域?!拔覀儾僮鞯捻?xiàng)目,在原來節(jié)能的基礎(chǔ)上正在實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能,原因就是應(yīng)用了無線射頻技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了能源的精確化管控,比如可以通過rfid技術(shù)計(jì)算來了多少人,需要多少新風(fēng)。這就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能?!薄痢琳f。
云計(jì)算是把計(jì)算資源放在網(wǎng)絡(luò)里,將網(wǎng)絡(luò)里的計(jì)算機(jī)虛擬成一臺(tái)前所未有的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。人們可以通過各種終端,享受由其提供的強(qiáng)大信息服務(wù)。這樣的高端技術(shù),其實(shí)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(chǎng)展區(qū)看到,來自北京的朗德華公司演示了融合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)開發(fā)的“智慧能源云管控平臺(tái)”,工作人員在電腦上輕點(diǎn)虛擬開關(guān),就可管控模型上的燈光、空調(diào)、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(tái),只能像“節(jié)能醫(yī)生”一樣,“望、聞、問、切”,查出建筑內(nèi)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(jì)算搭建的“智慧能源云管控平臺(tái)”,對(duì)一棟建筑乃至一個(gè)小區(qū)的建筑群進(jìn)行建筑能耗的優(yōu)化和管理,能更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,無需對(duì)建筑做結(jié)構(gòu)上的節(jié)能改造。
這也代表了一種趨勢(shì),節(jié)能改造的技術(shù)門檻正在提高,所以很多不具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的小公司將被擠出市場(chǎng)。
新動(dòng)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??傊岣吣茉聪到y(tǒng)的靈活性?!眎bm相關(guān)人士在某次峰會(huì)上講述了這一觀點(diǎn)。而目前日本的購物中心正在實(shí)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(dòng)了12家店鋪。而“智能永旺”將以往主要在單個(gè)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(kuò)大到了整個(gè)城市建設(shè)及社區(qū)建設(shè)中。永旺計(jì)劃以夢(mèng)樂城八幡東購物中心為開端,在2013年度內(nèi),首先啟動(dòng)4家“智能永旺”購物中心。
計(jì)劃今年夏季在大阪市開業(yè)的“永旺夢(mèng)樂城大阪dome city”也是其中之一。該購物中心采用的代表性設(shè)備就是燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)。它將配備2臺(tái)發(fā)電輸出功率為815千瓦的設(shè)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(zāi)害而停電時(shí),燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)可作為應(yīng)急電源,向食品賣場(chǎng)、防災(zāi)中心及會(huì)計(jì)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(jí)政府是推進(jìn)信息技術(shù)在節(jié)能減排領(lǐng)域應(yīng)用的主導(dǎo)力量,如工業(yè)和信息化部就借兩化融合之機(jī),大力推進(jìn)信息化促進(jìn)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(guān)于推薦兩化融合促進(jìn)節(jié)能減排重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)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(jìn)節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)交流會(huì),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(dǎo)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(jìn)節(jié)能減排的工作。北京市在2008年出臺(tái)了《北京市信息化促進(jìn)節(jié)能減排工作實(shí)施方案》,并編制了《北京市節(jié)能減排信息技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用方案匯編》(第一批),重點(diǎn)推進(jìn)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(diào)速技術(shù)、企業(yè)能源管理及調(diào)度系統(tǒng)、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、LED光源等技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用為代表的信息技術(shù)促進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能減排,同時(shí)繼續(xù)完善節(jié)能減排監(jiān)測(cè)和監(jiān)控信息平臺(tái)的建設(shè)。
在企業(yè)推進(jìn)信息技術(shù)在節(jié)能減排應(yīng)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排責(zé)任目標(biāo)或能耗指標(biāo)的過程管理和動(dòng)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(jié)構(gòu)信息和能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及報(bào)告的評(píng)估分析,完成節(jié)能減排總體目標(biāo)完成情況的匯總及評(píng)估等。
例如,寶鋼的能源中心實(shí)施監(jiān)控與信息管理系統(tǒng),就是在原日本引進(jìn)的能源中心技術(shù)上發(fā)展起來的,是一個(gè)覆蓋寶鋼一、二、三期工程個(gè)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(chǔ)自動(dòng)化、過程監(jiān)控及管理三個(gè)層面的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)供配電、給排水、動(dòng)力和環(huán)保等有關(guān)能源子系統(tǒng)的自動(dòng)控制及檢測(cè),作為實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)的海量?jī)?chǔ)存和二次加工等。
無論政府還是企業(yè),通過信息技術(shù)促進(jìn)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(cè)減排。
節(jié)能減排信息化發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,節(jié)能減排工作形勢(shì)日趨緊迫,對(duì)通過信息技術(shù)手段全面促進(jìn)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(lǐng)域、深化應(yīng)用、提高水平、落實(shí)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(wù)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(jìn)亟需通過頂層設(shè)計(jì)確立統(tǒng)一的發(fā)展模式和管理體系,進(jìn)而提出統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,突破行業(yè)間的信息隔離狀態(tài),構(gòu)筑跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的社會(huì)節(jié)能減排信息大平臺(tái)、大體系,建立多部門信息溝通與共享機(jī)制,從而避免重復(fù)建設(shè)和信息孤島等問題的出現(xiàn),全面提升信息化促進(jìn)節(jié)能減排的應(yīng)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(lǐng)域全面推進(jìn),就要求信息化應(yīng)用迅速跟進(jìn),在應(yīng)用范圍上進(jìn)一步拓展,并根據(jù)不同行業(yè)和領(lǐng)域的具體情況和需求做出針對(duì)性調(diào)整。
