紫金桥实时数据库为数字能源管理系统提供数据支撑

前言

目前能源紧缺与环境恶化已经成为全球面临的最大问题。中国持续高速的经济增长成为过去几年中全球经济的最大亮点，但同时也引发了能源供应危机及环境保护的巨大压力，其要求从个人到公司必须采取有力措施来降低能源消耗。中国政府高度重视节能与环保，已经将节能增效提升为国家战略的一部份。国务院颁布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》，明确了到 2015 年，全国万元国内生产总值能耗下降到 0.869 吨标准煤（按 2005 年价格计算），比 2010 年的 1.034 吨标准煤下降 16%，比 2005 年的 1.276 吨标准煤下降 32%；“十二五”期间，实现节约能源 6.7 亿吨标准煤。2015 年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在 2347.6 万吨、2086.4 万吨，比 2010 年的 2551.7 万吨、2267.8 万吨分别下降 8% ；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在 238.0 万吨、2046.2 万吨比 2010

年的 264.4 万吨、2273.6 万吨分别下降 10%。

借助计算机技术、网络技术、通信技术和自动化技术等技术手段来解决企业能源管理方面的难题，基于紫金桥实时数据库平台，紫金桥软件公司携手合作伙伴，为石化、化工、冶金、钢铁、水泥、印染等高耗能企业节能降耗、降低成本、提高企业综合竞争力提供切实可行的解决方案。我们为客户提供的核心价值体现在如下方面：

降低客户在生产运行中各方面、各种能源的消耗。

综合运用技术手段和管理手段降低能源消耗，减少温室气体排放。

降低客户的综合能源成本。

优化能源配给使用.能源采购及使用时段。

保障可靠有效的设备运行，实现可持续的能源节省。

通过合理的设计及管理，降低生产中断风险。

依靠主动性预防性的维护及服务，保证能源高效平稳的使用。

系统概况

本系统涉及到某某市高新区高耗能企业 55 家，要采集的能源介质主要有：水、电、煤、天然气、蒸汽。

系统结构设计

该系统采用三层结构设计，第一层负责数据采集，第二层负责数据转发和存储，第三层负责业务应用。系统拓扑图如下：

系统结构描述

1、第一层由智能数据采集器和无线传输模块组成，负责企业现场计量仪表的数据采集和传输。企业计量仪表必须具备 RS-232/485 数据采集接口，没有接口的需要对仪表进行改造。

2、第二层由无线基站、无线网关和公用网络组成，负责将现场测控层和服务器系统的数据传输。

3、第三层是数据处理层，紫金桥实时数据库负责数据的集中、归档和处理等工作。

4、第四层是业务应用层，主要满足各单位的数据监控，统计报表、决策支持等业务应用。

功能架构设计

能源信息管理主要将需要的各种一级或二级能源实时数据集成起来，以便于进行后续能源管理和分析。我们的系统打包了几乎全世界所有的著名的控制器的驱动程序,支持PROFIBUS、DH+、MODBUS、MODNET、SSEVEN(Siemens Industrial Ethernet)等常规的通讯协议。具有速度快、工作稳定可靠的优点。同时也支持OPC(OLEfor Process Control)和ODBC的通讯方式。能源管理中心紫金桥实时数据库服务器通过驱动程序实现对现场PLC以及配电系统通讯。

能源信息处理

能源数据采集(周期采集、中断采集、SOE)，能源运行监控 (能源实绩、能源计划、能源预测及对比分析)，分类数据归档(实时数据 短时数据 统计数据 历史数据、记录)，逻辑分析处理(条件联锁、越限报警等)，人机界面(过程图、过程曲线、设定和查询等)，管理报表(瞬时报、正点报、日报、月报等)。

能源故障处理

故障监测、分级报警(按轻、重故障分类)，故障信息记录和归档(按类别)，故障基本分析(时序记录分析、在线查询等)、

能源计划管理

实现参考能源预测的结果进行能源数据计划的制订，对执行情况进行统计分析，根据调度算法及时做出调整，节能降耗指标预测与分析。

能源实绩管理

实绩分析、归档、查询、平衡分析、对标分析等。

运行技术支持

运行方式管理、停复役管理、操作评估等。

能源设备管理

能源设备管理实现能源设备生命期的管理过程。设备状态监控、设备检修计划制定、设备运行综合查询。

能源平衡及预测

采用不同的预测算法建立能源模型，或根据历史数据、现场经验，预测辖区内各企业各种能源介质在未来一段时间的消耗量及变化趋势；根据辖区各企业能源介质的购进、消耗和库存情况，做好辖区企业之间的能源调度，保证能源供给，保生产，促进企业之间在能源使用方面的合作。

