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“碳中和”背景下,能耗管理系统在智慧园区中的应用
发布时间:2022-10-20


2020年,我国正式提出将在2030年前达到碳排放峰值,2060年前力争实现碳中和。为实现这样的宏伟蓝图,提高石油、煤炭、化工及建筑等高能耗行业的能耗利用率,将会在降低“碳排放”这条技术路线上迈出坚实一步。

从能耗需求侧出发,可针对不同行业建立不同类型的能耗管理平台来提高资源利用率,基于能耗管理平台可以实现能耗数据的统一管理和分析,全面反映系统内各类用能设备的运行状况,为进一步优化提供了可靠的数据来源。

一套完整的能耗管理中心平台,能够提高能耗的使用效率,实现各种能耗设备的实时监控及优化调度,促进能耗的有效利用。

1. 系统架构

(整个平台系统由设备层、通讯传输网络、能耗监控管理中心三部分组成)

2. 智慧园区概述

2.1 不同类型的智慧园区需求不同

工业开发区:工业开发区本身对信息化需求低,但是园区内的园区能耗量非常大,园区的能耗管理的需求比较迫切;此外,传统制造业将逐渐淡化,园区管理者需要对园区进行甄选淘汰产能落后的园区。

商贸物流区:商贸物流类园区比较注重商机获取和为客户提供服务,因此重点关注园区需求,可为其提供能耗大数据等服务;此外,由于物流行业的仓储部分有外移的趋势,仓库的用能管理可不作为重点。

创意软件园:创意产业园以创新及小型园区为主,重点关注为入驻园区提供孵化成长必要的信息化服务以及智慧能耗管理和智能缴费。

科技创业园以高科技园区和创新创业园区为主,能耗较低,需要侧重于智能缴费、能耗信息化管理建设,重点能耗监测区域是数据机房等。

软件信息园:软件信息园具有信息化需求强烈,但是本身信息化水平也很强的特征,要重点推介软件园区难以投入资源建设的应用,如虚拟云服务和绿色楼宇。

2.2 不同用户的智能化需求不同

3. 智慧园区系统功能

3.1 数据采集功能

对重点耗能设备(如电梯、冷水机组等)的启停时间、工作参数、累计运行时间、故障报警、维护保养记录等。对数据分类处理存储,并实时传递给能耗数据监测模块。

3.2 能耗监测功能

能耗管理系统结合园区能耗、环境相关数据,对园区能耗能效情况进行大数据综合分析,并由系统每月给出有价值的节能管理建议及整改意见,通过大数据分析设备能耗情况,及时发现能耗异常并推送报警,判断可能的原因以及备选的解决方案。通过用能概况,用户可以查看关心的能耗数据简报,或者通过系统快捷方式快速进入系统功能模块。简报内容可包括企业/区域综合能耗、不同用能单位能耗、分类分项能耗、能耗成本、节能诊断等。

3.3 租赁付费功能

能耗管理系统能够对租户的单位、名称、铺号、面积、业态、能耗类型、能耗单价、计费周期、 计量具表名、表号、租户联系人、电话、支付宝、微信帐号等等信息进行维护和修改,根据远程抄表系统传过来的水表、电表抄表数据生成抄表记录和计费账单,将计量数据存入租户计费档案,并根据租户计费档案计算租户应交费用额度。当业主预存低余额时和业主发生能耗欠费时可以通过短信方式对业主和管理员两方面进行提示,可以用于督促业主进行充值。支持预付费、后付费、充值等多种模式。

3.4 能耗预算功能

用户可根据系统建议值设定年总预算指标,也可人为再修正,输入项目面积、建设年代、气候区等建设信息后,系统即可自动提供参考的总能耗预算,总能耗预算设定后,系统可自动综合考虑平均值和方差拆分至逐月分项预算,并支持管理者手动更改每月预算目标值。

3.5 综合报表生成

能耗管理系统提供报表自定义工具,用户可根据管理的需求自定义报表内容、格式、生成周期、导出/发送规则。报表内容包括所有区域能耗、设备能耗数据,以及能耗消费机构等。可根为管理决策和能耗审计提供数据支撑。系统支持报表的自动和手动打印。

3.6 能耗分析功能

以区域为目标,展示整体能耗结构,把各区域水、电、汽、暖,各项能耗以饼图、柱图、折线图、等形式展示,直观的体现分析结果,为管理者对各个站点的能耗管理提供参考。

3.7 能耗统计报表

能按时、日、月、年不同时段,按照不同的能耗类别、能耗结构、能耗均值、时段能耗等等角度,对不同区域、设备、租户等管理对象的能耗数据进行统计和对比分析。

3.8 节能智能控制

冷站/中央空调控制:中央空调节能控制系统对空调水系统采用自适应模糊优化算法实现系统效率较佳控制;