此外,對(duì)信息化體系功能上的需求也進(jìn)一步加強(qiáng)。簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)、顯示已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前發(fā)展形式的要求,未來對(duì)大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析,將形成有效的能耗預(yù)警和管控機(jī)制,另外信息技術(shù)通過與管理科學(xué)良性互動(dòng),可以輔助節(jié)能減排目標(biāo)制定、指標(biāo)分配與成效管理等多方面的工作。
在技術(shù)上,為突破舊有技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)功能跨越,需要以物聯(lián)網(wǎng),與計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)在節(jié)能減排信息化體系中得到更為廣泛和深入的應(yīng)用,從而大大提高節(jié)能減排管理時(shí)效性和工作效率。
例如,借助物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和高端軟件等新興技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)管理,以及實(shí)現(xiàn)圖形化、可視化展示,預(yù)測(cè)、預(yù)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(jìn)和新一代信息技術(shù)的落地實(shí)施,需要提供全方位的有力的保障措施。必須進(jìn)一步推廣和普及信息化促進(jìn)節(jié)能減排作用相關(guān)知識(shí)、推進(jìn)新下一代信息技術(shù)的深度應(yīng)用。此外,還需要建立節(jié)能減排信息技術(shù)從人才培養(yǎng)到技術(shù)研發(fā)再到推廣應(yīng)用的良性模式。
節(jié)能減排信息化構(gòu)架
基于新一代的信息技術(shù)的節(jié)能減排信息化總體構(gòu)架可以分為四層,分別是基礎(chǔ)設(shè)施層、信息集成層、應(yīng)用層和展示層。
展示層是基于新一代信息技術(shù)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(yīng)用層之上且直接面向用戶,為用戶提供政務(wù)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(wù)功能的不同,基于新一代信息技術(shù)的節(jié)能減排信息化體系包括監(jiān)管信息平臺(tái)和管理信息平臺(tái)兩大面向用戶的系統(tǒng)平臺(tái)。其中,監(jiān)管信息平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)單位能耗、溫室氣體排放等節(jié)能減排指標(biāo)的監(jiān)測(cè),主要面向政府主管單位和被監(jiān)管單位。
管理信息平臺(tái)主要掌握各個(gè)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(jié)構(gòu)信息和用能與排放基礎(chǔ)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(tái)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)也有不同。
以云計(jì)算、新型顯示技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合為代表的新一代信息技術(shù)在展示層的應(yīng)用具有廣闊的前景?;赥FT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)、PDP(等離子體顯示器)、OLED(有機(jī)發(fā)光顯示器)等新型平板顯示技術(shù)以及基于IPv6和4G等新型移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的移動(dòng)顯示終端具有輕薄便攜的和高通量移動(dòng)信息交互的特性,應(yīng)用于節(jié)能減排信息平臺(tái),將使管理工作更為便捷、高效。
同時(shí)采取云協(xié)同的概念發(fā)展的管理系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)客戶端交互信息在多平臺(tái)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(lǐng)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(shù),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(shù)的節(jié)能減排信息化體系的應(yīng)用層為用戶提供功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng),以滿足不同用戶的需求。應(yīng)用層的主要功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng)主要包括總量控制、用能填報(bào)、在線監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)查詢、分析決策、信息公開、平臺(tái)管理、過程控制及優(yōu)化等,基于這些功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng),可以實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域乃至全國范圍內(nèi)對(duì)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(cè)和控制管理。
用能填報(bào)模塊主要用于用能單位定期在線填報(bào)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(cè)模塊主要用于政府用能監(jiān)管部門實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用能單位當(dāng)前數(shù)據(jù),以及用能單位對(duì)自身能耗情況的實(shí)時(shí)管理和監(jiān)測(cè)。
統(tǒng)計(jì)查詢模塊主要支持政府用能監(jiān)管部門基于平臺(tái)數(shù)據(jù)庫,按照一定的時(shí)間范圍對(duì)用能單位、行業(yè)或地域的用能指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),并以圖形、表格的形式展現(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
分析決策模塊主要是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析的基本原則和方法,對(duì)節(jié)能減排綜合平衡狀況、能源消費(fèi)構(gòu)成、能源流轉(zhuǎn)、能源加工深度、能源儲(chǔ)存、能源經(jīng)濟(jì)效益、能源綜合利用以及與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的依存關(guān)系等方面,進(jìn)行分析、研究、判斷和推理,而基于新型顯示技術(shù)的可視化應(yīng)用系統(tǒng),可以實(shí)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(cè)部門進(jìn)行管理,主要介紹關(guān)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、指標(biāo)體系和對(duì)標(biāo)結(jié)果公示等,以及平臺(tái)能耗與排放信息;平臺(tái)管理模塊主要由平臺(tái)管理員進(jìn)行配置管理,提供定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的功能,包括用戶的定義、用戶角色權(quán)限定義、后臺(tái)數(shù)據(jù)管理等,以支撐平臺(tái)其他業(yè)務(wù)功能的應(yīng)用。
節(jié)能減排信息化的典型應(yīng)用
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺(tái)作為促進(jìn)地區(qū)、政府、企業(yè)間順利開展節(jié)能工作的重要平臺(tái),進(jìn)年來在世界范圍內(nèi)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(yīng)用工作。
比如美國能源信息局構(gòu)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(fèi)數(shù)據(jù)、支出數(shù)據(jù)、能源價(jià)格和排名數(shù)據(jù),以及依據(jù)數(shù)據(jù)行程的文本報(bào)告,供國家能源管理部門制定用能計(jì)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(jìn)展,在工業(yè)、建筑等重點(diǎn)能耗領(lǐng)域構(gòu)建了注入建筑節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等平臺(tái),但與國外先進(jìn)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(tái)作為推動(dòng)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(yīng)用力度,推進(jìn)平臺(tái)建設(shè)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(tái)政策力度日益加強(qiáng)。自2004年國家發(fā)改委《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》以來,中國節(jié)能減排工作日益深化,政府運(yùn)用信息化技術(shù)開展節(jié)能執(zhí)法監(jiān)督的力度將會(huì)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(guān)于建設(shè)工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通知》指出,為及時(shí)跟蹤了解工業(yè)節(jié)能減排進(jìn)展情況,準(zhǔn)確把握和分析發(fā)展趨勢(shì),提供基礎(chǔ)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(shè)節(jié)能減排信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并明確了建設(shè)目標(biāo)、主要功能和相關(guān)要求。
