CN101789628B - 企业电能节能管理*** - Google Patents
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Abstract
企业电能节能管理***，包括电能监测仪、Inter网或局域网、企业电能节能管理***服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪、电能管理人员工作计算机通过局域网或Inter网与电能管理***服务平台连接，所述企业电能节能管理***服务器中设有数据处理模块和数据采集主站***、原始数据库、专家库、标准库和决策库；所述企业电能节能管理***服务器中，所述数据采集主站***的输出信号输入原始数据库，原始数据库的输出信号经数据提取模块，和专家库经标准解析模块输出的信号一起输入实时显示和在线监控数据分析模块，实时显示和在线监控数据分析模块的输出信号经电力设备档案库模块、数据提取模块输入***数据分析模块。
Description
技术领域：
本发明涉及电力管理与节能领域，具体涉及企业电能节能管理***。
背景技术
现有的用于家庭、学校、工厂、企业的电能管理***，通过对用户用电设备的电压、电流等参数的检测，实现电器设备的安全保障、电网在线监控、能耗审计、电量计费管理等功能。如“智能化电能管理***总装置”(董右云 2008.3 中国专利公告号：CN 101136546A)主要用于设备电力参数的在线监控，保障设备安全，并通过定时开、关总电源达到节能的目的；用于家庭电能能耗管理的如：“电能管理***(Matsubayashi 2004.8 美国专利号：6983210)、家庭环境的电能管理方法(Aisa 1999.8 US 6493643)、管理家庭环境电能耗量的方法、***和装置(V·艾萨 2002.12 中国专利公告号：CN1384992)”，这类管理***主要针对家庭环境中用电设备的能耗进行统计、显示，并提醒用户目前的能耗状况；用于厂矿、企业、居民区电能计量、计费的管理***如：电能管理网设备(李学湖2003.10 中国专利公告号：CN1451969A)、多户一体式电能控制管理器(董韬；郝勖文 2004.01 中国专利公告号：CN2599676)、电能消费管理的方法、***与计算机程序(Matsubara 2004.7 美国专利号：7216021)，这类电能管理***主要用于电能的计量、计费，有的还具有电网在线监控等功能。
上述的电能管理***的主要用于用电设备电力参数的在线监控、能耗的计量与审计，而不具备电能质量分析、能耗等级评定、节能空间评估，以及根据用户的电能质量和电能消耗情况提出配网改造和节能方案的功能。
本发明提供一种除具有设备和配网运行状况在线监控、能耗审计功能外，还具备电能质量分析、配网诊断、电能消耗等级评定、节能空间评估、以及提出配网改造和节能方案等功能的企业电能节能管理***。
发明内容：
本发明的目的是要提供一种用于厂矿、企业的电能节能管理***，实现企业用电设备的用电情况和企业配网状况的实时显示和在线监控，以及电能审计、电能质量分析、电能消耗等级评定、节能空间评估，并提出相应的配网改造和节能方案，达到节能减排的目的。
实现本发明目的的技术方案是，企业电能节能管理***，包括设在企业用电设备处、车 间配电柜和厂变二次侧的电能监测仪、Inter网或局域网、企业电能节能管理***服务器、电能管理人员计算机。电能监测仪通过局域网或Inter网与电能管理***服务平台连接，电能管理人员工作计算机通过局域网或Inter网与电能管理***服务平台连接，企业电能节能管理***服务器中设有数据处理模块和与数据处理模块连接的数据采集主站***、原始数据库、专家库、标准库和决策库；数据采集主站***的输出信号输入原始数据库，原始数据库的输出信号经数据提取模块，和专家库经标准解析模块输出的信号一起输入实时显示和在线监控数据分析模块，实时显示和在线监控数据分析模块的输出信号经电力设备档案库模块、数据提取模块输入***数据分析模块；***数据分析模块的输出信号输入决策报告生成模块，决策报告生成模块的输出信号分别输入决策库和显示模块。
所述标准库中包括用电水平评价标准库、配网评价标准库、电能质量标准库、节电方案库、能耗标准库五个子库。
所述专家库中包括可视化处理***、配网诊断***、能耗审计与评价专家***、电能质量分析专家***、节能空间评估专家***、节能与配网改造方案专家***六个子模块。
所述电能管理***，执行下列步骤：
1)设在用电设备、车间配电柜、企业厂变二次侧的电能监测仪采集各用电点的用电信息后，通过用户局域网或Inter网发送到企业电能节能***服务器；
2)企业电能节能管理***服务器通过数据采集主站***接受各用电点的电能监测仪传输来的数据，并存入原始数据库；
