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1、企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 1 页 共 9 页企业能源管理系统(EMS) 解决方案2009.11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 2 页 共 9 页目录一、能源管理系统概述二、能源管理系统的作用三、能源管理系统的功能四、能源管理系统的特点五、能源管理系统集成方案六、能源管理系统的实施效果名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
2、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 3 页 共 9 页一、能源管理系统概述进入二十一世纪以来， 随着中国经济的快速发展， 为经济增长提供动力保障的能源消耗也大得惊人。能源问题已经成为制约中国经济和社会发展的重要因素，节能降耗已被列入我国的基本国策。能源利用过程的科学化管理是解决能源问题的重要手段。 从国家领导人到企业经理在内的各级决策者都意识到，虽然为飞速发展的经济提供 充足的能源供 应很重要， 但有效 管理合理消费能源也 同样重要。中国正在采取行 动
3、，减少因低效消费而导致的大量浪费现象 ，推广节能化 措施和对能源进 行科学化管理已 势在必行， 此举可 以创造巨 大的经济 效益和社会 效益，为企业的 可持续 发展提供 有力保障。在现阶段，能源管理系统 ( 简称 EMS) 技术在各企业的 运用，能在提 高能源系统的管理 效率、优化能源 平衡、促进节能 减排、提高功能质量、完善 消耗评估技术方面提供一 个成熟、有效和使用方便的管控一体化解决方案。它为企业提供 了一套先进、可靠 和安全的能源系统 运行、操作 和管理平台。从企业的 角度来说，单个设备 节能能 有效降低设备能耗，降低了设备 的能源运行成本；而能源管理系统 则实现了 企业节能 由点到面
4、的覆盖，从而实现真正 企业层面上的节能降耗。能源管理系统 有效的覆盖到了整个企业能源的 生产、 输送、使用、回收及 排放等各个环节，对于能源系统进 行实时监控和有效管理，从而达到了企业系统节能的 目的。二、能源管理系统的作用1) 通过能源管理系统的 实施，重要 设备可 进行节能 改造，同时实现企业能源系统的统一 调度和集中管理， 达到设备节能和系统节能的 目的。2) 完善能源信息的采集、存储、管理和 有效利用。 EMS对能源数据进行分析、处理和加工，能源调度人员和专业能源管理人 员就能实时掌握 系统状态，经过系统的 合理调整，确保系统 运行在最佳状态 。3) 在企业 层面对 能源系统 采用分散
5、控制和集中管理。 EMS将在企业 全局的角度审视能源的基本管理 需求, 满足能源工艺 系统的 分散特性 和能源管理 需要集中的客观要求，以适应企业的 战略发展需要。4) 减少管理环节，优化管理 流程，建立客观 能源消耗 评价体系。实现在信息分析 基础上的能源 监控和能源管理的 流程优化再造，满足能源设备管理、运行管理等的自动化， 建立客观 的以数据为依据的能源消耗 评价体系， 向管理要 效益。5) 减少能源系统 运行成本，提 高劳动生产率。EMS的建设，对能源管理 体制的改革将 发挥重要作用。其基本目标之 一是可以实现简 化能源 运行管理，减少日常管理的人力 投入，节约人力 资源成本，提 高劳
6、动生产率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 4 页 共 9 页6) 加快能源系统的 故障处理，提 高对全 局性能源事故的反应能力。 EMS能迅速从全局的角度了 解系统的 运行状况，故障的影响程度等，及时采取系统的 措施，限制故障范围的进一 步扩大，并有效恢复能源系统的 正常运行。7) 通过优化能源 调度和平衡指挥系统，节约能源和 改善环境。EMS将通过优化能源管理的方 式和方