2012年3月,工業(yè)和信息化部了《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作的通知》,該通知指出,節(jié)能減排信息監(jiān)測(cè)是重要的基礎(chǔ)性工作,對(duì)于把握分析節(jié)能減排形勢(shì)、研究提出有關(guān)政策措施具有重要意義。
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)由中央政府各相關(guān)部委牽頭推動(dòng),由地方各級(jí)政府相關(guān)部門組織建設(shè),由各地區(qū)用能企業(yè)、機(jī)構(gòu)、實(shí)體配合實(shí)施,自上而下覆蓋多級(jí)管理機(jī)構(gòu)和監(jiān)管對(duì)象。其中用能部門是平臺(tái)監(jiān)管對(duì)象,涵蓋了工業(yè)、交通、建筑、公共機(jī)構(gòu)四大重點(diǎn)用能領(lǐng)域。平臺(tái)管理對(duì)象為政府主管部門,包括地方政府主管部門和上級(jí)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(tái)的直接使用者,其職責(zé)是獲取監(jiān)控對(duì)象的用能數(shù)據(jù),保證監(jiān)管數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性,并將數(shù)據(jù)上報(bào)至上級(jí)主管部門。上級(jí)主管部門是指地方政府主管部門的上級(jí)行政管理單位。
節(jié)能減排信息監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)框架可以定義為四層兩體系,其中四層為:表現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層,兩體系為信息安全防護(hù)體系和信息標(biāo)準(zhǔn)體系。
綜合看來,我國節(jié)能減排監(jiān)管平臺(tái)還處于起步階段,平臺(tái)功能單一,以檢測(cè)為主,不分項(xiàng)目還不具備預(yù)警功能,對(duì)監(jiān)控和用能單位上還不能起到很好的服務(wù)和決策作用。但整個(gè)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)施正處在高速的建設(shè)與不斷的進(jìn)步中。
(本文摘自《新一代信息技術(shù)在兩化深度融合中的應(yīng)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(yīng)用
中國是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國,能源成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的支撐。
能源問題已不再單純是一個(gè)經(jīng)濟(jì)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(duì)日趨強(qiáng)化的資源環(huán)境約束,必須增強(qiáng)危機(jī)意識(shí),樹立綠色、低碳發(fā)展理念,以節(jié)能減排為重點(diǎn)。
而目前我國節(jié)能減排的形勢(shì)非常嚴(yán)峻,國家已將節(jié)能減排作為一項(xiàng)長(zhǎng)期國策擺在了突出重要的地位。陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)政策法規(guī)以及一系列行政和經(jīng)濟(jì)手段,來共同推動(dòng)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(shì)必將引導(dǎo)行業(yè)拉開整合的大幕,抓住機(jī)遇的優(yōu)勢(shì)企業(yè)將在未來獲得更好的發(fā)展契機(jī)。
節(jié)能減排是一個(gè)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(dòng)消耗的能源;加熱、制冷消耗的能源;用電設(shè)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(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn);減少加熱、制冷環(huán)節(jié)的消耗,主要是鍋爐等;減少設(shè)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(qiáng)污染處理;實(shí)現(xiàn)循環(huán)應(yīng)用,加強(qiáng)污染物的處理。
想要提高節(jié)能減排技術(shù),就必須通過信息技術(shù)的應(yīng)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(dá)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(dá)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(dòng)的監(jiān)控能力,提高業(yè)務(wù)績(jī)效。具體到節(jié)能減排,支持能動(dòng)的對(duì)節(jié)能減排值班表的監(jiān)控能力,提高節(jié)能減排績(jī)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(shè)備進(jìn)行信息化改造,不僅可以有效監(jiān)控設(shè)備本身的消耗,還能監(jiān)控設(shè)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(dá)到對(duì)生產(chǎn)控制的目的以促進(jìn)工藝優(yōu)化、能耗降低、產(chǎn)量質(zhì)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(cè)減排。
【關(guān)鍵詞】能源審計(jì)工作;節(jié)能改進(jìn);建議;方法
按照《企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則》國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17166—1997),能源審計(jì)是指能源審計(jì)單位依據(jù)國家有關(guān)的節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)用能單位能源利用的物理過程和財(cái)務(wù)過程進(jìn)行的檢驗(yàn)、核查和分析評(píng)價(jià)。從國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能源審計(jì)的定義可以看出,能源審計(jì)不僅可以使企業(yè)優(yōu)化管理,而且也是促進(jìn)企業(yè)發(fā)現(xiàn)問題、正確評(píng)價(jià)、提高與改進(jìn)的重要手段。
一、企業(yè)能源審計(jì)存在的不足之處
(一)企業(yè)對(duì)能源審計(jì)的認(rèn)識(shí)尚淺
能源審計(jì)的目的是使能耗企業(yè)通過能源審計(jì)工作的開展,及時(shí)了解本企業(yè)當(dāng)前的能源管理水平,掌握企業(yè)實(shí)際的能耗指標(biāo),找到存在的問題,查明問題的根源,提出節(jié)能技術(shù)改造的合理化建議,找到節(jié)能技術(shù)改造的突破口,進(jìn)行能耗節(jié)約挖潛,從而從深層次上提高能源企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,增強(qiáng)用能企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而很多企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此不是很清楚,甚至有的企業(yè)的能源管理負(fù)責(zé)人對(duì)此也概念模糊,造成了為審計(jì)而審計(jì)的局面,這是和能源審計(jì)的初衷背道而馳的,這就要求審計(jì)人員細(xì)致耐心地做講解工作。
(二)企業(yè)配合人員素質(zhì)參差不齊
很多企業(yè)的能源管理人員沒有參加過上級(jí)主管部門的節(jié)能培訓(xùn),對(duì)能源統(tǒng)計(jì)工作比較陌生,還有的企業(yè)沒有專職的能源管理人員,這就要求審計(jì)人員做好前期的動(dòng)員工作,要手把手地教會(huì)企業(yè)的配合人員如何填報(bào)各種表格,這對(duì)能否做好能源審計(jì)工作非常關(guān)鍵。
(三)個(gè)別企業(yè)能源審計(jì)的基礎(chǔ)性資料尚不完善
