1　概述

近年來，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，工廠已經(jīng)成為全社會的能耗與排放大戶，建設(shè)節(jié)約化工廠的呼聲日益強烈。國家高度重視企業(yè)能源管理建設(shè)，先后發(fā)布了《關(guān)于建設(shè)節(jié)約型工廠的通知》、《關(guān)于開展節(jié)能減排工廠行動的通知》等文件，對工廠建設(shè)起到了重要的指導(dǎo)和推動作用。

武漢舜通智能科技有限公司通過自主研發(fā)，是在智能電網(wǎng)用戶側(cè)的電力監(jiān)控、EMS能源管理、用電管理解決方案的整體方案供應(yīng)商，可以為工廠智能、 綠色、節(jié)能、安全、提供智能配電系統(tǒng)、用電管理、能源管理、建筑能耗分析系統(tǒng)等產(chǎn)品和服務(wù)。

2　系統(tǒng)特點

QTouch能源管理系統(tǒng)主要特點如下：

1)對工廠建筑的用電、設(shè)備運行狀態(tài)等，實現(xiàn)在線監(jiān)測，工廠智能化管理；

2)自主研發(fā)的智能數(shù)據(jù)采集器，通過RS485，無線Zegbee、無線GPRS等通訊方式對電表、水表、氣表、PLC等智能設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；

3)智能數(shù)據(jù)采集器具有采集時間靈活設(shè)定，具有internet/無線3G傳輸機制，能夠?qū)崿F(xiàn)斷點續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)在30天斷線的情況下，數(shù)據(jù)有效本地存儲，在上線后續(xù)傳；

4)為節(jié)約化智能化工廠建立統(tǒng)一的能耗和設(shè)備監(jiān)控管理平臺，實現(xiàn)對單位建筑，關(guān)鍵設(shè)備能耗統(tǒng)計分析和管理，實現(xiàn)對能耗的分類分項統(tǒng)計；對關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并形成報表，利于智能管理；

5)通過能耗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)能耗黑洞；

6)為節(jié)能改造指明方向，并驗證節(jié)能效果；

7)橫向比較相同類型建筑的能耗數(shù)據(jù)，通過能耗公示鼓勵先進、督促落后；

8)數(shù)據(jù)傳輸采用MD5認證算法以及AES加密算法，保證信息傳輸?shù)目煽啃浴⒈Ｃ苄浴?/p>

3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)根據(jù)具體的工程情況來組網(wǎng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)。

根據(jù)項目規(guī)模的大小，可以靈活選擇通訊介質(zhì)和組網(wǎng)方式。當設(shè)備比較集中時，通訊介質(zhì)通常采用屏蔽雙絞線和五類八芯屏蔽電纜；當系統(tǒng)設(shè)備比較分散時，可采用光纖作為通訊介質(zhì)，組網(wǎng)方式可以采用光纖環(huán)網(wǎng)或者光纖星型網(wǎng)；如果設(shè)備較少而且非常分散，可以采用無線通訊設(shè)備組網(wǎng)。

系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示：

圖1 能源管理系統(tǒng)拓撲圖

1）數(shù)據(jù)采集層：采用由武漢舜通智能公司生產(chǎn)的smartDAQ安裝在現(xiàn)場的智能數(shù)據(jù)采集器/變送器，采集器主要為電力采集模塊、智能遠傳水表、智能遠傳氣表三種。

電力采集模塊采集電壓、電流、有功、無功、諧波、電量等參數(shù)；智能遠傳水表采集瞬時流量及累計用水量；智能遠傳氣表采集瞬時氣流量及累計用氣量。根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求，變壓器高壓側(cè)參數(shù)采集取自用戶的變電站后臺系統(tǒng)。

2）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場采用RS-485總線，將區(qū)域內(nèi)的電力采集模塊連接至相對的數(shù)據(jù)集中器；各數(shù)據(jù)集中器通過用戶局域網(wǎng)連接至中央服務(wù)器。部分實際情況不理想的區(qū)域，靈活選用電話網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、GPRS/CDMA、無線網(wǎng)橋等多種方式。

3）能效系統(tǒng)軟件：完成數(shù)據(jù)采集、校驗、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等；并可將現(xiàn)場運行的重要數(shù)據(jù)、報警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。

3.1　軟件實現(xiàn)原理

武漢舜通智能科技有限公司通過自主研發(fā)，在系統(tǒng)軟件設(shè)計上具有獨到之處，自主研發(fā)的QTouch組態(tài)軟件對采集層的硬件提供了軟件支撐，采集層和通訊層具有豐富的通訊規(guī)約庫，不僅快而且強大，能夠快速實現(xiàn)對智能電表的數(shù)據(jù)采集，分類分項，完整性轉(zhuǎn)換，遠程傳輸，斷點續(xù)傳等特點。

