一种能源管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种能源管理系统，所述系统包括：数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层；所述数据采集层用于采集用户用能数据；所述监测分析层用于分析所述用户用能数据并获取异常用户用能数据；所述诊断优化层根据所述异常用户用能数据制定优化方案；所述节能增效层用于执行所述优化方案，获取所述异常用户用能数据的优化结果；所述综合报告层用于整理优化后的用户用能数据报告，并将优化后的用户用能数据返回所述监测分析层。本发明提供的系统，运用管理学中的PDCA循环理论，结合管理与技术手段兼容并施的理念，建设能源管理系统功能，旨在实际应用中层层递进、螺旋上升提高能源管理效率。
【专利说明】
一种能源管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种能源管理系统，具体讲涉及一种能源管理系统。
【背景技术】
[0002]PDCA循环又叫戴明环(Deming Circle)，它将管理中的任何工作都分为计划(P)、执行(D)、检查(C)、纠正(A)4个阶段。PDCA是一个循环、迭代、螺旋式上升的过程。它并不是在同一水平上的重复，而是循环一周就是一个管理周期，解决一部分问题，取得一部分成果，使管理水平向上提高一步，从而进入下一更高层次的循环，在下一个循环中又有了新的目标和计划。这样就形成一个大环带小环，环环相扣不停地向前移动的循环机制。每次循环都把目标或标准推向一个新高度，使管理效果逐步提高。
[0003]人类社会的发展，对能源的依赖程度越来越高，同时要求更加合理利用能源，能源的合理利用不仅可以为社会发展提供稳定的物质基础，还在一定程度上标志着人类支配自然资源的能力得到了显著的提升。能源在现代社会中起到至关重要的作用，但随之而来的是不容忽视的环境污染和能源短缺等问题，随着科技发展，采取有效的措施提高能源利用率，已逐渐成为人们的首要任务。能源管理是一个系统性、综合性很强的工作，而企业作为生产的直接承担者和主要的能源消费者，具有巨大的节能潜力。虽然我国已初步建立了能源管理体系标准，但在实际执行过程中，由于人员专业化水平、投入成本等限制使得目前能源管理中存在分析功能杂乱、梳理缺乏、各功能单元间彼此独立、联系疏松，整体监测分析和制定计划之间缺乏闭环反馈，分析数据和管理效率低下低等不足。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种能源管理系统，其目的是运用管理学中的循环理论，结合管理与技术手段兼容并施的理念，建设能源管理系统功能，旨在实际应用中层层叠进、螺旋上升提高能源管理效率。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]—种能源管理系统，其改进之处在于，包括:数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层；
[0007]所述数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层依次连接，所述监测分析层与所述综合报告层连接；
[0008]所述数据采集层，用于采集用户用能数据；
[0009]所述监测分析层，用于分析所述用户用能数据并获取异常用户用能数据；
[0010]所述诊断优化层，用于根据所述异常用户用能数据制定优化方案；
[0011]所述节能增效层，用于执行所述优化方案，获取所述异常用户用能数据的优化结果;
[0012]所述综合报告层，用于整理优化后的用户用能数据报告，并将优化后的用户用能数据返回所述监测分析层。
[0013]优选的，所述用能数据包括:用电数据、用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据，其中，所述用电数据包括:负荷数据、电压数据和功率因数数据，所述用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据均为设备的表计示数数据。
[0014]优选的，所述监测分析层，包括:综合监测单元、用能监测单元、用能单元监测单元、能流可视化单元、生产工艺监测单元、异常监测单元、综合分析单元、用能量分析单元、用能质量分析单元、生产工艺分析单元及异常分析单元；
[0015]其中，所述综合监测单元，用于周期性实时监测企业的用能数据、耗能设备用能数据和异常用能数据；