針對(duì)目前各個(gè)企業(yè)的情況,個(gè)別企業(yè)缺少專職的能源管理部門,而且在企業(yè)內(nèi)部沒有使用統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng),導(dǎo)致能源使用信息與管理信息分散,無法形成一個(gè)有效的統(tǒng)一體,而各自為戰(zhàn)的局面又導(dǎo)致很多數(shù)據(jù)收集困難。由于企業(yè)長(zhǎng)期以來的節(jié)能意識(shí)較差,存在嚴(yán)重的重效益、輕節(jié)約的思想,因此在具體的工作中就存在工作落實(shí)不到位的情況,比如計(jì)量器具的完好率、配置率不達(dá)標(biāo)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率低等,導(dǎo)致部分能源的消耗計(jì)量不準(zhǔn)確或計(jì)量困難,從而也必然會(huì)影響能源審計(jì)報(bào)告的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。
上述提到的企業(yè)能源審計(jì)存在的不足之處,要得到有效解決,需要節(jié)能主管部門、企業(yè)及能源審計(jì)服務(wù)單位共同努力,根據(jù)各自具有的優(yōu)勢(shì)與肩負(fù)的責(zé)任,制定各自能源節(jié)約的規(guī)劃與目標(biāo),落實(shí)可實(shí)行的節(jié)能措施及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)目標(biāo)的對(duì)策,從而有效地推動(dòng)企業(yè)的能源審計(jì)工作。
二、解決企業(yè)能源審計(jì)問題的措施
解決企業(yè)能源審計(jì)問題的措施主要體現(xiàn)在節(jié)能主管部門、企業(yè)以及能源審計(jì)服務(wù)單位的密切配合上。
(一)節(jié)能主管部門
節(jié)能主管部門作為政府主導(dǎo)推動(dòng)能源審計(jì)的推動(dòng)者,要清醒地認(rèn)識(shí)到自己所肩負(fù)的社會(huì)責(zé)任,嚴(yán)格地執(zhí)行國家的各項(xiàng)節(jié)能規(guī)范與規(guī)定,并借鑒國外(如日本、荷蘭、英國等)開展能源審計(jì)的有效經(jīng)驗(yàn),積極宣傳并開展能源審計(jì)工作,從而探索并逐漸形成一套行之有效的能源審計(jì)制度與方法,以有效地指導(dǎo)能源企業(yè)日常的節(jié)能管理,從而提高能源企業(yè)的管理水平,促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗,產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
首先,能源審計(jì)工作,不僅可以使節(jié)能主管部門從宏觀上對(duì)所有能源企業(yè)的能耗情況有一個(gè)全面而詳細(xì)的了解,而且可以使節(jié)能主管部門對(duì)能源消耗的定量配給更加合理、科學(xué),使能源配給、利用達(dá)到最優(yōu)化。其次,能源審計(jì)工作,可以使節(jié)能主管部門對(duì)能耗企業(yè)的使用情況進(jìn)行有效的監(jiān)督與考核,使能耗企業(yè)發(fā)現(xiàn)問題,制訂改進(jìn)的節(jié)能規(guī)劃,從而形成一套有針對(duì)性的節(jié)能措施,指導(dǎo)能耗企業(yè)的節(jié)能工作全面提高。最后,能源審計(jì)工作,可以使節(jié)能主管部門更好地加強(qiáng)能耗企業(yè)對(duì)國家的能源方針、政策、法令、標(biāo)準(zhǔn)情況與實(shí)施效果的了解,加強(qiáng)對(duì)能耗企業(yè)節(jié)能活動(dòng)的監(jiān)管,使國家的節(jié)能法令在企業(yè)日常經(jīng)營(yíng)中得到落實(shí)。尤其是在我國加入WTO之后,能源企業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都要與國際接軌,企業(yè)的運(yùn)作方式主要是市場(chǎng)化,能源審計(jì)工作可以更好地使能源企業(yè)節(jié)能工作法制化。
(二)企業(yè)
在具體的工作中,應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)企業(yè)開展能源審計(jì)的積極性,并在全社會(huì)大力宣傳開展能源審計(jì)工作的意義,使企業(yè)充分認(rèn)識(shí)到開展能源審計(jì)工作所帶來的積極效果:
(1)通過能源審計(jì),可以全面促使能源企業(yè)整頓并提高原有的能源管理工作,使能源管理水平上一個(gè)臺(tái)階;(2)通過能源審計(jì),可以促使企業(yè)制定更加合理的能源標(biāo)準(zhǔn),如能源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),能源消耗標(biāo)準(zhǔn),節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),合理的用水、用電、用熱標(biāo)準(zhǔn)等;(3)通過能源審計(jì),可以進(jìn)一步促進(jìn)能源企業(yè)重視管理信息系統(tǒng)建設(shè),使分散在管理部門與生產(chǎn)部門的零散信息有效集結(jié)與共享,減少企業(yè)能源管理的工作量,提高工作效率;(4)通過能源審計(jì),根據(jù)測(cè)算的耗能指標(biāo),可以促使能源企業(yè)更好地了解自身的狀況,明確節(jié)能技改的方向與重點(diǎn),調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性,使企業(yè)對(duì)能源的使用情況進(jìn)行有效監(jiān)管;(5)通過能源審計(jì),可以促使能源企業(yè)更好地貫徹國家的能源政策、法令與標(biāo)準(zhǔn),使企業(yè)發(fā)展更規(guī)范,更長(zhǎng)久。
(三) 能源審計(jì)服務(wù)單位
作為能源審計(jì)服務(wù)單位,應(yīng)在遵循國家的各項(xiàng)法規(guī)政策,以及上級(jí)主管部門對(duì)能源審計(jì)工作要求的前提下,對(duì)企業(yè)能耗狀況作出真實(shí)、客觀的評(píng)價(jià),結(jié)合企業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀,把挖掘企業(yè)節(jié)能潛力、提高企業(yè)能源管理水平作為工作重點(diǎn)。舉例如下:
煙臺(tái)市清潔能源檢測(cè)中心于2012年7月至2013年1月份對(duì)煙臺(tái)市34家綜合能耗5000噸以上的企業(yè)進(jìn)行了能源審計(jì),并針對(duì)企業(yè)的實(shí)際情況提出了節(jié)能改進(jìn)建議。改進(jìn)建議是在充分與企業(yè)交換意見的基礎(chǔ)上提出的,改進(jìn)建議從廢棄能的回收利用、能源和原輔材料的改進(jìn)、技術(shù)工藝水平的提高、設(shè)備的先進(jìn)性、改進(jìn)過程控制、產(chǎn)品的性質(zhì)等方面入手,通過運(yùn)用專業(yè)知識(shí)、與同行業(yè)進(jìn)行對(duì)比、咨詢行業(yè)專家等各種渠道全面地提出。
本次審計(jì)共發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力64061.96噸標(biāo)準(zhǔn)煤,提出的節(jié)能技改項(xiàng)目預(yù)計(jì)節(jié)能38113.56噸標(biāo)準(zhǔn)煤,全部技改完成將實(shí)現(xiàn)效益3995.98萬元,實(shí)現(xiàn)CO2減排量為95195.20噸。
節(jié)能潛力匯總表詳見表1。
因此,通過能源審計(jì)的方法挖掘節(jié)能潛力是非常必要和可行的。
三、結(jié)論
綜上所述,通過節(jié)能主管部門、企業(yè)、能源審計(jì)服務(wù)單位的通力合作,默契發(fā)展,能源審計(jì)工作一定能夠持續(xù)地開展下去,從而為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,為人類創(chuàng)造更多的財(cái)富!
參考文獻(xiàn)
數(shù)據(jù)“大”有道理
2009年,華新水泥投資了將近2000萬元的數(shù)據(jù)中心投入使用。這在水泥行業(yè)中如此規(guī)模的數(shù)據(jù)中心尚屬罕見,當(dāng)時(shí)這一舉動(dòng)引發(fā)了水泥行業(yè)該不該建如此規(guī)模數(shù)據(jù)中心的討論,從那時(shí)起華新水泥一直堅(jiān)持自己對(duì)數(shù)據(jù)的看法并沿用至今。劉勝說:“事實(shí)證明,華新水泥對(duì)于數(shù)據(jù)管理的重視是正確的?!?/p>
近年來隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的升溫,數(shù)據(jù)價(jià)值更是成為行業(yè)信息化的又一重點(diǎn)。而華新水泥也在實(shí)現(xiàn)自身兩化融合目標(biāo)的過程中不斷深化對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的理解。劉勝介紹,早期華新水泥對(duì)于數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用是基于企業(yè)內(nèi)部管理的需求出發(fā)的,而到今天大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘?qū)嶋H上應(yīng)該要超越企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)范圍了,也就是說企業(yè)自己的數(shù)據(jù)僅僅是“大”數(shù)據(jù)的一部分,加上產(chǎn)業(yè)鏈中上下游企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)的有效匯集與整合才能稱得上是“大”數(shù)據(jù),這部分?jǐn)?shù)據(jù)價(jià)值的挖掘有賴于產(chǎn)業(yè)鏈中的相關(guān)方的共同努力,提供真實(shí)及時(shí)的數(shù)據(jù)共享,建立有效科學(xué)的分析模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)整體數(shù)據(jù)價(jià)值的分析挖掘,并為產(chǎn)業(yè)鏈中的各個(gè)企業(yè)提供決策支持,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的理性化調(diào)整。