軟件系統(tǒng)實現(xiàn)原理如下圖2所示：

圖2 軟件系統(tǒng)實現(xiàn)原理圖

3.2　EMS能源管理系統(tǒng)功能

QT-EMS能源管理系統(tǒng)針對不同行業(yè)具有不同的特點，采用模塊化設(shè)計原則，在業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)上與企業(yè)充分溝通，建立符合企業(yè)需要的能源管理系統(tǒng)，為企業(yè)用好能源管理系統(tǒng)做服務(wù)，因而在功能結(jié)構(gòu)上分三層模塊，系統(tǒng)功能如下圖3所示：

4　系統(tǒng)功能

能耗平臺主頁面

圖4系統(tǒng)能耗平臺主頁圖

概要顯示當前主要設(shè)備的用能情況，掌握用能趨勢。實時動態(tài)監(jiān)測企業(yè)當前用電功率。通過設(shè)置每日用能的計劃值，實現(xiàn)用能的定額管理，并與實際用能進行對比，對可能出現(xiàn)的用能突增進行預(yù)警。將各類用能折算為標準煤，全局掌握企業(yè)用能情況。

4.2　用能實時監(jiān)測

通過對企業(yè)各個環(huán)節(jié)的用能監(jiān)測，掌握用能數(shù)據(jù)，以表格和棒圖的形式進行提現(xiàn)，達到對企業(yè)各個環(huán)節(jié)用能數(shù)據(jù)的掌握。

棒圖表現(xiàn)形式：

4.3　報表服務(wù)

QTouch能源管理系統(tǒng)，提供豐富的報表服務(wù)功能，便于用戶查詢企業(yè)環(huán)節(jié)的用能數(shù)據(jù)，并以表格或棒圖的形式展現(xiàn)出來。

圖6能耗報表圖

按需定制的各類報表，包括分戶能耗、設(shè)備能耗、數(shù)據(jù)集抄等，并可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel等電子文件，方便日常管理工作。

4.4　B/S訪問接口

系統(tǒng)提供C/S和B/S兩種訪問模式，C/S訪問模式客戶端響應(yīng)速度快，充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，減輕服務(wù)器的壓力。B/S訪問模式不需要安裝客戶端，任何地方只要有一臺可以上網(wǎng)的電腦即可訪問服務(wù)器，做到了真正的跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺訪問。

4.5　系統(tǒng)靈活擴展

系統(tǒng)可根據(jù)企業(yè)實際用能情況，靈活配置用能類型、用能結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備、用能區(qū)域、監(jiān)測參量等基本信息，對系統(tǒng)上線后發(fā)生的用能回路、用能設(shè)備的增加亦只需進行配置即可。系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)接入單個或多個單位的用能情況，進行集中管理。

4.6　集團式能耗管理模式

系統(tǒng)將歸屬同一集團、同一區(qū)域的單位的GPS坐標標注在電子地圖上，鼠標停靠在坐標上可顯示該企業(yè)的能耗概況，雙擊圖標后可顯示企業(yè)用能的詳細情況，方便集團公司對下屬分公司、門店進行集中管控。

4.7　遠程集抄

將分散分布的能源監(jiān)測計量表具通過能源管理系統(tǒng)連接在一起，各表數(shù)據(jù)采集時間偏差十分微小，大大減輕人工抄表的工作量，實現(xiàn)“能耗信息采集自動化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字量化、決策科學化”的目標。

圖7遠程抄表

4.8　電能質(zhì)量管理

通過與電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，可將電能管理中的數(shù)據(jù)引入到能耗系統(tǒng)中進行分析，包括三相電流、三相電壓、功率、功率因素、諧波等。

4.9　分項能耗分析

將各類能源監(jiān)測數(shù)據(jù)（水、電、氣）接入到一套能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，改變原來多頭管理的局面，清晰的掌握企業(yè)能耗的構(gòu)成，避免能耗改造過程中降低某一類能耗的同時增加了其他類能耗的支出。

4.10　用能分時段統(tǒng)計

將企業(yè)用能按照尖、峰、平、谷（時間段可靈活設(shè)置，時間段設(shè)置可擴展）劃分，找到企業(yè)用能在時間段上的不合理之處，也可作為企業(yè)能耗復(fù)費率計算的依據(jù)。同時，系統(tǒng)可以統(tǒng)計任意時間期間的能耗，并進行逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年匯總。

4.11　多維度用能分析

判斷一個能耗的高低，不應(yīng)僅僅看總量，還應(yīng)將能耗數(shù)據(jù)同建筑面積、員工人數(shù)、商場客流量、產(chǎn)量、銷售額、環(huán)境溫度等其他參數(shù)進行綜合比較，系統(tǒng)可以根據(jù)需要建立不同的能耗分析模型，從而更加科學、更加準確的判斷建筑能耗的高低。