数据采集方案

采集原则：

1、降低成本原则：对于已经进入采集平台的仪表可以直接从现有系统做数据接口，不必增加硬件投资。

2、数据统一原则：对于已经进入采集平台的仪表可以直接从现有系统做数据接口，这样就能做到数出一家，保证数据的统一行。

3、数据共享原则：采集数据可以多中心发送，如果企业以后上自己的能源平台可以从现有系统接收数据，不必再增加投资。

4、数据安全原则：采集数据加密传输，防止泄密，保证企业隐私不受侵害。

采集系统架构

系统结构描述

1、每个计量仪表通过无线模块和采集器通讯，采集器集中采集某个单位的能耗数据。

2、采集器将每个企业的数据集中后通过 GRRS 模块上传到监控中心的数据采集服务器上。

3、采集器可以本地保存采集数据，以应对各种网络异常和数据异常。

能源管理系统应用架构

系统主要实现目标

完善能源信息的采集与存储管理

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能实时掌握系统状态。通过系统的实时调整，确保能源系统运行在最佳状态。

实现政府级全局能源管理

通过EMS，管理者在政府层面对能源系统采用分散控制和集中管理。实现从政府全局的角度审视能源的基本管理需求，以适应经济的战略发展需要。减少管理漏洞，优 化管理流程

建立能源消耗评价体系，实现在数据基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，从而不断地向管理要效益。同时也满足能源设备管理、运行管理等的自动化。

降低能源系统运行成本

EMS 在能源管理体制的改革将发挥重要作用。通过简化能源运行管理，减少日常管理的人力投入，节约人力资源成本，提高管理效率。

能源故障快速响应

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， 从而及时采取系统的措施．限制故障范围的进一步扩大．并有效恢复系统的正常运行。优化调度节能降耗

通过 EMS 进一步对数据进行挖掘、分析、加工和处理，寻找改善能源平衡的空间。结合 EMS 和工艺创新以减少高炉煤气的放散、提高转炉煤气的回收率、采用综合平衡和燃料转换使用的系统方法，使能源合理利用达到一个新高度。

能源管理系统实施的意义

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。

目前，我国煤炭、石油、电力等各大能源生产企业，能源的生产利用效能不高，主要原因就是生产的信息管理水平不高。由于能源是稀缺资源，在市场上供不应求，因此大多数的能源生产企业主要关注的还是如何提高产量，而较少去考虑推进信息化建设。而随着全球经济一体化进程加快，面对国外大型能源公司的竞争，我国能源生产企业只有根据市场的变化和要求，及时形成和调整产品生产结构，实现生产、经营过程的整体优化，增强企业竞争能力，才能在市场竞争中取得更好的经济效益。为了加强对瞬息万变的市场的响应能力，能源生产企业迫切需要引入先进的管理理念和信息技术。

同时，目前我国在能源管理，特别是能源消费统计领域的信息化水平还比较低，信息采集、沟通、共享等环节都难以满足节能工作的要求，迫切需要提高信息化水平。充分利用现代信息技术手段，加强对资源消耗的计量和监测管理，为企业节能降耗提供准确、可靠、科学的监测数据，发现并解决存在的突出节能问题，对于政府和企业加强能源管理、合理使用能源资源、提高能源利用率、节约能源、保护环境具有重要意义。

该系统的实施与运行有助于加强能源计量管理的组织建设，加强能源计量器具的配置和管理，加强能源计量的数据管理和统计考核，加强计量检测体系建设。经过近几年的努力和系统功能的不断完善,能源计量和节能 减排的有关政策、法规和标 准得到有效实施,企业节能意识和计量意识显著增强,能源计量器具的配备率、检测数据的管理、应用效果明显提高，能源计量薄弱和严重浪费能源的现象得到有效遏制,能源计量技术和管理水平明显提高,重点用能单位的能源计量工作达到科学、规范的管理水平。企业能源计量器具的配备和管理达到了 GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》标准，满足了生产经营管理对能源计量器具配备和管理的要求。

能源管理系统画面