他進(jìn)一步解釋,企業(yè)的生存環(huán)境是由產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)決定的,供應(yīng)商和客戶的數(shù)據(jù)對(duì)于企業(yè)自身來說十分重要,通過數(shù)據(jù)共享挖掘自己所需的數(shù)據(jù)價(jià)值從而指導(dǎo)生產(chǎn),是工業(yè)生產(chǎn)信息與經(jīng)營(yíng)信息的結(jié)合,這是智能化工業(yè)生產(chǎn)所要求的,同時(shí)也是兩化融合的真諦。
從企業(yè)內(nèi)部來說,2011年底,為了踐行企業(yè)兩化融合的目標(biāo),華新水泥能源管理系統(tǒng)項(xiàng)目正式立項(xiàng)實(shí)施,系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,不同業(yè)務(wù)部門按其所需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理調(diào)用。目前集團(tuán)中幾乎所有的水泥分子公司,包括生產(chǎn)原料、能源消耗、產(chǎn)成品等相關(guān)數(shù)據(jù)已基本收集完畢。數(shù)據(jù)分析的結(jié)果將作為生產(chǎn)過程控制的依據(jù)供不同部門應(yīng)用。
而在外部來說,想要對(duì)供應(yīng)商、客戶等外部信息實(shí)現(xiàn)掌握并管理首先要打通過去外部信息的渠道。例如利用CRM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商價(jià)值管理、客戶關(guān)系管理等。劉勝評(píng)價(jià):信息化指導(dǎo)生產(chǎn)在企業(yè)內(nèi)部尚且存在這樣或那樣的問題,一旦涉及產(chǎn)業(yè)鏈中其他企業(yè)的數(shù)據(jù)更是超出自己的范圍,這就為共享數(shù)據(jù)的企業(yè)提出要求,要求數(shù)據(jù)必須真實(shí)、及時(shí)、便捷獲取。簡(jiǎn)單來說就是要保證數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)要好。有些企業(yè)處于信息安全的考慮不愿意共享自己的數(shù)據(jù),但事實(shí)上只要關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保密好,從行業(yè)的角度來說共享數(shù)據(jù)是十分有利的,保密僅是信息安全的部分而絕不等于劃等號(hào)。
市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)融合
兩化融合對(duì)于企業(yè)的作用各不相同,劉勝坦言:華新水泥實(shí)現(xiàn)企業(yè)兩化融合的驅(qū)動(dòng)力就是市場(chǎng)。他說:
“從行業(yè)內(nèi)規(guī)模類似的企業(yè)來看大家生產(chǎn)的水平都差不多,想要在這樣的環(huán)境中取得或保持住優(yōu)勢(shì)地位,就要依靠企業(yè)自身具備的不可替代元素,這也是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在?!?/p>
在剛剛結(jié)束的“2013中國工業(yè)與信息化融合發(fā)展高峰論壇”上,工信部信息化推進(jìn)司徐愈司長(zhǎng)介紹了2013年工信部在推進(jìn)兩化融合工作方面的四個(gè)重點(diǎn)方向:即推動(dòng)智能工業(yè)發(fā)展;推動(dòng)信息技術(shù)服務(wù)業(yè)新模式的建立;推動(dòng)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合;用新的思路、新的手段來統(tǒng)籌信息安全與發(fā)展。
從信息化支撐企業(yè)發(fā)展到全面推進(jìn)智能工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,隨著信息化對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理等全過程的逐步滲透,華新水泥的信息化應(yīng)用水平和覆蓋面也在不斷提升。“今天衡量企業(yè)信息化水平的標(biāo)準(zhǔn)并不是用了什么系統(tǒng),而是如何利用信息系統(tǒng)來提高工效?!眲僬f,“開頭提起的能源管理系統(tǒng)是2011底年開始實(shí)施的,計(jì)劃通過3年時(shí)間到2014年能夠讓系統(tǒng)全面服務(wù)企業(yè)的生產(chǎn)與管理。系統(tǒng)的個(gè)性化開發(fā),目的是滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求,為了有效的推動(dòng)企業(yè)的智能化工業(yè)生產(chǎn),建議行業(yè)中具有信息化建設(shè)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)著手建立行業(yè)云模型,共同商討出合適的商業(yè)模型,讓中小企業(yè)能夠免去自行開發(fā)的投入和風(fēng)險(xiǎn)。這是實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)共享的有效途徑?!?/p>
【關(guān)鍵詞】冶金行業(yè);自動(dòng)化技術(shù);發(fā)展情況
在最近幾年,我們國家在自動(dòng)化技術(shù)上的發(fā)展取得了一定的成就,而且自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用在制造業(yè)等行業(yè)中。在生產(chǎn)鋼鐵的工藝中,我們不再為外國先進(jìn)技術(shù)而擔(dān)憂,而是建立了以國有化為基礎(chǔ)的自動(dòng)化體系,使得一大批新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸投入到市場(chǎng)中。并且被廣泛地運(yùn)用在國內(nèi)許多鋼鐵領(lǐng)域中。而且以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域以及社會(huì)領(lǐng)域中取得了矚目的成就。本篇文章就是對(duì)冶金工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與探究。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與冶金工業(yè)自動(dòng)化
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息時(shí)代的產(chǎn)物,在第三次科技革命中孕育而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有很大的發(fā)展空間,它實(shí)現(xiàn)了信息的快速傳播和高效利用,為冶金工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了保障??墒钱?dāng)前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探究也只是出于概念階段。許多企業(yè)甚至沒有物聯(lián)網(wǎng)的概念。隨著技術(shù)的不斷更新,雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在冶金工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用越來越廣泛,但是也出現(xiàn)了較多的問題,主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面:一個(gè)是工業(yè)傳感器的研制與生產(chǎn)。所謂工業(yè)傳感器是指可以對(duì)物體的狀態(tài)和轉(zhuǎn)變進(jìn)行感知,并且將得到的感知轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)可以讀懂的電子信號(hào)。研制與生產(chǎn)工業(yè)傳感器要以工業(yè)自動(dòng)管理與自動(dòng)控制為前提,才可以保證工業(yè)設(shè)備和機(jī)器的正常運(yùn)行,同時(shí)使產(chǎn)品獲得最好的質(zhì)量。工業(yè)傳感器就是對(duì)不同參數(shù)進(jìn)行查看和管理。因此,生產(chǎn)物美價(jià)廉的工業(yè)傳感器有利于現(xiàn)代化冶金工業(yè)的發(fā)展。另一個(gè)是構(gòu)建工廠傳感網(wǎng)。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將傳感器技術(shù)、現(xiàn)代化的無線網(wǎng)絡(luò)通信手段、嵌入式的計(jì)算技術(shù)以及分布式的信息處理技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來。工廠傳感器網(wǎng)是由很多隨機(jī)分布的、能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)感應(yīng)和自動(dòng)組織能力的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在冶金工業(yè)領(lǐng)域中的運(yùn)用是現(xiàn)代化工業(yè)的一大突破,能夠?qū)⒐I(yè)領(lǐng)域的檢測(cè)費(fèi)用降到很低,同時(shí)又可以使工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)用范圍得到最大程度地?cái)U(kuò)大??梢哉f,工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域非常重視的技術(shù)。
