2020年,我國正式提出將在2030年前達到碳排放峰值,2060年前力爭實現碳中和。為實現這樣的宏偉藍圖,提高石油、煤炭、化工及建筑等高能耗行業的能耗利用率,將會在降低“碳排放”這條技術路線上邁出堅實一步。
從能耗需求側出發,可針對不同行業建立不同類型的能耗管理平臺來提高資源利用率,基于能耗管理平臺可以實現能耗數據的統一管理和分析,全面反映系統內各類用能設備的運行狀況,為進一步優化提供了可靠的數據來源。
一套完整的能耗管理中心平臺,能夠提高能耗的使用效率,實現各種能耗設備的實時監控及優化調度,促進能耗的有效利用。
1. 系統架構
(整個平臺系統由設備層、通訊傳輸網絡、能耗監控管理中心三部分組成)
2. 智慧園區概述
2.1 不同類型的智慧園區需求不同
工業開發區:工業開發區本身對信息化需求低,但是園區內的園區能耗量非常大,園區的能耗管理的需求比較迫切;此外,傳統制造業將逐漸淡化,園區管理者需要對園區進行甄選淘汰產能落后的園區。
商貿物流區:商貿物流類園區比較注重商機獲取和為客戶提供服務,因此重點關注園區需求,可為其提供能耗大數據等服務;此外,由于物流行業的倉儲部分有外移的趨勢,倉庫的用能管理可不作為重點。
創意軟件園:創意產業園以創新及小型園區為主,重點關注為入駐園區提供孵化成長必要的信息化服務以及智慧能耗管理和智能繳費。
科技創業園以高科技園區和創新創業園區為主,能耗較低,需要側重于智能繳費、能耗信息化管理建設,重點能耗監測區域是數據機房等。
軟件信息園:軟件信息園具有信息化需求強烈,但是本身信息化水平也很強的特征,要重點推介軟件園區難以投入資源建設的應用,如虛擬云服務和綠色樓宇。
2.2 不同用戶的智能化需求不同
3. 智慧園區系統功能
3.1 數據采集功能
對重點耗能設備(如電梯、冷水機組等)的啟停時間、工作參數、累計運行時間、故障報警、維護保養記錄等。對數據分類處理存儲,并實時傳遞給能耗數據監測模塊。
3.2 能耗監測功能
能耗管理系統結合園區能耗、環境相關數據,對園區能耗能效情況進行大數據綜合分析,并由系統每月給出有價值的節能管理建議及整改意見,通過大數據分析設備能耗情況,及時發現能耗異常并推送報警,判斷可能的原因以及備選的解決方案。通過用能概況,用戶可以查看關心的能耗數據簡報,或者通過系統快捷方式快速進入系統功能模塊。簡報內容可包括企業/區域綜合能耗、不同用能單位能耗、分類分項能耗、能耗成本、節能診斷等。
3.3 租賃付費功能
能耗管理系統能夠對租戶的單位、名稱、鋪號、面積、業態、能耗類型、能耗單價、計費周期、 計量具表名、表號、租戶聯系人、電話、支付寶、微信帳號等等信息進行維護和修改,根據遠程抄表系統傳過來的水表、電表抄表數據生成抄表記錄和計費賬單,將計量數據存入租戶計費檔案,并根據租戶計費檔案計算租戶應交費用額度。當業主預存低余額時和業主發生能耗欠費時可以通過短信方式對業主和管理員兩方面進行提示,可以用于督促業主進行充值。支持預付費、后付費、充值等多種模式。
3.4 能耗預算功能
用戶可根據系統建議值設定年總預算指標,也可人為再修正,輸入項目面積、建設年代、氣候區等建設信息后,系統即可自動提供參考的總能耗預算,總能耗預算設定后,系統可自動綜合考慮平均值和方差拆分至逐月分項預算,并支持管理者手動更改每月預算目標值。
3.5 綜合報表生成
能耗管理系統提供報表自定義工具,用戶可根據管理的需求自定義報表內容、格式、生成周期、導出/發送規則。報表內容包括所有區域能耗、設備能耗數據,以及能耗消費機構等??筛鶠楣芾頉Q策和能耗審計提供數據支撐。系統支持報表的自動和手動打印。
3.6 能耗分析功能
以區域為目標,展示整體能耗結構,把各區域水、電、汽、暖,各項能耗以餅圖、柱圖、折線圖、等形式展示,直觀的體現分析結果,為管理者對各個站點的能耗管理提供參考。
3.7 能耗統計報表
能按時、日、月、年不同時段,按照不同的能耗類別、能耗結構、能耗均值、時段能耗等等角度,對不同區域、設備、租戶等管理對象的能耗數據進行統計和對比分析。
3.8 節能智能控制
