基于大數據下的企業(yè)能源管理平臺系統研究

【摘要】在我國電力體制改革和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下，傳統能源系統的用戶(hù)側逐步積累大量的用能數據及各類(lèi)信息，針對能源數據，做出準確的分析和診斷，并依此提出節能運行優(yōu)化方案，采用大數據技術(shù)發(fā)掘數據的真實(shí)價(jià)值已成為能源用戶(hù)的迫切需求。 

關(guān)鍵詞：用戶(hù)側；能源管理系統；大數據平臺

1、能管系統大數據分類(lèi)

在現代化信息技術(shù)、發(fā)展的同時(shí)，已建立樓宇自動(dòng)化控制系統、電力數據在線(xiàn)監測系統、生產(chǎn)辦公信息系統等多個(gè)信息化系統，這些系統積累大量的數據資源，數據具備大容量、種類(lèi)多、速度快和價(jià)值密度低等4個(gè)大數據特征。同時(shí)，企業(yè)也逐漸意識現有能管系統僅對能源數據進(jìn)行監測和簡(jiǎn)單分析，無(wú)法將能源數據與其生產(chǎn)辦公、業(yè)務(wù)流程等重要業(yè)務(wù)數據進(jìn)行融合和深度挖掘，能管系統將很難持續為用戶(hù)提供科學(xué)的指導，無(wú)法帶來(lái)更大的效益。因此，基于用戶(hù)的管理需求和業(yè)務(wù)要求，能管系統大數據涵蓋大量數據，不僅包括電、氣、水、油和煤等能源類(lèi)數據，還應涵蓋與能源管理相關(guān)的各類(lèi)非能源數據，如環(huán)境信息、生產(chǎn)辦公信息和業(yè)務(wù)流程等。

2、能管系統大數據平臺

2.1 現代能源管理體系

要實(shí)現節能，企業(yè)首先要掌握自身能源消耗的狀況。因此，對能耗設備的監控、能耗數據的采集，便成了能源管理的一步。其次，針對能源數據，做出準確的分析和診斷，并依此提出優(yōu)化方案，是節能的核心環(huán)節。再次，按計劃實(shí)施并取得預期收益，是能源管理的目標。根據取得的收益，不斷優(yōu)化節能方案，使企業(yè)能耗不斷降低是能源管理*的重要保障。遵循以上邏輯，衍生出能源管理系統的概念，通常來(lái)說(shuō)，能源管理系統一般由 3 個(gè)系統組成：數據采集、傳輸控制和能效分析。數據采集通過(guò)各種儀表分項采集企業(yè)內能耗設施數據。傳輸控制通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )將收集未來(lái)的數據轉載給能效分析系統。

2.2 能源發(fā)展模式

而現如今，大數據技術(shù)與智慧能源相結合的大數據智慧能源管理系統，為當今我國社會(huì )的發(fā)展提供了新的生產(chǎn)模式，通過(guò)大數據智慧能源管理系統的調配，可以保證智慧能源在分配過(guò)程中降低消耗成本，突破了以前采用傳統的方式對單一的能量的控制，通過(guò)智慧能源各種能源之間的優(yōu)化生產(chǎn)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。 

2.3 多能源智能配置與調控

由于面臨電力市場(chǎng)和天然氣市場(chǎng)的需求時(shí)間不同，電力負荷變化劇烈且需實(shí)時(shí)平衡，然而冷熱負荷則變化緩慢且允許一定程度的非同時(shí)性等問(wèn)題，故綜合優(yōu)化調度較為困難。建立區域調度中心，通過(guò)開(kāi)展面向能源終端用戶(hù)的用能大數據信息服務(wù)，對用能行為進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和動(dòng)態(tài)分析。通過(guò)能量系統間的互聯(lián)與互通，改善在不同時(shí)空尺度下，不同能源的供需不平衡狀態(tài)，以實(shí)現綜合能源利用、降低系統運行成本和提供功能可靠性等目標。同時(shí)，企業(yè)的儲能設備、分布式電源等通過(guò)需求響應可以得到廣泛的應用。結合區域特征及供需特性等外部條件，協(xié)同多類(lèi)能源整體優(yōu)、能源損耗低等問(wèn)題，需要對綜合能源系統進(jìn)行規劃。在規劃配置的基礎上，對能源線(xiàn)路、設備種類(lèi)、運行情況以及儲能應用進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.4 系統整體架構設計

能源數據管理系統是在利用智能化的能源計量器具、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、數據庫技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)和計算機軟硬件技術(shù)等來(lái)實(shí)現能源數據的采集、統計和分析，用數據得出節能指導報告，挖掘節能潛力，客觀(guān)地統計出班組在天、月和年的能耗情況，為企業(yè)管理層的能源決策提供科學(xué)的依據。同時(shí)，可以改變缺乏數據支撐的傳統能源管理方式，幫助企業(yè)實(shí)現能源管理科學(xué)化和節能降耗數據化，達到降低能源成本和提高生產(chǎn)效益的目的。能源數據管理系統總體分為能源數據采集子系統和能源數據服務(wù)子系統。其中，能源數據采集子系統的感知層采集器從電、氣和水等計量器具中根據采集間隔時(shí)間和采集協(xié)議等相關(guān)參數采集能源計量數據，并將數據存入系統數據庫，形成基礎數據庫。能源數據服務(wù)子系統采用預定義的規則對數據進(jìn)行預加工處理，生成數據報表和圖形報表等，從而支持能源管理決策分析。

