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浅谈能耗管理系统在城市轨道交通中的应用

更新时间: 2023-07-26   点击次数: 409次

在如今,以互联网、云计算、大数据、人工智能等为代表的新一轮科技革命和产业变革发展迅速,数字经济发展呈现蓬勃的势头。为实现对城市轨道交通用能设备进行数字赋能,有效控制城市轨道交通运营生产成本,需对供电系统、供水系统、通风空调系统、照明系统等设备的能耗进行数据采集、监测、分析,并实时掌控现场设备的能耗数据,通过相关监控平台进行动态分析,以实现城市轨道交通的智能化、数字化、精细化的管理。

1、系统软件架构组成及功能

能耗管理系统软件负责实时监视轨道交通现场能耗运行情况,并可对能耗数据(水、电)、各类电力参数进行统计分析。为保证能耗参数监视的实时性,能耗软件人机界面设计采用C/S 架构,系统软件架构自下而上为数据采集层、数据存储层、基础服务层、应用层和数据展示层,如图2所示为能耗管理系统软件组成及功能。

2、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。

3、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:

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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。

5.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。

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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。

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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。

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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;

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视频监控

接入摄像头,实时掌控企业内实际情况。

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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。


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。


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。

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。

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。

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。

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。

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。


9.16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。


9.17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。



9.18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。

9.19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。

9.20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。

9.21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。


9.22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。


9.23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。


9.24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。


9.25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。

9.26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。


9.27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。


9.28 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。


9.29 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。


9.30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。


9.31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。


9.32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。


9.33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。