冷站/中央空調控制:中央空調節能控制系統對空調水系統采用自適應模糊優化算法實現系統效率較佳控制;
空壓站系統控制:空壓機在工作中,由于負載的不穩定導致供氣管網壓力的波動,進而導致空壓機的頻繁加卸載。而空壓機卸載不產氣的同時會消耗滿載能耗的70%的能耗??諌簷C節能控制系統利用智能算法,控制空壓機運行,使空壓機匹配負載、按需供氣。
鍋爐系統控制:鍋爐引風口煙氣溫度210℃左右,通過水預熱器后,煙溫仍有160℃左右,因鍋爐為生物質鍋爐,含硫量很低,所以可以將煙溫換熱至100℃左右,空氣預熱器對鍋爐鼓風預熱,可提高鍋爐鼓風溫度50℃以上,增加鍋爐單位時間的產汽量,提高鍋爐出力,穩定汽壓。降低燃料消耗,節能率可達3%左右。能耗利用率的提高,縮短鍋爐的運行時間,降低煙塵排放量。鍋爐的主要輔機鼓風機和引風機的運行參數與鍋爐的熱效率和耗能量直接相關關系,選用適當的調速技術,按照鍋爐的負荷需要調節鼓、引風量,維持鍋爐運行在較佳狀況,節約鍋爐,節約風機的耗電。二是對于負荷變化幅度較大,而且變化頻繁的鍋爐,將原來的手工控制或半自動控制改造成全自動控制,從已改造的案例看,節電效果可達20%以上,節能效果可達1%~3%左右。
泵站系統群控:
PLC控制程序選用模塊化結構,系統可按程序模塊分段調試,分段作業。
PLC主動檢測水位信號,核算單位時間內不同水位段水位的上升速率,然后判別礦井的涌水量,主動投入和退出水泵作業臺數,合理地調度水泵作業。
系統根據水位和壓力控制原則,主動結束水泵的輪換作業。
系統具有通訊接口功用,PLC可一同與操作屏及地上監測監控主機通訊,傳送數據,交流信息,結束水泵主動監控功用。
系統可根據投入作業泵組的方位,主動選擇主張真空泵,若在程序設定的時間內達不到真空度,便有報警輸出。
在操作屏上動態監控水泵及其隸屬設備的作業情況,實時閃現水位、流量、壓力、溫度、電流、電壓等參數,超限報警,缺陷點主動閃爍。具有缺陷記載,支撐歷史數據查詢等功用。
系統保護功用有以下幾種:
超溫保護:水泵長時間作業,當軸承溫度或定子溫度超出容許值時,經過溫度保護設備及P結束超限報警。
流量保護:當水泵主張后或正常作業時,如流量達不到正常值結束報警,具有經過流量保護設備使本臺水泵連續作業,主動轉化為主張另一臺水泵的功用。
電動機缺陷:運用PLC及觸摸屏監督水泵電機過電流、漏電、低電壓等電氣缺陷時結束報警,具有參與控制功用。
電動閘閥缺陷:由閘閥的限位、開度指示檢測缺陷,并參與水泵的聯鎖控制。
輔助用能設備:
熱水器控制系統:根據情況對建筑中的開水爐和熱水器按照預先設置不同的狀態,滿足用戶對建筑中的開水爐/熱水器進行智能控制(遠程控制),支持手動控制和自動控制,保證建筑中的開水爐/熱水器在沒人的時候全部關閉,實現節能的效果。
照明控制系統:由于智能照明控制能夠通過合理的管理,根據不同日期、不同時間按照各個功能區域的運行情況預先進行光照亮度的設置,不需要照明的時候,保證將燈關掉;在大多數情況下很多區域其實不需要把燈全部打開或開到較亮,智能照明控制模塊能用較經濟的能耗提供較舒適的照明。
4. 智慧園區能耗管理系統能為園區和企業帶來的效益
4.1 提高用戶收益
通過對園區內建筑樓宇的能耗運行優化,幫助園區掌握用能信息、挖掘節能降耗的潛力,有利于用戶控制成本,提高經濟效益。
4.2 提高能耗管理水平
實行精細化的用能管理,在用電成本和運作效率方面,提升能耗利用效率和管理水平。輔助園區進行用能策略的調整,實現了園區能耗調配與優化運維。
4.3 降低園區安全隱患
具備檢測以及故障診斷機制,幫助管理人員有效地進行故障排查,從根本上保障各用能設備都處于正常穩定的運行狀態,保障園區的財產和人身安全。
智慧能耗管理平臺不僅是為了監測設備運行,更是為了優化各子系統的運行工況,降低運行能耗,并以直觀的數據形式呈現對降低碳排放所做出的貢獻,通過云端大數據計算來協調各系統的運行狀態,提高能耗利用效率。能耗管理平臺為不同行業提供不同的節能降碳解決方法,通過引入節能減排數據,直觀的展示不同應用場景實時能耗消耗情況,為實現“碳中和”的偉大目標提供數據支撐。