空压站系统控制:空压机在工作中,由于负载的不稳定导致供气管网压力的波动,进而导致空压机的频繁加卸载。而空压机卸载不产气的同时会消耗满载能耗的70%的能耗。空压机节能控制系统利用智能算法,控制空压机运行,使空压机匹配负载、按需供气。

锅炉系统控制:锅炉引风口烟气温度210℃左右,通过水预热器后,烟温仍有160℃左右,因锅炉为生物质锅炉,含硫量很低,所以可以将烟温换热至100℃左右,空气预热器对锅炉鼓风预热,可提高锅炉鼓风温度50℃以上,增加锅炉单位时间的产汽量,提高锅炉出力,稳定汽压。降低燃料消耗,节能率可达3%左右。能耗利用率的提高,缩短锅炉的运行时间,降低烟尘排放量。锅炉的主要辅机鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关关系,选用适当的调速技术,按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量,维持锅炉运行在较佳状况,节约锅炉,节约风机的耗电。二是对于负荷变化幅度较大,而且变化频繁的锅炉,将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制,从已改造的案例看,节电效果可达20%以上,节能效果可达1%~3%左右。

泵站系统群控:

PLC控制程序选用模块化结构,系统可按程序模块分段调试,分段作业。

PLC主动检测水位信号,核算单位时间内不同水位段水位的上升速率,然后判别矿井的涌水量,主动投入和退出水泵作业台数,合理地调度水泵作业。

系统根据水位和压力控制原则,主动结束水泵的轮换作业。

系统具有通讯接口功用,PLC可一同与操作屏及地上监测监控主机通讯,传送数据,交流信息,结束水泵主动监控功用。

系统可根据投入作业泵组的方位,主动选择主张真空泵,若在程序设定的时间内达不到真空度,便有报警输出。

在操作屏上动态监控水泵及其隶属设备的作业情况,实时闪现水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数,超限报警,缺陷点主动闪烁。具有缺陷记载,支撑历史数据查询等功用。

系统保护功用有以下几种:

超温保护:水泵长时间作业,当轴承温度或定子温度超出容许值时,经过温度保护设备及P结束超限报警。

流量保护:当水泵主张后或正常作业时,如流量达不到正常值结束报警,具有经过流量保护设备使本台水泵连续作业,主动转化为主张另一台水泵的功用。

电动机缺陷:运用PLC及触摸屏监督水泵电机过电流、漏电、低电压等电气缺陷时结束报警,具有参与控制功用。

电动闸阀缺陷:由闸阀的限位、开度指示检测缺陷,并参与水泵的联锁控制。

辅助用能设备:

热水器控制系统:根据情况对建筑中的开水炉和热水器按照预先设置不同的状态,满足用户对建筑中的开水炉/热水器进行智能控制(远程控制),支持手动控制和自动控制,保证建筑中的开水炉/热水器在没人的时候全部关闭,实现节能的效果。

照明控制系统:由于智能照明控制能够通过合理的管理,根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照亮度的设置,不需要照明的时候,保证将灯关掉;在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到较亮,智能照明控制模块能用较经济的能耗提供较舒适的照明。

4. 智慧园区能耗管理系统能为园区和企业带来的效益

4.1 提高用户收益

通过对园区内建筑楼宇的能耗运行优化,帮助园区掌握用能信息、挖掘节能降耗的潜力,有利于用户控制成本,提高经济效益。

4.2 提高能耗管理水平

实行精细化的用能管理,在用电成本和运作效率方面,提升能耗利用效率和管理水平。辅助园区进行用能策略的调整,实现了园区能耗调配与优化运维。

4.3 降低园区安全隐患

具备检测以及故障诊断机制,帮助管理人员有效地进行故障排查,从根本上保障各用能设备都处于正常稳定的运行状态,保障园区的财产和人身安全。

智慧能耗管理平台不仅是为了监测设备运行,更是为了优化各子系统的运行工况,降低运行能耗,并以直观的数据形式呈现对降低碳排放所做出的贡献,通过云端大数据计算来协调各系统的运行状态,提高能耗利用效率。能耗管理平台为不同行业提供不同的节能降碳解决方法,通过引入节能减排数据,直观的展示不同应用场景实时能耗消耗情况,为实现“碳中和”的伟大目标提供数据支撑。