一种工业能效管理系统及方法与流程

本申请涉及数据采集与处理技术领域，更具体地说，涉及一种工业能效管理系统及方法。

背景技术：

随着我国从能源粗放型经济向能源节约型经济的发展，针对工业企业的能源消耗监管成为经济转型过程中的重要手段。

目前各类工业企业在生产过程中普遍存在能耗大和能源浪费的问题，究其原因主要是没有可靠的技术手段支持工业能耗的监控管理，更没有建立与工业企业相适应的能耗评估体系，导致工业能耗难监控、节能效果难评估和节能改造难进行的不利局面。

传统的能耗统计和管理方式往往只能通过人工对电、水、热、煤、油灯能源费用单据的审核进行，这种统计的缺点在于：1、缺乏实时性：往往只能通过月末的各种能源费用单据进行统计，无法得知实时的动态用电信息；2、缺乏持续性：每年都要进行统计，缺乏长期有效的监测体系；3、劳动强度大：需要工作人员投入大量的精力对各类单据进行统计。这些缺点导致了能耗数据统计的不准确，既无法完整的描述工业企业的用能特征，也无法为能源审计、能耗分析诊断等工作提供更多的依据。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业能效管理系统及方法，以实现实时采集工业企业的能耗数据，并对采集的能耗数据进行统计、计算和分析，以获得能耗预处理数据和能耗管理数据的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种工业能效管理系统，应用于工业企业，所述工业企业包括至少一个采集能耗数据的前端设备，所述工业能效管理系统包括：采集模块、计算模块和管理模块；其中，

所述采集模块，用于获取所述至少一个前端设备采集的能耗数据，并将获取的能耗数据发送给所述计算模块；

所述计算模块，用于根据所述能耗数据进行统计和计算，以得到与各所述前端设备关联的能耗预处理数据，并对所述能耗预处理数据进行存储，所述能耗预处理数据包括：当前能耗运行数据和能耗告警信息；

所述管理模块，用于对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据，所述能耗管理数据包括：能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据。

可选的，所述管理模块还用于利用所述能耗管理数据生成信息汇总数据，并对所述信息汇总数据进行分级，并对各级的信息汇总数据关联不同级别的查询权限；和用于在接收到账户创建指令后，创建与所述账户创建指令对应级别的账户，不同级别账户具有相应级别的查询权限；

所述管理模块还用于根据当前登录账户的级别，将所述信息汇总数据中级别等于或低于当前登录账户级别的信息汇总数据进行展示。

可选的，所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据。

可选的，所述当前能耗运行数据包括：电能能耗当前运行数据、水力资源能耗当前运行数据、电能质量当前运行数据、气量当前运行数据和冷量当前运行数据；

所述能耗告警信息包括：电能告警数据、水力资源告警数据、电能质量告警数据、气量告警数据和冷量告警数据。

可选的，所述能耗监测数据包括：水力资源能耗当前告警汇总信息、电能能耗当前告警汇总信息、环境数据、水力资源能耗当前汇总信息、电能能耗当前汇总信息、水力资源能耗当前告警明细信息和电能能耗当前告警明细信息；

所述能耗分析数据包括：各所述前端设备能耗历史运行数据；

所述能耗质量数据包括：各所述前端设备电能质量当前运行数据和各所述前端设备电能质量历史运行数据；

所述节能管理数据包括：各所述前端设备档案信息和各账户档案信息。

一种工业能效管理方法，应用于工业企业，所述工业企业包括至少一个采集能耗数据的前端设备，所述工业能效管理方法包括：

获取所述至少一个前端设备采集的能耗数据；

根据所述能耗数据进行统计和计算，以得到与各所述前端设备关联的能耗预处理数据，并对所述能耗预处理数据进行存储，所述能耗预处理数据包括：当前能耗运行数据和能耗告警信息；

对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据，所述能耗管理数据包括：能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据。