7、法，改进能源 平衡的技术手段，实时了解企业的能源 需求和消耗的 状况，合理安排生产生 活，能有效 地减少废气废水 等的排放率，提高能源的 回收利用率，采用综合平衡 和燃料转换 使用等系统方 法，使能源的 合理利用达到一个新的水平。8) 为进一 步对能源数据进行挖掘分析和能源 预测提供条件。能源管理系统的建设，不仅可有效 解决能源 实时平衡管理和 监控管理，还可以通过对大量历史数据的归档和管理，为进一 步对数据进行挖掘分析和能源 预测创造条件。三、能源管理系统的功能企业在 生产和经营过程中都 需要消耗大 量能源， 能源按照介质来分又大致分为：电、水、气( 包括煤气 、燃气、氧氮氩气 等) 、油(
8、包括汽油 、柴油、煤油等) 、热力等。在能源管理系统中为 简化系统 定义，我们将这些能源介质按系统大 致划分为：电系统、水系统和动力系统 ( 动力系统 包括气 、油、热力等介质) 。除此外，环保有关的数据也将纳入到能源管理系统的 范围， 这也使企业的节能 减排与环保的关系紧密联 系起来。能源管理系统 按照系统功能来分，分为能源 监控功能和能源管理 功能。能源监控功能是指采用各种现代自动化及信息 技术，采集企业能源 相关数据，监控相关的能源 设备，建立起一个覆盖全面 的能源 监控调度中心，调度人员只需坐在监控调度中心进行简单操作 ， 就可实现全 厂能源设备及系统的在 线监控和能源 平衡调度。 通
9、过监控调度中心的运行， 许多能源设备可做到无人值守管理。能源管理 功能是指在已建立的能源 监控中心基础上， 对各种能源数据进行处理、分析和归档，并进行能源设备管理、能源计划管理、能源实绩管理、能源质量管理和能源 预测分析。同时根据管理要 求产生 各类能源报表。这些都为能源管理者提供 了实时可靠的决策 依据。能源监控调度中心的建立对企业能源管理系统 具有关键性的作用， 它是整个能源管理系统的基 石。出于能源调度方便的考虑，能源监控调度中心可按照电 力系统、动力系统和 水系统来 分。1) 电力系统 ：包括 各级变电站 及高低压配电站 ，还包括 自备发电机组 等。2) 动力系统 ：包括空 调系统、锅
10、炉系统、燃气系统、空压站 和氧氮氩气 、煤气、蒸汽综 合管网等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 5 页 共 9 页3) 水系统：净水 处理站、污水处理站、排水泵站 、各单元循环水系统和 给排水管网等。由于各企业的 具体情况不同，各系统的 具体组成内容有可能不同，但这三大系统应该包括了企业所有重要的能源 设备和能源 数据。 能源监控调度中心能在线的对这些重要的能源 设备和能源
11、 数据进行实时监控。 监控调度中心也可对企业的其它设备 进行监控，它具有良好的延续性和可扩展性，企业后续新增或改造设备的监控和能源 数据均可纳入其中。除此以外，企业的 环保系统 数据也可以纳入能源监控调度中心。能源监控调度中心 设有能源实时数据 服务器 ，下面设有 多个能源监控子站，能源监控调度中心与各监控子站采用分布式结构互 联，其功能包括：1、能源数据采集与监控子站：监控子站负责采集各单元及系统能源 介质生产和消耗 实时数据 ，对重要能 介设备及现场仪表通过通讯或 I/O 方式，通过与各监控子站连接并将能介数据送 至能源监控调度中心实时数据 服务器 ， 监控调度中心同时可实时监控、调度各能
12、源 设备与系统的 生产运行。2、能源计量：对于企业厂级、车间级甚或设备的能源 计量，可采用专门的计量仪表也可在各监控子站进行累积计算， 所有能源计量数据最终送至实时数据服务器 ，以产生各级能源 计量报表和供能源 分析使用。3、能源实时数据 服务器 与各调度操作 站：通过 SCADA 系统实现?能源 生产监 控与调度（能源生产监 控、能源调度、过程图、过程曲线、设定和查询等） ；?能源数据采集（包括电 、水、气等介质数据及环 保数据） ；?能源 数据分 类归档 （实时数据 、短时数据 、统计数据 、历史数据、事件记录等） ；?能源数据查询（ 实时数据 、历史数据查询） ；?逻辑分析及数据处 理（
13、条件联 锁、量程变换等） ；?报警记录及故 障处理( 分级报警（按轻、重故障分类） ；信息记录和归档（按类别） ；故障基本 分析（时序记录 分析、在线查询等）) 。能源管理功能 包括：?能源设备管理；?能源计划管理（计划编制、跟踪等） ；?能源 实绩管理 （实绩分析 、归档、查询、平衡 分析、成本分析 、对名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 6 页 共 9 页标分析等 ） ；?