二、數(shù)學(xué)模型與冶金工業(yè)自動(dòng)化
要知道,冶金自動(dòng)化的快速發(fā)展?fàn)顩r與過程數(shù)學(xué)模型的運(yùn)用程度有很大的聯(lián)系。要是能夠把數(shù)學(xué)模型這個(gè)技術(shù)運(yùn)用得很熟練,那么就可以增加工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的可能性。所以,為了可以滿足我們國家對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需要,提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)水平,務(wù)必要提高冶金工業(yè)自動(dòng)化的水平。我們知道,一些歐美國家冶金工業(yè)的自動(dòng)化水平很高,可是由于某些原因,他們不愿意或是不肯將這種自動(dòng)化技術(shù)與其他國家分享,他們與其他國家進(jìn)行的技術(shù)轉(zhuǎn)讓的產(chǎn)品大部分是落后的或是有較大缺陷的產(chǎn)品。不過如今,我們國家的自動(dòng)化水平已經(jīng)發(fā)展到較高的領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)冶金高度自動(dòng)化數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)新具有較為成熟的條件,可以較為廣泛地滿足社會(huì)發(fā)展的需要。還有就是,我們國家已經(jīng)建立一個(gè)富有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的組織,從而為過程控制數(shù)學(xué)模型的自主創(chuàng)新提供了智力支持。要將數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)代化信息技術(shù)、工藝水平以及自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行緊密結(jié)合,才能夠充分地發(fā)揮數(shù)學(xué)模型的優(yōu)勢(shì)之處。可以看出,數(shù)學(xué)模型是自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。我們國家鋼鐵企業(yè)為了可以生產(chǎn)出市場(chǎng)所需要的鋼鐵材料與品種,就構(gòu)建了實(shí)用性和準(zhǔn)確性很高的數(shù)學(xué)模型。實(shí)用性和準(zhǔn)確性很高的數(shù)學(xué)模型可以從本質(zhì)上保證鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)約能源的效果,從而推進(jìn)鋼鐵產(chǎn)品的長(zhǎng)久性發(fā)展。
三、把國產(chǎn)的創(chuàng)新型產(chǎn)品與技術(shù)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的中心
當(dāng)前,我們國家冶金工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建仍然處于局部閉環(huán)控制或者是開環(huán)控制的領(lǐng)域。但是我們知道,要實(shí)現(xiàn)本質(zhì)的集成與創(chuàng)新就要構(gòu)建一個(gè)完全閉環(huán)的自動(dòng)化系統(tǒng)。不過,這需要相關(guān)的實(shí)施部門、檢查部門等的配合。自動(dòng)化系統(tǒng)的集成與創(chuàng)新其中心是國產(chǎn)的技術(shù),同時(shí)引進(jìn)國外優(yōu)秀的技術(shù)和產(chǎn)品,來確保自動(dòng)化系統(tǒng)的質(zhì)量。如果自動(dòng)化系統(tǒng)仍然處于開環(huán)或是部分閉環(huán)的控制階段,那么就沒辦法實(shí)現(xiàn)真正的集成與創(chuàng)新。在管理系統(tǒng)、控制工程設(shè)計(jì)、工業(yè)通信體系、實(shí)施軟件、組態(tài)軟件等的基礎(chǔ)上,以國產(chǎn)化的產(chǎn)品為中心的自動(dòng)化系統(tǒng)其集成和創(chuàng)新能夠保證真正的生產(chǎn)管理控制為一體的智能化建設(shè)。
四、能源管理控制一體化的構(gòu)建
我們知道,冶金行業(yè)是一個(gè)耗費(fèi)資源和能源較多的行業(yè),耗費(fèi)的這些能源和資源會(huì)嚴(yán)重阻礙到冶金工業(yè)的不斷發(fā)展。當(dāng)前,我們國家的冶金工業(yè)逐漸從粗放型的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為精細(xì)型的生產(chǎn)模式,用耗費(fèi)的能源和資源作為核定產(chǎn)能的標(biāo)準(zhǔn)在未來可能成為現(xiàn)實(shí)。因此,能源的節(jié)約與利用對(duì)冶金工業(yè)的發(fā)展有相當(dāng)重要的意義。其中自動(dòng)化技術(shù)在冶金工業(yè)中的廣泛運(yùn)用,可以為節(jié)能減耗、低碳減排做出很大的貢獻(xiàn)。冶金行業(yè)的能源管理控制一體化的構(gòu)建,要是只處于數(shù)據(jù)采集階段的話,那么作用并不大,但這也是目前普遍存在的現(xiàn)象。根據(jù)冶金工業(yè)在能源管理控制方面的特點(diǎn),也就是耗費(fèi)大量的能源與資源以及在冶金生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的氣體,我們將能源控制與管理的重點(diǎn)放在了建設(shè)能源控制與管理中心。能源控制與管理中心主要是以控制模型與管理模型的建立為基礎(chǔ)??梢钥闯?,能源控制與管理的工作重點(diǎn)是能源運(yùn)用的合理化、二次能源運(yùn)用得合理化、多種能源介質(zhì)共同運(yùn)行、轉(zhuǎn)變過去的能源計(jì)算方式以及能源安全警告等內(nèi)容。
五、結(jié)束語
總的來說,伴隨我國改革開放的不斷深入,冶金工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來越成熟。面對(duì)冶金工業(yè)如此龐大的生產(chǎn)體系,技術(shù)可以說是相當(dāng)重要的。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)的運(yùn)用可以使生產(chǎn)過程變得更加高效,產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)更高。一些冶金企業(yè)越來越追求高回報(bào)低消耗的發(fā)展目標(biāo),所以生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排成為冶金行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)??梢哉f,冶金工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展前途決定了冶金行業(yè)的未來發(fā)展前景。如果沒有了自動(dòng)化技術(shù)的支持,生產(chǎn)鋼鐵就沒辦法高效的進(jìn)行下去。
參考文獻(xiàn)
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[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的漁船航跡暨油料管理系統(tǒng)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化,2010(03)