[0016]所述用能监测单元，用于实时监测企业中用能建筑或用能设备的用能数据和能耗趋势；
[0017]所述能流可视化单元，用于通过图表和树形的方式对企业的能量消耗和能量流向进行展示；
[0018]所述生产工艺监测单元，用于从生产工艺角度通过能源平衡法确定耗能环节，并设置计量点，对所述计量点进行实时监测，所述计量点的计量数据包括:输入能源量、转化能源量及输出能源量；
[0019]所述异常监测单元，用于获取固定时间段内超阈值的用能数据；
[0020]所述综合分析单元，用于对企业用电信息、能耗情况信息、节能情况信息、故障处理信息、经济与效益的综合展示界面，给能源分析提供一个统一的入口，其中，用电信息包括月用电量、日负荷及发生时间，能耗情况包括总能耗量、不同能源类型能耗量、能耗占比以及环比增长率，节能情况包括节能项目执行情况、节约能耗量，经济与效益情况包括用能单元能耗排名和万元产值能耗排名；
[0021]所述用能量分析单元，用于从用能单元、部门两个维度按照日、周、月、年的时间维度展现各用能单元的用电量趋势，且选择同比、环比，对不同单元的用能量进行分析，并记录各用能单元的超阈值信息；
[0022]所述用能质量分析单元，用于按照用能单元、部门两个维度，从电压合格率、三相不平衡度、谐波数据三个方面，选择不同的时间维度，展现用能单元的电能质量；
[0023]所述生产工艺分析单元，用于从输入能源、转化能源及输出能源角度，通过能源平衡法分析能源损耗情况；
[0024]所述异常分析单元，用于对企业各种能源类别的各种超阈值的信息进行统计。
[0025]优选的，所述诊断优化层，包括:用能诊断单元、生产工艺过程诊断单元、用能平衡诊断单元、设备用能评估单元、系统用能评估单元、用能指标规划单元及检修计划单元；
[0026]其中，所述用能诊断单元，用于对用能数据进行诊断，查找跑冒滴漏现象；
[0027]所述生产工艺过程诊断单元，用于通过能源平衡法及行业对标的形式，进行生产工艺过程化诊断；
[0028]所述用能平衡诊断单元，用于对输入能源与输出能源进行统计，查找损耗点；
[0029]所述设备用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，对设备用能情况进行诊断；
[0030]所述系统用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，以生产系统为对象进行用能情况诊断；
[0031]所述用能指标规划单元，用于通过分析用户用能行为，开展用能指标化管理，规划年度、季度、月度用能指标；
[0032]所述检修计划单元，用于根据异常指标制定定期检修计划。
[0033]优选的，所述节能增效层，包括:管理节能单元、技术节能单元和项目管理单元；
[0034]其中，所述管理节能单元，用于对产品单耗、产品对标、生产班组、生产场景、用能指标、用能单元的管理；
[0035]所述技术节能单元，用于设备级节能、系统级节能以及能效模型的维护，其中，所述设备级节能指对企业的重点用能设备进行实时监测和分析，展现重点能耗设备的基础信息、实时运行信息及告警信息，所述系统级节能指以整个生产系统为一个节能对象，通过能效分析模型进行节能分析，提出改造建议，所述能效模型的维护指对设备级、系统级能源效率情况分析模型进行统计管理及维护；
[0036]所述项目管理，用于对查询选择时间段内的节能项目信息，创建新的节能项目，跟踪节能项目运行状况，并通过技术节能和管理节能的分析，获取用能单元的用能情况及节能潜力。
[0037]优选的，所述用户用能数据报告包括:综合报告、分类用能报告、分项用能报告、产品能耗报告、用能异常报告和经济效益报告。
[0038]与最接近的技术方案比，本发明的技术方案具有以下优异效果:
[0039]本发明提供的能源管理系统具有层次性、连续性、前进性、通用性等优点，是一种高效的、合乎逻辑的工作程序，揭示了“实践一认识一再实践一再认识”的认识逻辑规律和人类行为的科学模式，是能源管理系统中的深化、改进、延伸;本发明提供的技术方案，可以有效地实现节能降耗，在自动化技术和信息技术基础上建立的能源管理系统，以监测数据为依据，应用先进的能源管理方法，使传统的能源管理方式得到了彻底改进，为现代化大中小型企业能源的基础管理和运行管理一体化提供了不可或缺的技术支持。
【附图说明】