可选的，所述对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据之后还包括：

利用所述能耗管理数据生成信息汇总数据，并对所述信息汇总数据进行分级，并对各级的信息汇总数据关联不同级别的查询权限；

在接收到账户创建指令后，创建与所述账户创建指令对应级别的账户，不同级别账户具有相应级别的查询权限；

根据当前登录账户的级别，将所述信息汇总数据中级别等于或低于当前登录账户级别的信息汇总数据进行展示。

可选的，所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据。

可选的，所述当前能耗运行数据包括：电能能耗当前运行数据、水力资源能耗当前运行数据、电能质量当前运行数据、气量当前运行数据和冷量当前运行数据；

所述能耗告警信息包括：电能告警数据、水力资源告警数据、电能质量告警数据、气量告警数据和冷量告警数据。

可选的，所述能耗监测数据包括：水力资源能耗当前告警汇总信息、电能能耗当前告警汇总信息、环境数据、水力资源能耗当前汇总信息、电能能耗当前汇总信息、水力资源能耗当前告警明细信息和电能能耗当前告警明细信息；

所述能耗分析数据包括：各所述前端设备能耗历史运行数据；

所述能耗质量数据包括：各所述前端设备电能质量当前运行数据和各所述前端设备电能质量历史运行数据；

所述节能管理数据包括：各所述前端设备档案信息和各账户档案信息。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种工业能效管理系统及方法，其中，所述工业能效管理系统包括采集模块、计算模块和管理模块，并通过所述采集模块实现对工业企业的前端设备采集的能耗数据的实时采集，实现了实时采集工业企业的能耗数据的目的；另外，所述工业能效管理系统首先通过所述计算模块实现对所述能耗数据的第一次统计和计算，获得与各所述前端设备关联的能耗预处理数据并进行存储，然后通过所述管理模块实现对能耗预处理数据的统计和分析获得能耗管理数据，从而实现对工业企业的能耗数据的更精确的分析和统计数据的获得，为实现工业企业能耗管理的长期监测和分类统计提供了可能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种工业能效管理系统的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种工业能效管理方法的流程示意图；

图3为本申请的另一个实施例提供的一种工业能效管理方法的流程示意图。

具体实施方式

我国工业企业建设能源管控中心起步较晚，最早实施工业企业能源管理系统的企业是宝钢，宝钢的能源管理系统1997年建成。除了宝钢之外，其他企业的能源管理系统是在2003年以后开始陆续上马的，有马鞍山钢铁、南钢、济钢、首钢等，目前国内大型钢铁厂基本实施了工业企业能源管控中心。

我国各工业行业间能源管控中心建设水平参差不齐，钢铁、石化、烟草行业经过十二五的发展，尤其是国家发改委、工信部的大力支持，其能源管控中心的技术水平达到了一定的高度，不仅实现能源的简单监控统计分析，还具有能源建模预测、能源平衡、能源优化调度等功能，同时涌现了几家具有竞争力的系统集成商，他们经过多年的现场开发应用，能针对应用行业提供有针对性行之有效的解决方案，其技术水平与国外先进水平已相差无几。但其他行业大部分还处于简单的监控统计分析。

实践证明，工业能源管理中心是钢铁企业通过能源科学管理、合理调配、高效转化和利用，实现系统节能的有效方式，能够推动我国钢铁企业从原有的事后统计、分析、查找原因的能源管理模式，向以生产流程和生产计划为中心进行预案设置、过程跟踪、实时统计、动态分析的能源管理模式转变。但是，由于受到各种条件的制约，有相当大比重的钢铁企业仍然沿用传统的管理体制。

与国际工业企业相比，目前国内的工业企业大多数还没有建立起真正意义上的能源管理系统，主要问题是能源计量等基础设施建设还存在较大的差距；没有完善的能源管控一体化信息管理平台。由于工业企业能源管理系统一般针对大中型企业，其现场情况复杂，为了实时准确地取得现场数据，物联网技术、工业以太网技术、无线传输技术的运用已成必然。但由于不同行业的生产工艺不同，能源模型及调度算法不可复制，因此有必要针对不同行业的特点开展工业能源管理系统的研究。