2.5 負荷預測

電力系統常年針對負荷預測的模型、精度提高等方面開(kāi)展研究，基于大數據的負荷預測技術(shù)，對負荷數據、業(yè)務(wù)數據、氣象數據、經(jīng)濟數據和行業(yè)分類(lèi)數據等各類(lèi)所需的數據進(jìn)行整合，采用關(guān)聯(lián)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等數據挖掘方法獲得敏感成分，并分析對負荷波動(dòng)的影響程度，提高負荷預測準確度，科學(xué)指導用戶(hù)能源系統的運行規劃、節能控制和設備管理等工作，降低成本。 

2.6 用能行為分析

用能行為分析主要對用戶(hù)用能行為及用電習慣的分析，考慮工業(yè)、商業(yè)、居民等不同類(lèi)型用戶(hù)都有不同的特點(diǎn)，而同類(lèi)型用戶(hù)又具有相似的用能規律，因此用能行為分析是采用數據挖掘算法對用戶(hù)用能的規律進(jìn)行歸類(lèi)，并對歸類(lèi)結果進(jìn)行分析。

2.7 能效分析

基于大數據的能效分析以采集的能耗、環(huán)境信息和用電特征等信息為基礎，充分利用多維分析的思想，結合用戶(hù)業(yè)務(wù)類(lèi)型、生產(chǎn)規律和設備類(lèi)型等各類(lèi)信息，加強各類(lèi)信息之間的關(guān)聯(lián)性分析，對各類(lèi)數據進(jìn)行深度挖掘，提升數據的價(jià)值，從而為用戶(hù)提供幫助。以工業(yè)企業(yè)用戶(hù)為例，通過(guò)能源管理系統采集到用能數據、運行負荷和設備狀態(tài)等數據，并將企業(yè)辦公管理系統、生產(chǎn)計劃系統、生產(chǎn)運行監控系統等數據接入能源管理系統，并利用大數據分析技術(shù)，對能耗數據與生產(chǎn)計劃、物料管理、產(chǎn)線(xiàn)運行狀態(tài)、班組管理等相關(guān)信息數據之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，可以得到不同原料、產(chǎn)線(xiàn)、班組、設備、時(shí)間和成品等對應的能效分析，分析不僅僅局限于能耗本身，而是與企業(yè)業(yè)務(wù)、管理等直接關(guān)聯(lián)，分析結果可以為企業(yè)的生產(chǎn)成本核算、生產(chǎn)計劃優(yōu)化、設備狀態(tài)管理和業(yè)務(wù)發(fā)展決策等提供科學(xué)適用的指導意見(jiàn)，有利于降低企業(yè)生產(chǎn)管理成本和提升競爭力。

2.8 實(shí)現能源供需互動(dòng)

由于智慧能源與新能源尚屬于開(kāi)發(fā)當中，因此，在智慧能源應用過(guò)程中，需要對其進(jìn)行相應的價(jià)格調整，價(jià)格管理，以大數據為基礎的智慧能源管理系統可以更好地調配能源與新能源的使用情況，保證各種能源之間進(jìn)行相互調整，實(shí)現能源供需互動(dòng)。提高能源的綜合利用率，同時(shí)，在對能源使用過(guò)程中可以進(jìn)行相應的檢測，檢測系統中存在的問(wèn)題，通過(guò)大數據技術(shù)進(jìn)行自我調整。 

2.9 能源量化管理加強

通過(guò)使用系統數據平臺來(lái)實(shí)現能源實(shí)時(shí)監控和管理流程優(yōu)化，滿(mǎn)足能源設備、運行管理自動(dòng)化的需要；通過(guò)系統的實(shí)時(shí)監控，實(shí)時(shí)了解產(chǎn)能單位和用能單位的各種能源的詳細使用情況，為企業(yè)分析能耗提供直觀(guān)的依據，減少能源損失，提高能源使用效率，并進(jìn)一步提高企業(yè)管理水平和降低運營(yíng)成本。

3、安科瑞能耗管理云平臺功能

3.1 平臺結構

3.2 平臺功能

3.3 設備選型

4、結語(yǔ)

能源大數據的建立對貫徹我國“互聯(lián)網(wǎng) + ”智慧能源發(fā)展戰略，加快多能系統深度融合，促進(jìn)能源市場(chǎng)化改革具有重大意義。通過(guò)對生產(chǎn)過(guò)程*源消耗的數據進(jìn)行采集、加工、分析和處理，讓管理者更加充分、深入地了解企業(yè)的能源利用狀況，從而發(fā)現生產(chǎn)和設備運行節能空間，實(shí)現生產(chǎn)調度、能源配給，達到能源精細化管控、優(yōu)化生產(chǎn)優(yōu)化能耗，真正起到提高企業(yè)生產(chǎn)與能源管理水平、提高企業(yè)能源利用效率，降低單位產(chǎn)品綜合能耗的作用。 

【參考文獻】

[1]曹軍威，孟坤，王繼業(yè)，等．能源互聯(lián)網(wǎng)與能源路由器［J］.中國科學(xué):信息科學(xué)，2014，44(6)：714- 727．

[2]瞿超暢，倪?。髽I(yè)能源管理系統大數據平臺的研究．

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.