[0040]图1是本发明一种能源管理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041 ]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0042]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]本发明提供的一种能源管理系统，如图1所示，包括:数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层；
[0044]所述数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层依次连接，所述监测分析层与所述综合报告层连接；
[0045]所述数据采集层，用于采集用户用能数据；
[0046]所述监测分析层，用于分析所述用户用能数据并获取异常用户用能数据；
[0047]所述诊断优化层，用于根据所述异常用户用能数据制定优化方案；
[0048]所述节能增效层，用于执行所述优化方案，获取所述异常用户用能数据的优化结果;
[0049]所述综合报告层，用于整理优化后的用户用能数据报告，并将优化后的用户用能数据返回所述监测分析层。
[0050]其中，所述用能数据包括:用电数据、用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据，其中，所述用电数据包括:负荷数据、电压数据和功率因数数据，所述用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据均为设备的表计示数数据;所述用户用能数据报告包括:综合报告、分类用能报告、分项用能报告、产品能耗报告、用能异常报告和经济效益报告。
[0051]具体的，数据采集层是基于PDCA的能源管理系统的数据源基础，通过在用能用户现场安装计量装置、手工抄录或第三方系统接口的形式获取用能数据。主要包括并不仅限于用能(电、水、气、煤、油)量数据、用能过程质量数据、生产工艺过程产生的二次能源数据等。
[0052]所述监测分析层是一个环节的终点也是另一个环节的的起点，包括:综合监测单元、用能监测单元、用能单元监测单元、能流可视化单元、生产工艺监测单元、异常监测单元、综合分析单元、用能量分析单元、用能质量分析单元、生产工艺分析单元及异常分析单元；
[0053]其中，所述综合监测单元，用于综合用能用户主要关注指标进行实时监测，以每15分钟为一个采集周期，主要包括主要厂区用能数据实时监测、主要耗能设备监测、异常情况监测等；
[0054]所述用能监测单元，用于实时监测企业的总体用能情况和能耗趋势，并按电、水、气、煤、油等不同能源类别进行分类，对用能建筑和用能设备进行实时监测和异常告警，并提供异常记录功能。用电监测主要是对用能建筑和用能设备的负荷、电压、功率因数等进行实时监测；而用水、用气、用煤、用油监测主要对用能建筑和用能设备的表计示数进行实时监测；
[0055]所述能流可视化单元，用于能流可视化指通过图表和树形的方式对企业各能源的使用情况和流向情况进行展现，通过点击不同的能源类别，对不同的能源流向进行统计和展现。通过能流可视化功能，可了解企业能源消耗的组成、能源的流向，对企业能源消耗产生整体的把握。在功能中，所有能源转换为吨标煤进行计算；
[0056]所述生产工艺监测单元，用于从生产工艺角度通过能源平衡法确定耗能环节，并设置计量点，对所述计量点进行实时监测，所述计量点的计量数据包括:输入能源量、转化能源量及输出能源量；
[0057]所述异常监测单元，用于根据设备类型、异常类别、监测区域、处理状态等条件查询企业固定时间段内的超阈值的信息，并对异常信息加以处理，对于未处理的异常提供异常处理方案录入功能，对于已处理的方案可查看处理方案；
[0058]所述综合分析单元，用于对企业用电信息、能耗情况信息、节能情况信息、故障处理信息、经济与效益的综合展示界面，给能源分析提供一个统一的入口，其中，用电信息包括月用电量、日负荷及发生时间，能耗情况包括总能耗量、不同能源类型能耗量、能耗占比以及环比增长率，节能情况包括节能项目执行情况、节约能耗量，经济与效益情况包括用能单元能耗排名和万元产值能耗排名；
[0059]所述用能量分析单元，用于从用能单元、部门两个维度按照日、周、月、年的时间维度展现各用能单元的用电量趋势，且选择同比、环比，对不同单元的用能量进行分析，并记录各用能单元的超阈值信息；
[0060]所述用能质量分析单元，用于按照用能单元、部门两个维度，从电压合格率、三相不平衡度、谐波数据三个方面，选择不同的时间维度，展现用能单元的电能质量；
