智能用電安全及綜合能效管理系統-智慧工廠智能用電系統

　　智能用電安全及綜合能效管理系統利用物聯網、互聯網等技術，可實現對用電回路監測，多種配電系統集約化管理、智能分析用電安全以及用電數據檢測等功能。同時實現自動化定時管理、能耗數據檢測和分析等，更加便于綠色用電、節能控制等先進的環保理念推薦。

　　一、背景概述

　　為貫徹落實黨中央、國務院《關于加快推進生態文明建設的意見》和國家“十三五”規劃《綱要》《“十三五”節能減排綜合工作方案》《計量發展規劃(2013-2020年)》《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》等有關工作要求，加快建設重點用能單位能耗在線監測系統，健全能源計量體系，加強能源消費總量和強度“雙控”形勢分析和預測預警，推動完成“雙控”目標任務，在前期試點工作的基礎上，國家發展改革委、質檢總局共同制定了《重點用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》。

　　工廠重點用能單位，其中用電管理中心是指采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對工廠的用電系統生產、輸配和消耗環節實施集中扁平化的動態監控和數字化管理，改進和優化用電平衡，實現系統性節電降耗的管控一體化系統。它的建設，不僅是重點用能單位實施精細化節能管理、提升能電使用效率的必然要求，也是節能主管部門把握能源消費趨勢、加強能耗預測預警、科學制定產業政策的內在要求，是實現低碳發展的必要手段。

　　同時為貫徹治國理政新戰略，適應引領經濟發展新常態，以物聯網、云計算等技術為支撐，大力推動重點用能單位能耗在線監測系統(以下簡稱“監測系統”)建設，加快推進重點用能單位完善能源計量體系、提高能源管理精細化水平，促進互聯網與節能工作深度融合，提高節能宏觀調控能力，推動完成能源消費總量和強度“雙控”目標任務。

　　計劃到“十三五”末期，基本建成連接各省(區、市)、相關部門和行業數據共享的監測系統。通過開展能耗大數據分析應用，為政府部門做好能源宏觀分析與戰略規劃、開展能源消費總量與強度“雙控”形勢分析、實施節能監察、加強能源計量管理、制定節能標準等提供及時準確的數據支持，為統籌能源發展與生態文明建設提供決策支撐，為重點用能單位加強能源日常監控管理、開展能源審計、能效對標、能源計量審查、節能改造等提供支撐服務，切實促進企業提質增效降本。

　　《中國制造2025》將綠色發展作為主要方向之一，明確提出全面推行綠色制造。與此同時，企業節能改造空間日益減少、企業對節約能源費用的成本有著強烈的愿望，政府對工業節能減排的要求更高，這些都催生了企業高度重視用電精細控制的必要性。

　　二、用電現狀及解決方案

　　本項目中針對**工廠設計一套智慧用電安全監管與電能管理系統，實現企業用電的智慧化管理，為保證生產用電的獨立性和安全性，把傳統空開替換為曼頓智慧微斷的改造方案。目前,公共區域用電均存在用電管理粗放、安全隱患頻繁能源浪費較多等問題。遠程智能電源監測管理系統從智慧化管理、安全用電、節能用電三大主題作為切入抓手,充分利用智慧化、信息化的技術手段與科學化的管理相結合,綜合治理規范用電、安全用電,向科技要管理、要安全,確保人身、財產不受安全隱患威脅,有效地解決當前存在的問題,盡最大可能杜絕火災事故的發生。

　　1、XX工廠現狀

　　xx廠的用電管理只是對各用電設備進行總表進行計量，造成各單位用電消耗數據缺失，不能細化耗能項目、缺少節能分析管控、無法對用能超限考核。各廠區現有傳統的電力計量儀表，其中大部分靠人工抄表， 存在工作量大、抄表周期長、數據不準確、不能及時發現能源浪費和泄露等現象、不能查詢歷史數據、不能實時報警等。

　　? 使用問題：缺乏完善的系統數據平臺及對比分析工具，無法掌握用電消耗的數量與構成、分布與流向;

　　? 效率不高：沒有一套對用電衡量和管理的工具平臺 ，信息化水平和工作效率低。比如APP、微信短信通知預警;

　　? 依賴性強：用電管理較大程度依賴有經驗的員工，可通過平臺大數據分析，智能挖掘節電節費空間及確保用電質量，實現收益最大化;