14、能源质量管理（质量分析、质量 跟踪、趋势评估、 越限警告等） ；?能源运行技术 支持（运行方式管理、停复役管理、操作评估 等） ；?能源预测分析。其它功能 包括：对环保系统的 监控和管理 功能；对其它重要设备的监控和管理 功能。四、能源管理系统的特点能源管理系统 项目的建设应充 分考虑 EMS 投运后， 实现节能环保、 集中调度、优化管理和节 省人力的目的。主要考虑以下几个方面：1) 先进性、成熟性和实用性使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期 ，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展（包括设备和技术两方面内容）。 2) 可靠性高效稳定
15、的系统，能提供 全年 365 天，一天 24 小时的不停顿运作。对于安装的服务器 、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，以确保系统 稳定。3) 可操作 性先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资 源查询与检索等有效工具。4) 高效率 性注重各子系统的 信息共享，提高整个系统高效率的传输与运行能力。5) 实时性设备和终端必须反应快速， 充分配合实时性的需求。6) 完整性提供与各种外界系统的 通信功能， 确保信息的完整性并 充分利用在 整体系统的运作上。7) 可查询性提供易于使用的数据库功能，让使用者能随 时查询信息及 制作所需的报表。名师资料总结
16、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 企业能源管理系统(EMS) 解决方案第 7 页 共 9 页8) 可扩展性把各子系统有机结合起来，充分考虑将来需求的成长 空间，所提供的系统 平台与技术将充分配合未来功能及扩充项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始 终，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠 性和经济 性的基础。五、能源管理系统集成方案1、与各单元监控系统（DCS 、PCS 、PLC ）的信
17、息交换方案：与能源有关的各单元的生产过程、运行方式、运行状态与能源系统的 调度、平衡、故障处理都有密切的关系，EMS 必须及时掌握其信息 ，才能有效地实施能源系统 运行管理、调度分配和平衡，提高供能质量，加快事故处 理。EMS 需要的各单元信息，必须是实时信息 ，如状态信 号、故障信号、能源潮流信号等，采用如下方式实现：对于具备数据直接通讯条件并有大量信息进入 EMS 的单元系统， 考虑采用通讯方式；对于只有少量 信息进入 EMS的主生产工艺 系统， 尽量考虑采用 I/O方式。2、公共能源设施的控制和采集方案公共能源 设施是指带全局性或区域性功能的能源 设施，这类能源设施需由能源中 心调度直接
18、管辖以提高系统运行管理效率、加快事故处 理、提高节能降耗效果。而且这类现场适合无人值守。公共能源 设施包括： 各级变电站 、配电室、煤气站 、空压站 、排水泵站 、能源管 网等。- 变电站 、配电室变电站 和配电室纳入 EMS 的方式视变电所二次系统的 设计方案不同而不同。本概要方案 按目前普遍在变电所设计中使用的采用综合保护方式的情况考虑。1) 将变电所的 I/O 信号中的电量信号采用独立接口传送。 2) 接口的数量要根据变电所回路的实际数量考虑。 3) 各变电所的信息直接通过变电所内综保通讯服务器 与 EMS 通讯(通讯协议双 方约定)。- 各类燃气 、热力、空压机 等动力系统 及给排水系
19、统动力系统的动 态平衡和调度是 EMS重要的 实时功能之一。为 达到动力系统现场无人值守、优化平衡和节能降耗的 目的，动力系统的 现场设备控 制应纳入 EMS 控制范围。我们将动力系统 现场控制系统的 设计纳入 EMS 的设计中，确保现场控制系统的 设计与 EMS 上位系统的 设计无缝集成。应采用如下方式: 对于具备数据直接通讯条件并有大量信息进入 EMS的单元系统， 考虑采用通讯方式； 对于只有少量 信息进入 EMS 的单元系统， 尽量考虑采用 I/O 方式。给排水系统的 接口方式也采用通讯方式与 I/O 方式相结合。3、能源管理系统 网络结构能源管理系统 包括：中央网络系统，工业以太网系统
20、，GPS系统，大 屏幕系统， 数据备份系统等。能源管理系统 结构如下图所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 8 页 共 9 页PLC采集站PLC采集站以太网以太网调度计算机巡检操作 站操作 站工程师站打印 机其它系统接口计算机数据 库服务器数据数据数据数据数据实时数据 服务器 ( 辅)工业环网调度计算机大屏幕 控制机PLC通讯计算机通讯计算机交换机WEB 服务器 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
21、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 9 页 共 9 页六、能源管理系统的实施效果按照目前国际通用的指标，一个国家的能源 使用是否合理要看单位 GDP 的综合能耗。而一个企业的能源 使用状况我们就要看它单位产值的综合能耗。通过能源管理系统的 实施与节能改造，为企业提供 了一个管控一体化的能源解决方案，真正做到了能源系统的 分散控制、 集中管理。从已实施的能源管理系统来 看，通过能源管理系统 对能源供 需的动态平衡调度，合理安排企业的能源 生产和使用，显著提高了
22、企业的能源利用 率，可有效 降低单位产值的综合能耗 10% 以上，为企业 带来巨大经济 效益。将环保系统 纳入到能源管理系统 之中， 不仅有利于实时监测企业的 废水废气等污染物的排放指标 。而且使得能源的 生产、输送、使用、回收与排放在能源管理系统内 形成一个大的闭环，让我们对能源的 每个环节都了如指掌。通过能源管理系统 对各环节能源 指标的分析， 帮助管理者和 调度人员很快寻找到节能降耗的新方向，从而实现 节能减排目标的不断提升。能源管理系统的 实施，不仅促进了企业自动化与信息化水平的提高，同时也促进了企业能源管理 水平的极大提高。从以前各个单元的分散管理，各种能源介质的分别管理的 粗放模式，到现在的能源 集中监控，人员集中调度，设备无人值守的扁平化管理 模式。不仅显著提高了劳动生产率，也促进了企业能源管理 水平的不断提升。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -