能耗监测管理系统在产业园区的应用

摘要：随着电信公司企业级智能化办公系统的不断迭代优化及财务辅助系统与各个业务系统之间的壁垒不断打破、融合，能耗监测管理系统在企业生产运行管理中，为实现企业能耗数据归集，"节能减排、降本增效"提供了系统支撑及可行性保障；同时，校正了前置环节中合同签订流程的业务规范性，提高了全省统一标准，降低了后期管理难度。通过引入合同能源管理，能为绿色通信提供切实可行的技术支持。本文从能耗监测管理系统实例出发， 以系统在新建CX园区的日常运行、应用为例，展现目前系统的智能化开发程度及后续可提升空间，分析了能耗监测管理系统在企业运行及为城市建筑群提供科学管理的可行性。

近年来，随着高速发展的城市建设以及城市扩张，建筑能耗问题已成为一个无法回避的重要研究课题。准确掌握建筑群能耗信息，共享数据资源，有利 于企业更科学地落实建筑群节能减排目标，分析、预测后期费用走势，制定及调整统一可执行的企业能耗管理办法，为企业管理提供更行之有效的管理模式和优化措施。作为国有大型企业的电信公司，以营造绿色通信为己任，在践行社会责任的同时，发挥自身专业特长，通过安装大量能耗监测计量设备，在全省建立起能耗监测管理系统平台。具体可再细分为省级能耗管理平台和动力环境监控平台，主要实现能耗的有效采集、实时监测和预警报告的功能。为完成“节能减排"的工作目标，提供准确化管理及电子支撑技术，开拓了企业园区能耗监测和节能的新领域。本文通过实例展示，进一步介绍了能耗监测管理系统对企业绿色发展的正面影响。

1 能耗监测管理系统概述

能源监测管理系统涵盖了全省能耗监测管理和动力环境监控维护管理两大功能，主要基于各本地网现有固网和C网动力环境监控维护系统，通过接口获取其能耗数据。同时，通过动力环境监控维护系统接口及其他传输方式，对获取的原始能耗计量数据进行多维度实时监控和综合分析评估。

2 能耗监测系统的功能及数据采集

2.1 能耗监测系统的功能设计

能源监测系统为“一层结构"设计，直接收集机楼、接入点、办公楼、营业厅等能耗原始计量数据， 通过多维度的梳理统计，生成各类管理口径的统计报表、评估报告。

动环管理系统为基于本地网动环系统的“多级结构"顶层，结合资环管理系统信息，提供评估、开合、预警分析等功能。

目前，统计维度由上而下设置为：市-区县-站点-建筑-机房；

表1 常用能耗类别维度设置

通过多维度数据排列分析后，能耗监测系统可提供：（1）各维度数据查询；（2）能耗报警；（3）智能电表管理；（4）资源管理，含设备预警功能；（5）用电管理；（6）节能管理，含节能项目管理；（7）能耗台账；（8）能效指标。

动力环境监控与管理系统可提供：（1）实时数据及报警；（2）历史数据及报警；（3）历史数据采集及储存；（4）远程网络监控功能；（5）接口配置及短信功能。

2.2 能耗监测系统的数据采集模型（图1）

图1 能耗监测系统的数据采集模型

3 实例分析

3.1 数据收集与统计

XC园是ZJ电信公司2020年底新建成投入使用的产业园区，目前一期完工建筑面积120万平方米，已有5幢建成使用楼宇，1幢会议室。园区能耗管理依托能耗监测管理系统，取数同时可完成一键传送MSS财辅系统报账。根据能耗监测管理系统收集的2021年前三季度能耗统计数据，按提取类别维度，展示如下（油类主要由个别部门使用车辆产生，未纳入本次统计）：

表2 CX园日常大类分项能耗监测月度报表（元）

3.2 按类别能耗统计分析

电力是公司的主要能耗。在生产用电方面，通信基站、通信机房等耗电占整体用电量的0.67，楼宇占0.12。本例中CX园已完成第一期楼宇、基础设施交付，因园区基站楼建设规划在第二期，目前园区的电力消耗主要集中在办公空调及照明，占使用总量的0.79。园区电力在一季度的使用量主要与冬季低温空调使用与新入驻部门零星装修成正相关；二季度电力随春夏季节转换，以及严格落实公司制定的办公楼空调清洗及启用制度，能耗从5月进入日均高温超28摄氏度起呈上升趋势，通过控温及办公室集中办公，二季度电力能耗使用整体较为平稳；三季度因进入夏季高温，办公楼空调进入高频使用，能耗与气温及园区入驻人员成正相关。预计四季度电力能耗在11月办公空调启用后，达夏季高峰耗用的0.65。

水资源能耗在园区中的使用主要集中在园区员工耗用，食堂耗用、园区绿化耗用。结合实地分析，一季度用水量较低，主要为冬春季节，园区用水为入驻人员个人、食堂，以及大楼启用前的外立面清洁耗用，因当季平均气温较低，绿化用水频率低，总使用量不高；2-3季度水资源能耗与平均气温爬升呈正相关提升，主要原因为园区内新建绿化项目多，随入夏，需多于平均用水量浇灌室内室外绿植，园区人工池塘养护也需物业后勤人员在易干旱时期手动补灌；小部分辅因为4月起新部门人员的入驻，增加了个人耗用。整体水资源耗用在9月入秋后，随气温下降，用量进入拐点向下。预计四季度水资源耗用与二季度基本持平。