[0061]所述生产工艺分析单元，用于从输入能源、转化能源及输出能源角度，通过能源平衡法分析能源损耗情况；
[0062]所述异常分析单元，用于对企业各种能源类别的各种超阈值的信息进行统计，例如负荷越限次数、电压越限次数等，并展现主要建筑当天的用能异常次数组团和各建筑用能异常次数占比。同时还通过折线图展示各个建筑近十二个月的异常情况。
[0063]所述诊断优化层是在监测分析结果基础上，进一步诊断用能过程中的症结，通过评估、制定优化方案来为下一步节能增效工作提供依据。主要包括用能诊断、生产工艺过程诊断、用能平衡诊断、设备用能评估、系统用能评估、用能指标规划及检修计划等功能子项，包括:用能诊断单元、生产工艺过程诊断单元、用能平衡诊断单元、设备用能评估单元、系统用能评估单元、用能指标规划单元及检修计划单元；
[0064]其中，所述用能诊断单元，用于对用能数据进行诊断，查找跑冒滴漏现象；
[0065]所述生产工艺过程诊断单元，用于通过能源平衡法及行业对标的形式，进行生产工艺过程化诊断；
[0066]所述用能平衡诊断单元，用于对输入能源与输出能源进行统计，查找损耗点；
[0067]所述设备用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，对设备用能情况进行诊断；
[0068]所述系统用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，以生产系统为对象进行用能情况诊断；
[0069]所述用能指标规划单元，用于通过分析用户用能行为，开展用能指标化管理，规划年度、季度、月度用能指标；
[0070]所述检修计划单元，用于根据异常指标制定定期检修计划。
[0071]所述节能增效层是通过管理与技术手段执行一系列的计划方案来提升用能效率，达到增加经济效益的目标。主要包括管理节能、技术节能及项目管理等功能子项。其中管理节能包括对产品单耗、产品对标、生产班组、生产场景、用能指标、用能单元的管理;技术节能包括设备级节能、系统级节能以及能效模型的维护，包括:管理节能单元、技术节能单元和项目管理单元；
[0072]其中，所述管理节能单元，用于对产品单耗、产品对标、生产班组、生产场景、用能指标、用能单元的管理；
[0073]所述技术节能单元，用于设备级节能、系统级节能以及能效模型的维护，其中，所述设备级节能指对企业的重点用能设备进行实时监测和分析，展现重点能耗设备的基础信息、实时运行信息及告警信息，所述系统级节能指以整个生产系统为一个节能对象，通过能效分析模型进行节能分析，提出改造建议，所述能效模型的维护指对设备级、系统级能源效率情况分析模型进行统计管理及维护；
[0074]所述项目管理，用于对通过技术节能和管理节能的分析，考察每个用能单元的用能情况，分析该用能单元是否具有节能潜力。节能任务管理可查询选择时间段内的节能项目信息，创建新的节能项目，跟踪节能项目运行状况。创建新的节能项目需要选择不同的节能任务，录入项目ig息等。
[0075]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种能源管理系统，其特征在于，所述系统包括:依次连接的数据采集层、监测分析层、诊断优化层、节能增效层和综合报告层； 所述监测分析层与所述综合报告层连接； 所述数据采集层，用于采集用户用能数据； 所述监测分析层，用于分析所述用户用能数据并获取异常用户用能数据； 所述诊断优化层，用于根据所述异常用户用能数据制定优化方案； 所述节能增效层，用于执行所述优化方案，获取所述异常用户用能数据的优化结果； 所述综合报告层，用于整理优化后的用户用能数据报告，并将优化后的用户用能数据返回所述监测分析层。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用能数据包括:用电数据、用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据，其中，所述用电数据包括:负荷数据、电压数据和功率因数数据，所述用水数据、用气数据、用煤数据和用油数据均为设备的表计示数数据。