起點(diǎn)低、速度快是改革開放三十多年來中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展主要特征。在1980年~2013年期間,中國常住城鎮(zhèn)人口從1.9億人增加到7.3億人,年均提高1個(gè)百分點(diǎn),農(nóng)業(yè)人口移入城鎮(zhèn)年均1600萬;城市數(shù)量從193個(gè)增加到658個(gè),建制鎮(zhèn)數(shù)量從2173個(gè)增加到20113個(gè)。在快速發(fā)展中,舊模式的城鎮(zhèn)化出現(xiàn)了土地城鎮(zhèn)化快于人口城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)差距加大、東中西部城鎮(zhèn)差異拉大等問題。新型城鎮(zhèn)化建設(shè)目標(biāo)是重質(zhì)量輕速度、一體化統(tǒng)籌、縮小城鄉(xiāng)差距、城市結(jié)構(gòu)合理和城市群體系趨于成熟等。能源總消耗量的大規(guī)模上升是中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展中必然要面對(duì)的挑戰(zhàn),一個(gè)農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)移進(jìn)入城市,其生活用能消費(fèi)水平將提升至原來的3倍及以上。而城鎮(zhèn)居民的生活能源消費(fèi)由直接用能量和間接用能量?jī)刹糠謽?gòu)成。居民的間接用能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接用能量,前者又是后者的2倍~3倍以上。根據(jù)《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》數(shù)據(jù),中國在1980至2012年期間,中國城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口直接用能量都呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但城市人均生活用能量一直高于農(nóng)村人口的消費(fèi)量,過去33年間城鄉(xiāng)差值在93千克~272千克標(biāo)準(zhǔn)煤。伴隨城鎮(zhèn)化的發(fā)展,同時(shí)拉動(dòng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),城鎮(zhèn)居民生活用能總量將進(jìn)一步增長(zhǎng),且間接用能量增速也高于直接用能量。農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)變所引起的居民生活用能量的增加量取決于城鄉(xiāng)居民生活用能量的差值。西方發(fā)達(dá)國家城市化發(fā)展歷程表明,當(dāng)其人均生活水平和質(zhì)量進(jìn)入發(fā)達(dá)國家行列,其人均能源消耗量不低于4000千克標(biāo)準(zhǔn)煤,人均直接生活用能量大都在1000千克~1800千克標(biāo)準(zhǔn)煤之間。根據(jù)十報(bào)告提出2020年“國內(nèi)生產(chǎn)總值和城鄉(xiāng)居民人均收入倍增目標(biāo)”,屆時(shí)的能源需求總量將達(dá)到53億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。按國家發(fā)展目標(biāo),中國將在2050年進(jìn)入中等發(fā)達(dá)國家水平,城鎮(zhèn)單位用能消耗將在目前的基礎(chǔ)上提高15倍~20倍,屆時(shí)即使中國人均能效達(dá)到目前能效水平最高的日本的水平,能源需求也將接近77億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如此高的能源需求,迫使中國需要改變當(dāng)前的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式,尋找開發(fā)新能源之路,實(shí)現(xiàn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。
二、影響新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的能源問題
自中國2011年超過美國成為世界上最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國,能源問題已成為中國城鎮(zhèn)化進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。目前國內(nèi)能源主要受三方面約束:化石能源國內(nèi)供應(yīng)有限,能源效率較低;石油、天然氣對(duì)外依存度高;高強(qiáng)度能源開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力;產(chǎn)能和用能中心在地理上布局不均衡。能源是支撐一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),,更是中國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),中國當(dāng)前面臨的常規(guī)能源有限供應(yīng)能力挑戰(zhàn)和嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境危機(jī),亦是當(dāng)前世界各國需要共同面對(duì)和解決的能源問題。
1.能源效率低。
與發(fā)達(dá)國家相比,中國目前能源的效率比較低。每生產(chǎn)1000美元GDP,中國需要消耗273千克油當(dāng)量,而美國僅需要171千克,韓國為184千克,日本則為125千克。國際經(jīng)驗(yàn)表明,一個(gè)國家或地區(qū)的城鎮(zhèn)化率在30%~60%之間時(shí),是這個(gè)國家城鎮(zhèn)化加快階段,而城鎮(zhèn)化發(fā)展速度和城市能源需求兩者關(guān)聯(lián)密切。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截至2013年,中國石油、天然氣、煤炭、核能、水力發(fā)電、可再生能源等一次性能源消費(fèi)所占比例分別為17.8%、5.1%、67.5%、0.9%、7.2%、1.5%。中國是目前世界上唯一的以煤炭為主的能源消費(fèi)大國,煤炭能源在中國能源結(jié)構(gòu)中仍舊處于主導(dǎo)的地位。2013年中國能源總體消費(fèi)情況,總能耗是34.2億噸標(biāo)煤(電熱當(dāng)量計(jì)算法),能源集中生產(chǎn)和供應(yīng)中上述標(biāo)煤41.7%用于發(fā)電、4.7%用于供熱、14.9%用于煉油,其他用途9.1%、損失29.6%,而發(fā)電使用效率34.6%、供熱使用效率74.5%煉油使用效率97.9%。煤炭作為主要的化石能源,通過火車、汽車、船運(yùn)送到城市去,其中在運(yùn)輸過程中所產(chǎn)生的能耗就占到了總能耗的20%以上,能源的集中式生產(chǎn)以發(fā)電、供熱、煉油為主,但集中式發(fā)電、供熱效率非常低。如熱電廠,要?jiǎng)澐忠粋€(gè)供熱半徑,以供熱半徑內(nèi)的最高負(fù)荷來建熱電站,但是供熱范圍內(nèi)的用戶不可能同時(shí)開啟所有的用能設(shè)備,所以其整體的供電供熱效益在40%左右,而且終端用戶在建筑、工業(yè)的能源利用效率低于國際先進(jìn)水平至少20%左右。
2.廢水、垃圾處理難和空氣污染重。
廢水、垃圾處理和空氣污染是城鎮(zhèn)化建設(shè)中與能源問題密切相關(guān)的另外兩方面。中國目前城市環(huán)境矛盾凸顯,600多座大中小城市中,有70%被廢水、垃圾所包圍,一些重點(diǎn)流域、海域水污染嚴(yán)重,部分區(qū)域和城市大氣灰霾現(xiàn)象突出,形成“垃圾包圍城市”的局面,許多城市和地區(qū)的主要污染物排放量超過環(huán)境容量。2012年城市生活垃圾清運(yùn)量1.7億噸,比2011年增加4.2%;城鎮(zhèn)生活污水排放量462.7億噸,比2011年增加8.1%,占全國廢水排放總量的67.6%。預(yù)測(cè)到2030年,中國城市垃圾年產(chǎn)總量將達(dá)到4.09億噸,城市廢水、垃圾總量增速堪比當(dāng)前國家GDP增長(zhǎng)速度。而城市空氣污染問題,根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)年鑒顯示的31個(gè)主要城市2012年主要廢氣污染物排放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),這些城市年均二氧化硫排放11.19萬噸,氧氮化物14.36萬噸,煙塵5.28萬噸。而同年北京的上述三種廢棄污染物排放分別為9.38萬噸、17.75萬噸和6.68萬噸,PM10年均值每立方109微克,2013年北京PM2.5年均值是每立方90微克。根據(jù)2012年國家頒布的空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn),PM2.5年均值達(dá)到每立方米35微克以下才算二級(jí)良好水平。在全球化、信息化的今天,中國如何在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中解決上述影響城市發(fā)展的能源問題,如何優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率、充分利用可再生能源,能源互聯(lián)網(wǎng)是未來能源生產(chǎn)和利用模式方展方向,是解決未來可再生能源大規(guī)模有效利用的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
三、利用能源互聯(lián)網(wǎng),提高能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和效率
能源互聯(lián)網(wǎng)是美國學(xué)者杰里米•里夫金在《第三次工業(yè)革命:新經(jīng)濟(jì)模式如何改變世界》中提出的愿景。他的書中提出了第三次工業(yè)革命,十九世紀(jì)蒸汽產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)第一次工業(yè)革命,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生電力帶動(dòng)第二次工業(yè)革命,到了二十一世紀(jì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,是否利用互聯(lián)網(wǎng)形成新的一次工業(yè)和產(chǎn)業(yè)革命?2008年美國國家科學(xué)基金(NSF)項(xiàng)目未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)中明確提出了能源互聯(lián)網(wǎng)這一學(xué)術(shù)概念。
1.能源互聯(lián)網(wǎng)定義界定。