数据挖掘是当前信息领域的重点方向，国内外根据数据挖掘的多样性和不同特征维度，已出现了包括查询分析、批处理计算、迭代计算、图计算在内的多种典型大数据计算模式，研发了与不同计算模式相适应的数据挖掘系统和工具。总体而言，当前数据挖掘技术发展的雏形已经成型，但尚未形成完备的技术体系及成熟的标准框架，在此基础上，本申请实施例提供了一种基于大数据的工业能效管理系统，以实现实时采集工业企业的能耗数据，并对采集的能耗数据进行统计、计算和分析，以获得能耗预处理数据和能耗管理数据的目的。

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，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种工业能效管理系统，如图1所示，应用于工业企业，所述工业且包括至少一个采集能耗数据的前端设备a10，所述工业能效管理系统包括：采集模块100、计算模块200和管理模块300；其中，

所述采集模块100，用于获取所述至少一个前端设备a10采集的能耗数据，并将获取的能耗数据发送给所述计算模块200；

所述计算模块200，用于根据所述能耗数据进行统计和计算，以得到与各所述前端设备a10关联的能耗预处理数据，并对所述能耗预处理数据进行存储，所述能耗预处理数据包括：当前能耗运行数据和能耗告警信息；

所述管理模块300，用于对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据，所述能耗管理数据包括：能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据。

需要说明的是，所述工业企业的前端设备a10包括但不限于：采集各类能源消耗状况的能耗计量表、采集环境数据的环境检测仪和采集电能质量的电能质量检测仪；其中，所述能耗计量表包括但不限于：采集电能的电表、采集热能的热能表、采集水力资源的水表、采集气量的气量表和采集冷量的冷量表。其中，气量指天然气或燃气，冷量表示冷气流量。

那么相应的，根据所述前端设备a10包括的设备种类，在本申请的一个实施例中，所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据。相应的，在本申请的其他实施例中，所述能耗数据还可以包括：热能能耗数据、燃油能耗数据和煤炭能耗数据等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

还需要说明的是，所述管理模块300对所述能耗预处理数据进行统计和分析的功能可以通过建立与工业企业相适应的专家库和节能分析改造模型实现。

具体地，基于大数据处理技术，大数据建模技术，根据不同工业企业的能耗数据特征，对应不同影响因素，建立相适应的专家库、节能分析改造模型，不同的工业企业，由于在工业面积、工业建筑、工业生产类型方面在投入方面各有差别，在能耗数据特征上也不尽相同，例如针对工业面积较大的工业企业，在构建节能分析改造模型的过程中，需要针对建筑面积参数进行多重调校，已达到模型准确性，不同的工业生产类型例如化工厂与火电厂，由于工业生产过程中耗能类型的不同，在专家库的构建过程中也需要逐个校验，已达到深入挖掘工业能耗数据的潜在联系，最终为相应工业企业的节能改造提供决策建议；同时管理模块300上的数据也能下发至计算模块200中进行进一步的分析处理，为更高级的功能应用提供数据依据。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述管理模块300还用于利用所述能耗管理数据生成信息汇总数据，并对所述信息汇总数据进行分级，并对各级的信息汇总数据关联不同级别的查询权限；和用于在接收到账户创建指令后，创建与所述账户创建指令对应级别的账户，不同级别账户具有相应级别的查询权限；

所述管理模块300还用于根据当前登录账户的级别，将所述信息汇总数据中级别等于或低于当前登录账户级别的信息汇总数据进行展示。

具体地，在本申请的一个实施例中，所述管理模块300中存储有管理级别账户和单体厂房账户，当用户通过管理级别账户登录时，可查看工业企业的信息汇总数据中的厂房总体情况、能耗排名等信息，并可进入区域内任意单体厂房，对与其关联的信息汇总数据进行查看；其中，信息汇总数据与单体厂房的关联关系通过所述前端设备a10与单体厂房的关联关系获得，更具体地说，所述前端设备a10在哪个单体厂房内，或者说采集的是哪个单体厂房的能耗数据，则经过这些能耗数据处理而来的信息汇总数据就与该单体厂房所关联；