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测分析层，包括:综合监测单元、用能监测单元、用能单元监测单元、能流可视化单元、生产工艺监测单元、异常监测单元、综合分析单元、用能量分析单元、用能质量分析单元、生产工艺分析单元及异常分析单元； 其中，所述综合监测单元，用于周期性实时监测企业的用能数据、耗能设备用能数据和异常用能数据； 所述用能监测单元，用于实时监测企业中用能建筑或用能设备的用能数据和能耗趋势； 所述能流可视化单元，用于通过图表和树形的方式对企业的能量消耗和能量流向进行展示； 所述生产工艺监测单元，用于从生产工艺角度通过能源平衡法确定耗能环节，并设置计量点，对所述计量点进行实时监测，所述计量点的计量数据包括:输入能源量、转化能源量及输出能源量； 所述异常监测单元，用于获取固定时间段内超阈值的用能数据； 所述综合分析单元，用于对企业用电信息、能耗情况信息、节能情况信息、故障处理信息、经济与效益的综合展示界面，给能源分析提供一个统一的入口，其中，用电信息包括月用电量、日负荷及发生时间，能耗情况包括总能耗量、不同能源类型能耗量、能耗占比以及环比增长率，节能情况包括节能项目执行情况、节约能耗量，经济与效益情况包括用能单元能耗排名和万元产值能耗排名； 所述用能量分析单元，用于从用能单元、部门两个维度按照日、周、月、年的时间维度展示各用能单元的用电量趋势，且选择同比、环比，分析不同单元的用能量，并记录各用能单元的超阈值信息； 所述用能质量分析单元，用于按照用能单元、部门两个维度，从电压合格率、三相不平衡度、谐波数据三个方面，选择不同的时间维度，展示用能单元的电能质量； 所述生产工艺分析单元，用于从输入能源、转化能源及输出能源角度，通过能源平衡法分析能源损耗情况； 所述异常分析单元，用于统计企业各种能源类别的各种超阈值的信息。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述诊断优化层，包括:用能诊断单元、生产工艺过程诊断单元、用能平衡诊断单元、设备用能评估单元、系统用能评估单元、用能指标规划单元及检修计划单元； 其中，所述用能诊断单元，用于对用能数据进行诊断，查找跑冒滴漏现象； 所述生产工艺过程诊断单元，用于通过能源平衡法及行业对标的形式，诊断生产工艺过程； 所述用能平衡诊断单元，用于对输入能源与输出能源进行统计，查找损耗点； 所述设备用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，对设备用能情况进行诊断； 所述系统用能评估单元，用于通过静态、动态评估法，结合能效评估模型，以生产系统为对象进行用能情况诊断； 所述用能指标规划单元，用于通过分析用户用能行为，开展用能指标化管理，规划年度、季度、月度用能指标； 所述检修计划单元，用于根据异常指标制定定期检修计划。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述节能增效层，包括:管理节能单元、技术节能单元和项目管理单元； 其中，所述管理节能单元，用于对产品单耗、产品对标、生产班组、生产场景、用能指标、用能单元的管理； 所述技术节能单元，用于设备级的节能、系统级的节能以及能效模型的维护，其中，所述设备级的节能意为对企业的重点用能设备进行实时监测和分析，展示重点能耗设备的基础信息、实时运行信息及警告信息，所述系统级的节能指以整个生产系统为一级的节能对象，通过能效分析模型进行节能分析，提出改造建议，所述能效模型的维护意指对设备级的、系统级的能源效率情况分析模型进行统计管理及维护； 所述项目管理，用于对查询选择时间段内的节能项目信息，创建新的节能项目，跟踪节能项目运行状况，并通过技术节能和管理节能的分析，获取用能单元的用能情况及节能潜力。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户用能数据报告包括:综合报告、分类用能报告、分项用能报告、产品能耗报告、用能异常报告和经济效益报告。
【文档编号】G06Q50/06GK106096840SQ201610416890
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610416890.3, CN 106096840 A, CN 106096840A, CN 201610416890, CN-A-106096840, CN106096840 A, CN106096840A, CN201610416890, CN201610416890.3
【发明人】李文, 李 昊, 孙忠诚, 郑国太, 陈企楚, 李斌, 刘畅, 李晗颖, 林晶怡, 苗博, 张静, 夏露, 李春红
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司