天然气能耗整体消耗比较平稳。因其使用集中在食堂区域，功能性定时定点提供工作日三餐及加班餐，节假日仅提供园区内执勤物业人员及加班员工餐饮，三季度能耗与园区入驻人数呈正相关，随园区人员的波动，燃气费趋势由前期的增长到后期逐渐平稳。因四季度无新部门入驻计划，预计该季度能耗费与上一季度基本持平。

表3 CX园日常大类分项能耗监测月度分析表

4 基于能耗监测管理系统的管理分析

上述示例显示了 XC园能源监测管理平台在实时监控中归集的能耗数据，能多维度展现能耗分布及发掘内在关联。通过定量分析，支持企业做管理分析与决策提升，根据现有可控因素，科学预测后期能源消耗，为企业生产发展提供实用指南。

4.1 构建能耗监测管理系统的环境因素

全社会营造节能低碳氛围浓重，经济社会发展正向着绿色转型。为实现碳中和目标，贯彻新发展理念，响应每年的全国节能宣传及低碳日活动主题， 除了企业自身开展节能降碳宣传教育活动，倡导绿色低碳生产生活方式，在实际行动中也要注入系统智能化，让节能贯穿于企业发展。能耗监测管理系统就是在这种背景下应运而生，各专业线能耗由各自对口业务部门牵头跟踪，依据梳理分析的数据，调整制定新

政策，研究节能新方式、方法。

4.2 支撑能耗监测管理系统的技术可行性

能耗监测管理系统因其特定的技术支持系统，配备了专业技术人员，不间断进行系统推进建设及全省系统运维支撑，通过不断完善能耗系统的监测指标和监测数据的智能化分析水平，为业务相关部门进行节能管理和决策提供可靠依据；迭代系统功能上线前，必完成财务线加业务线的联合系统测试，消除系统上线后可能遇到的问题，保证系统的稳定性和安全性。

4.3 引入合同能源管理机制

经能耗分析测评，高耗能如大型机房等，战略性引入节能服务公司，通过合同形式约定节能目标，以

节能效益支付服务方提供方。在能耗监测管理系统的监控下，已签订合同皆正常履约，并降低能耗使用0.1以上。引入第三方的优点之一：企业内部系统实时监控能耗数据，保证结果数据真实有效；在存在重大偏差的情况下，业务部门可与签约的第三方回溯查找问题，很大的提高节能管理效率.降低了作业成本。优点之二：第三方公司丰富的管理经验及为电信公司定制的节能技术路径，在运行过程中不断优化调整，拓宽了适用场景，为电信自主管理的能耗提供新思路、新方法。

4.4 节能减排措施推广

依托集团大数据平台、能耗监测管理系统，将四大类别能耗，继续划小管理，提升能耗管控能力。

坚持公司的绿色低碳办公政策，在进行楼宇智能化改造，节能电器替换的同时，严控空调开关时间、 上下限室温规定，配合楼道长的检查，把有效降低运营能耗落实到物与人。

结合能耗监测管理系统监控数据和基站、机房部署，加快2G、3G设备退网减频工作，为5G规模化， 设备安装使用提供空间场地。

5 安科瑞工业能源管理系统介绍

安科瑞企业能源管控系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、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，监测企业电、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，帮助企业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、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，为企业加强能源管理，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。

6 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、电器产品、工器具制造等离散制造业。

7 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APP查看各处的运行情况。

系统可分为三层：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、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB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：

8 系统功能

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

8.1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。

8.2大屏展示

用户登录成功之后进入大屏展示页面，展示企业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。

8.3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、分类能耗等企业级统计数据。

8.4数据监控

对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业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，并为企业削峰填谷、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APP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APP推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗等报警提示；

8.5视频监控

接入摄像头，实时掌控企业内实际情况。

8.6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。

8.7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。

8.8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。

8.9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、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、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。

8.1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。

8.11产品单耗统计

与企业MES系统对接，通过产品产量以及系统采集的能耗数据，在产品单耗中生成产品单耗趋势图，并进行同比和环比分析。同时将产品单耗与行业/国家/国际指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

8.12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KPI比较考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力，评定能源消耗是否合理。

8.13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。

8.14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，查看企业各个节点的能耗，单耗，成本，综合能耗等信息，并同比、环比报表，支持导出报表。

8.15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

8.16分析报告

以年、月、日对企业的能源利用情况、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。

8.17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。

8.18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。

8.19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。

8.20电能质量监测

实时监测谐波含量、三相不平衡度、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。

8.21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。

8.22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，帮助企业提前预警，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。

8.23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。

8.24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。

8.25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，帮助企业实现容改需，降低基本电费。

8.26复费率报表

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

8.27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。

8.28 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。

8.29 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。

8.30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。

8.31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API、数据库查询、MQTT、Excel等方式。

8.32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。

8.33手机APP

APP支持Android、iOS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企业能源消耗、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。

8.34知识产权证书

9 系统硬件配置

10 结论

本文从能耗监控管理系统的实例出发，通过数据整合分析展示，提供了能耗管理展现的新思路。在此

基础上，不断完善功能的能耗监控管理系统为助力企业绿色发展，节能减排提供了可横向、纵向衡量的新型工具。鉴于园区的良好运转使用，系统成熟后，可致力于推广至物业、厂区、楼宇等管理企业，以有效

降低能耗管理的成本，提高行政作业效率，达到降本增效的企业目标。

参考文献

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