而单体厂房账户只能查看与该账户对应的单体厂房的信息汇总数据。

另外，在本申请的一个实施例中，在所述信息汇总数据中，与电能相关的数据可按照国家的相关标准规范对日常用能进行分类、分项；同样的，利用深入到工业企业内部的能耗数据采集，采集工业的水、电、燃气、冷/热、电能质量、内/外环境等数据，细致掌握工业运行过程中的电负荷及其他用能特性，为管理者提供一个实时掌握厂房耗能情况便利平台。在此基础上为用户提供能效诊断和相应的能效优化策略，为业主制定节能改造计划和相应的用能管理制度提供有力的数据依据和技术支撑，引导工业企业业主/管理者更为科学、经济、安全、高效用能。

相应的，当所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据时；

所述当前能耗运行数据包括：电能能耗当前运行数据、水力资源能耗当前运行数据、电能质量当前运行数据、气量当前运行数据和冷量当前运行数据；

所述能耗告警信息包括：电能告警数据、水力资源告警数据、电能质量告警数据、气量告警数据和冷量告警数据。

所述能耗监测数据包括：水力资源能耗当前告警汇总信息、电能能耗当前告警汇总信息、环境数据、水力资源能耗当前汇总信息、电能能耗当前汇总信息、水力资源能耗当前告警明细信息和电能能耗当前告警明细信息；

所述能耗分析数据包括：各所述前端设备能耗历史运行数据；

所述能耗质量数据包括：各所述前端设备电能质量当前运行数据和各所述前端设备电能质量历史运行数据；

所述节能管理数据包括：各所述前端设备档案信息和各账户档案信息。

需要说明的是，所述能耗监测数据、能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据可以通过对能耗预处理数据进行视图化或联合查询等方式获得。

具体地，在本申请的一个实施例中，所述采集模块100包括采集器，所述计算模块200包括前置机和大数据平台，其中，所述采集器通过485线与所述前端设备a10连接，将表记数据传送到采集器中，进行数据的集中和整合；所述采集器与前置机进行对接，将集中的数据传送至前置机，前置机进行简单的数据采集、数据同步和数据处理；前置机与所述计算模块200进行对接，将处理后的数据传输至大数据平台，进行进一步深度的数据分析、挖掘，从而得到更有价值的数据；大数据平台与管理模块300对接，将各类数据上传至管理模块300，管理模块300最终进行各类数据的实时展示、历史分析对比、形成报表、节能诊断意见等，为节能改造提供相关的分析建议。

下面对本申请实施例提供的工业能效管理方法进行描述，下文描述的工业能效管理方法与上文描述的工业能效管理系统可相互对应参照。

相应的，本申请实施例还提供了一种工业能效管理方法，如图2所示，包括：

s101：获取所述至少一个前端设备采集的能耗数据；

s102：根据所述能耗数据进行统计和计算，以得到与各所述前端设备关联的能耗预处理数据，并对所述能耗预处理数据进行存储，所述能耗预处理数据包括：当前能耗运行数据和能耗告警信息；

s103：对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据，所述能耗管理数据包括：能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据。

需要说明的是，所述工业企业的前端设备包括但不限于：采集各类能源消耗状况的能耗计量表、采集环境数据的环境检测仪和采集电能质量的电能质量检测仪；其中，所述能耗计量表包括但不限于：采集电能的电表、采集热能的热能表、采集水力资源的水表、采集气量的气量表和采集冷量的冷量表。其中，气量指天然气或燃气，冷量表示冷气流量。

那么相应的，根据所述前端设备包括的设备种类，在本申请的一个实施例中，所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据。相应的，在本申请的其他实施例中，所述能耗数据还可以包括：热能能耗数据、燃油能耗数据和煤炭能耗数据等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

还需要说明的是，所述管理模块对所述能耗预处理数据进行统计和分析的功能可以通过建立与工业企业相适应的专家库和节能分析改造模型实现。

具体地，基于大数据处理技术，大数据建模技术，根据不同工业企业的能耗数据特征，对应不同影响因素，建立相适应的专家库、节能分析改造模型，不同的工业企业，由于在工业面积、工业建筑、工业生产类型方面在投入方面各有差别，在能耗数据特征上也不尽相同，例如针对工业面积较大的工业企业，在构建节能分析改造模型的过程中，需要针对建筑面积参数进行多重调校，已达到模型准确性，不同的工业生产类型例如化工厂与火电厂，由于工业生产过程中耗能类型的不同，在专家库的构建过程中也需要逐个校验，已达到深入挖掘工业能耗数据的潜在联系，最终为相应工业企业的节能改造提供决策建议；同时管理模块上的数据也能下发至计算模块中进行进一步的分析处理，为更高级的功能应用提供数据依据。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如图3所示，所述对所述能耗预处理数据进行统计和分析，以获得能耗管理数据之后还包括：