　　? 用電不明：缺少對各個用電回路監測，各回路實際用電情況不明，能源消耗不清晰;無法了解用電利用損失情況、設備效率、電能利用率、綜合能耗;

　　? 運維難：沒有故障定位功能，出現故障后，維修難度大;

　　? 數據監測不全：總表進行計量，造成各單位用電消耗數據缺失。

　　? 無節能量化依據：傳統的手工方式進行各類工廠用電能耗的計量，造成能耗數據不完整、不準確、不全面，因而無法進行用電能耗分析與診斷，造成用電管理不到位，對各種設備用電也沒有行之有效的手段進行節能控制，所以存在各種用電浪費現象。

　　2、需求分析

　　**工廠在智慧用電管理系統使用管理精細化方面，有很大的提升空間，具體分為如下幾個方面：

　　(1) 建立智慧用電管理中心

　　通過建立用電管理中心，企業可以通過智慧微斷的監測和數據上傳，實時的了解到各個末端用電設備的用電情況，及時的問題和預警告警，保障和提升用電的安全性。

　　(2) 節能管理

　　對工廠的照明、空調等動力設備實施的節能技改的收益無法實施監測及量化展示，下達的用電指標無法有效監管，智慧用電管理考核制度難以實施。通過電博士智慧能源運營平臺基于曼頓智慧微斷實時用電數據和歷史用電基準做對比分析，量化用電變化數據，提供可視化的信息圖表，衡量用電或節能績效。

　　(3) 電能監測

　　對廠區各個用電回路設備實時在線監測電流、電壓、功率、電量等運行電參數，有效保障設備的正常運行。通過曼頓自行主開發的智能微斷，可在云平臺上實現對用電的實時監測分析，若發生故障第一時間發出報警，為企業解決智慧用電管理提供方案。

　　(4)安全智能保障

　　微斷“安全智能保障”手段，對廠區各個用電回路進行實時監測、故障預警、故障報警、斷電保護等電氣安全保障，把事后處理轉向事前防范，杜絕因安全隱患引起的事故發生。

　　? 短路、漏電、過流、過載、打火、過壓、欠壓等保護功能;

　　? 漏保功能自檢、功率限定、電量計算;

　　? 在線檢測、手機遠控遙控、遙控功能限定;

　　? 真正手自一體控制;

　　? 定時開關、故障報警、安全記錄。

　　三、方案設計

　　1、設計架構

　　設計架構包含三層：傳感器(智慧微斷)感知和數據采集層、云平臺與大數據分析層、應用服務層。主要涵蓋了設備運行參數及用電狀況的數據采集、基于分布式閉環控制、云平臺大數據分析、以及相關的接口/協議/標準等。

　　利用物聯網、互聯網等技術，可實現對用電回路監測，多種配電系統集約化管理、智能分析用電安全以及用電數據檢測等功能。同時實現自動化定時管理、能耗數據檢測和分析等，更加便于綠色用電、節能控制等先進的環保理念推薦。

　　2、地圖展示

　　為管理人員和業主提供全面的用能管理服務，提高用能管理的效率和水平，降低運維成本。“以用能數據為導向”的節能和用電安全管理工作，使節能運行管理從簡單粗放的定性管理轉為科學細致的定量管理，將建筑節能工作引入一個定量化、科學化地發展階段。

　　GIS地圖展示部分，利用GIS技術將建筑能耗數據在地圖上模擬顯示，直觀查看建筑位置，分布信息數據。

　　3、數據分析與對比

　　采用折線圖進行對比展示。從而幫助您進一步分析建筑能耗數據。為您提供了設備之間或者建筑自身進行用電能耗對比的平臺。您可以將不同的建筑的用電能耗數據或者將同一建筑在不同時間的用電能耗數據，采用柱狀圖進行對比排名。從而幫助您進一步分析用電數據。

　　4、　數據報表

　　根據報表時間類型查詢，生成日能計報表、月計報表和年統計報表。

　　智能用電安全及綜合能效管理系統數據分析內是按每個設備作為一個整體進行數據分析。分別根據節能監測的技術要求，對建筑用能的分類進行分析和對建筑用電的分項分析、分戶分析、設備分析、配電監測、運行參數、報表打印等進行綜合分析，深度解剖設備用電用能情況。

　　監控中心將用電支路信息圖以web的形式清晰地展示于此平臺中，可監控每一條用電支路的耗電量、電表讀數等實時數據，并可配合聲光效果對發生故障或者出現用電安全問題的支路進行實時報警。