能源互聯(lián)網(wǎng)是一種構(gòu)建在化石能源和可再生能源發(fā)電,通過分布式能源采集和儲(chǔ)存等裝置,運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能能源管理技術(shù),將多能源網(wǎng)絡(luò)和信息互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)能源和信息雙向流動(dòng)的交換與共享網(wǎng)絡(luò)。以可再生能源發(fā)電為基礎(chǔ),常規(guī)化石能源為重要補(bǔ)充對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建,通過云計(jì)算智能網(wǎng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高速、雙向的電力數(shù)據(jù)讀取和可再生能源的接入。該網(wǎng)絡(luò)具有能源種類多樣化、能源來源的區(qū)域分布廣、多種類能源互聯(lián)、能源網(wǎng)絡(luò)共享、系統(tǒng)自愈功能、運(yùn)行高效、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
2.能源互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)構(gòu)成。
能源互聯(lián)網(wǎng)由若干個(gè)能源局域網(wǎng)相互連接構(gòu)成。能源局域網(wǎng)由能源路由器、發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、交直流負(fù)載組成,可并網(wǎng)工作,也可脫網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。能源路由器由固態(tài)變壓器和智能能源控制系統(tǒng)組成;智能能源控制系統(tǒng)根據(jù)收集的能源局域網(wǎng)中發(fā)電設(shè)備,儲(chǔ)能設(shè)備和負(fù)載等信息做出能量控制決策,然后將控制指令發(fā)送給固態(tài)變壓器執(zhí)行,即智能能源控制系統(tǒng)管理信息流,固態(tài)變壓器控制能源流。為保證能源互聯(lián)網(wǎng)的可靠安全工作,能源局域網(wǎng)的上一級(jí)干線具有智能故障管理功能,提供能源互聯(lián)網(wǎng)故障的實(shí)時(shí)檢測(cè),快速隔離等自愈功能。
3.能源互聯(lián)網(wǎng)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。
發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)需要技術(shù)跟進(jìn),現(xiàn)有技術(shù)面臨更大的挑戰(zhàn)。首先,能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的多能源網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和云計(jì)算信息融合機(jī)制。能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的核心,但能源的路由比信息要復(fù)雜得多,如何對(duì)多種能源收集、儲(chǔ)存和控制管理;其次,要實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)控制,電力電子技術(shù)是主要手段,根據(jù)居民用能的實(shí)際需求以指定電壓和頻率控制電力的傳輸是技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn),電力電子變壓器比傳統(tǒng)變壓器效率高,但其容量和安全可靠性等方面是需要解決的關(guān)鍵問題;最后是分散協(xié)同式的能源控制管理,傳統(tǒng)的能源管理系統(tǒng)和可再生能源管理最終在能源互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)上通過云計(jì)算智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的多種類能源生產(chǎn)、收集、儲(chǔ)存和傳輸?shù)刃畔?shí)時(shí)采集、處理、分析與決策的產(chǎn)能用能,國家和企業(yè)對(duì)如何促使電網(wǎng)的智能化和信息化結(jié)合,信息能源基礎(chǔ)設(shè)施的一體化發(fā)展,是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代能源基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行變革的新挑戰(zhàn)。
四、能源互聯(lián)網(wǎng)在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中的實(shí)踐
《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020年)》中提出,新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中城鎮(zhèn)清潔可再生能源消費(fèi)比重由2012年的8.7%提高到2020年的13%,能源種類多樣化、安全化、高效使用,推進(jìn)新能源示范城鎮(zhèn)建設(shè)以及智能微電網(wǎng)示范工程建設(shè),支持分布式能源的接入,提高居民和企業(yè)用能的智能管理。
1.平衡能源結(jié)構(gòu)及供應(yīng)。
目前,化石能源,比如天然氣,其供應(yīng)穩(wěn)定、存儲(chǔ)方便,但其使用將會(huì)產(chǎn)生碳排放,同時(shí)化石能源的存儲(chǔ)量在急劇的減少;而可再生能源,具有清潔及低運(yùn)營(yíng)成本的優(yōu)勢(shì),但其斷續(xù)和生產(chǎn)的不確定性又將影響能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性,比如光伏到了晚上就不能發(fā)電,影響供能可靠性。采用兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則來綜合的利用。同時(shí),生產(chǎn)生活過程中會(huì)產(chǎn)生的廢棄物垃圾、污水、污泥、廢熱和生物質(zhì)廢料充分的回收利用并轉(zhuǎn)化成能源作為補(bǔ)充,利用循環(huán)的理念來減少化石能源的需求。
2.技術(shù)實(shí)踐體系。
同時(shí)利用傳統(tǒng)化石能源和可再生能源,使用集中式能源供應(yīng)和分布式能源系統(tǒng)兩種能源結(jié)構(gòu)。具體做法:多元能源結(jié)構(gòu),優(yōu)先使用可再生能源,化石能源為支撐;供應(yīng)模式:分布式為主,集中式為輔;最后實(shí)現(xiàn)能源供需互動(dòng),有序配置,節(jié)約高效的平衡用能方式。首先,在應(yīng)用端,每個(gè)客戶在用能的過程中同時(shí)也是產(chǎn)能者,利用節(jié)能技術(shù)在不斷降低能源消耗和提升能源利用效率的基礎(chǔ)上,充分回收不同用能單元在用能過程中所產(chǎn)生的余能、廢能。其次,采用集中式和分布式能源生產(chǎn)結(jié)合的方式,利用以分布式發(fā)電機(jī)組為核心的分布式能源站,因地制宜利用可再生能源,不足部分再由集中式能源補(bǔ)充,貼近用戶,根據(jù)用戶對(duì)能量的品質(zhì)和數(shù)量的不同需求,提供相匹配的能源和能量。在控制層面,以智能能量管理作為核心形成分布式能源控制網(wǎng)絡(luò),充分借助人的智慧對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行整體的優(yōu)化和控制,進(jìn)一步提升整體系統(tǒng)的能源效率。最后,以云服務(wù)平臺(tái)為核心的多種能源運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng),將能源的生產(chǎn)商、服務(wù)商、運(yùn)營(yíng)商、用戶有機(jī)的結(jié)合在一起,通過對(duì)多能源的協(xié)同調(diào)度、監(jiān)管、交易和智能化服務(wù),形成真正意義上的能源互聯(lián)網(wǎng)的交換和多方共贏。
3.物理布局在區(qū)域內(nèi)如何實(shí)現(xiàn)。
從物理布局上來看,在一個(gè)小型區(qū)域內(nèi),以四環(huán)節(jié)循環(huán)生產(chǎn)形成區(qū)域分布式能源系統(tǒng),終端用戶盡量利用節(jié)能技術(shù),減少能源需求,再利用分布式能源站來匹配他們的冷、熱、電、氣、生活用水等多能源需求,同時(shí)利用不同能源的存儲(chǔ),回收垃圾、余熱、廢熱、廢氣及終端用戶的工業(yè)余能,可實(shí)現(xiàn)季節(jié)、晝夜能源峰谷的調(diào)節(jié),來降低能源的投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。以一個(gè)小型的區(qū)域?yàn)槭纠瑢?shí)踐中在主干網(wǎng)上會(huì)有多個(gè)區(qū)域,它們都掛在主干網(wǎng)絡(luò)之下,由現(xiàn)有的國家電網(wǎng)、中石油、中石化、、中海油來負(fù)責(zé)主干網(wǎng)的運(yùn)營(yíng),通過這多各區(qū)域之間進(jìn)行多能源的互補(bǔ)和匹配供應(yīng),來減少能源的主干網(wǎng)絡(luò)晝夜、季節(jié)的峰谷壓力,降低能源峰谷之間的差距(夏季供冷所需的電負(fù)荷非常大,而燃?xì)庠谙奶旎局皇怯脕碜鲲堊霾耍緞t相反,燃?xì)夤┡牡呢?fù)荷急速增長(zhǎng),國家電網(wǎng)或者是中石油中石化等作為單一的運(yùn)營(yíng)商只能提供單一的電或者是單一的燃?xì)馐菬o法解決多能源季節(jié)峰谷調(diào)節(jié)問題)。
五、結(jié)論