s104：利用所述能耗管理数据生成信息汇总数据，并对所述信息汇总数据进行分级，并对各级的信息汇总数据关联不同级别的查询权限；

s105：在接收到账户创建指令后，创建与所述账户创建指令对应级别的账户，不同级别账户具有相应级别的查询权限；

s106：根据当前登录账户的级别，将所述信息汇总数据中级别等于或低于当前登录账户级别的信息汇总数据进行展示。

具体地，在本申请的一个实施例中，所述管理模块中存储有管理级别账户和单体厂房账户，当用户通过管理级别账户登录时，可查看工业企业的信息汇总数据中的厂房总体情况、能耗排名等信息，并可进入区域内任意单体厂房，对与其关联的信息汇总数据进行查看；其中，信息汇总数据与单体厂房的关联关系通过所述前端设备与单体厂房的关联关系获得，更具体地说，所述前端设备在哪个单体厂房内，或者说采集的是哪个单体厂房的能耗数据，则经过这些能耗数据处理而来的信息汇总数据就与该单体厂房所关联；

而单体厂房账户只能查看与该账户对应的单体厂房的信息汇总数据。

另外，在本申请的一个实施例中，在所述信息汇总数据中，与电能相关的数据可按照国家的相关标准规范对日常用能进行分类、分项；同样的，利用深入到工业企业内部的能耗数据采集，采集工业的水、电、燃气、冷/热、电能质量、内/外环境等数据，细致掌握工业运行过程中的电负荷及其他用能特性，为管理者提供一个实时掌握厂房耗能情况便利平台。在此基础上为用户提供能效诊断和相应的能效优化策略，为业主制定节能改造计划和相应的用能管理制度提供有力的数据依据和技术支撑，引导工业企业业主/管理者更为科学、经济、安全、高效用能。

相应的，当所述能耗数据包括：电能能耗数据、水力资源能耗数据、电能质量数据、气量能耗数据和冷量能耗数据时；

所述当前能耗运行数据包括：电能能耗当前运行数据、水力资源能耗当前运行数据、电能质量当前运行数据、气量当前运行数据和冷量当前运行数据；

所述能耗告警信息包括：电能告警数据、水力资源告警数据、电能质量告警数据、气量告警数据和冷量告警数据。

所述能耗监测数据包括：水力资源能耗当前告警汇总信息、电能能耗当前告警汇总信息、环境数据、水力资源能耗当前汇总信息、电能能耗当前汇总信息、水力资源能耗当前告警明细信息和电能能耗当前告警明细信息；

所述能耗分析数据包括：各所述前端设备能耗历史运行数据；

所述能耗质量数据包括：各所述前端设备电能质量当前运行数据和各所述前端设备电能质量历史运行数据；

所述节能管理数据包括：各所述前端设备档案信息和各账户档案信息。

需要说明的是，所述能耗监测数据、能耗监测数据、能耗分析数据、能耗质量数据和节能管理数据可以通过对能耗预处理数据进行视图化或联合查询等方式获得。

综上所述，本申请实施例提供了一种工业能效管理系统及方法，其中，所述工业能效管理系统包括采集模块、计算模块和管理模块，并通过所述采集模块实现对工业企业的前端设备采集的能耗数据的实时采集，实现了实时采集工业企业的能耗数据的目的；另外，所述工业能效管理系统首先通过所述计算模块实现对所述能耗数据的第一次统计和计算，获得与各所述前端设备关联的能耗预处理数据并进行存储，然后通过所述管理模块实现对能耗预处理数据的统计和分析获得能耗管理数据，从而实现对工业企业的能耗数据的更精确的分析和统计数据的获得，为实现工业企业能耗管理的长期监测和分类统计提供了可能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。