3)实时显示和在线监控模块从原始数据库中提取原始数据，调用专家库中的可视化处理***子模块，对原始数据进行分析处理，根据三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、谐波量等基本电力参量计算各用电点的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率等计算参量，然后以图表形式动态实时显示基本电力参量和计算参量的变化情况，并将上述信息存入设备电力信息档案库中；
4)***从设备电力信息档案库中提取各用电点的电力数据，调用专家库中相应的专家***模块和标准库中相应标准，对区域配网电力消费情况进行分析。
上述步骤4中的具体包括下列可以分别进行的分析步骤：
1)***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的配网诊断***模块，对企业配网中存在的影响配网安全的因素如长期超负荷运行、零序电流过大、配电线路电流长期超过额定值、电网保护装置不健全、设备没有按周期预防性检修等，以及影响配网可靠性的因素如网架不合理、配网布局不合理、电源不能保障、 负荷分配不均匀、电网保护装置不健全、电力污染没有治理等进行诊断，并结合标准库中的配网评价标准库中相应行业的配网标准，对企业配网状况进行评估；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成配网诊断报表和配网状况评估表，并将配网诊断图表和配网评估报表送入决策库和显示模块。如果在配网诊断与评估时发现配网中存在重大缺陷，则***发出警报，并提示存在的问题。
2)***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的能耗审计与评价专家***子模块，计算各用电设备、车间、整个企业的能耗；然后***调用标准库中的用电水平评价标准库子模块和能耗标准库子模块中同类设备、行业的用电水平和能耗水平数据，对设备、企业的用电水平和能耗等级进行评估；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，按日、周、旬、月、季、年方式生成各个用电设备、车间、以及整个企业的能耗报表，以及生成设备、企业用电水平评定和能耗等级评定图表，并送入决策数据库和显示模块。
3)***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的电能质量分析专家***子模块，分析企业配网中的电压波动、频率波动、负荷不平衡、电网过载、谐波畸变、电压凹陷等电能质量指标；然后调用标准库中的电能质量评价标准库子模块，根据同类行业电能质量标准数据对企业电能质量等级进行评定，并将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成电能质量分析图表和电能质量等级图表，并将电能质量分析图表和电能质量等级图表送入决策数据库和显示模块。
4)***从决策数据库中提取配网诊断图表和配网评估报表、设备和车间以及整个企业的能耗报表、用电水平评定和能耗等级评定图表、电能质量分析图表和电能质量等级图表等数据，调用专家库中的节能空间评估专家***子模块，同时调用标准库中的能耗标准库子模块中同类行业能耗标准数据，分析比较企业配网和企业电能质量优化后能节约多少电能；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成企业节能空间评估图表，并将节能空间评估图表送入决策数据库和显示模块。
5)***从决策数据库中提取配网诊断图表、电能质量分析图表、用电水平评定和能耗等级评定图表以及企业节能空间评估图表等决策数据，调用专家库中的节能与配网改造方案专家***子模块，分析企业电网哪些地方需要改进和优化，哪些地方具有节能潜力；然后调用标准库中的节能方案库子模块，选择相应的配网改造和节能方案，然后将相应数据输入决策报告生成模块，生成企业配网改造和节能方案，并送入决策库和显示模块。
本发明通过安装在企业用电设备、车间配电柜和厂变二次侧的监测仪，检测各用电点的电力信息参数，通过inter网将用电点的电力信息参数传输到企业电能节能管理***服务器， 安装在服务器上的企业电能节能管理***对采集的数据进行分析处理，以图表形式实时动态显示企业各用电点的电能消费情况，并进行企业能耗审计、配网诊断、能耗评价、电能质量分析、节能空间评估，从而提出相应的节能和配网改造方案，为企业制定节能减排措施提供第一手科学依据和参考方案。
附图说明：
图1企业电能节能管理***硬件结构框图
图2企业电能节能管理***软件流程框图
1-用电设备 2-车间配网 3-企业配网 4-电能监测仪 5-Ineternet或局域网 6-企业电能节能管理***服务器 7-电能管理人员计算机 8-数据采集主站*** 9-原始数据库 10-设备能耗档案库 11-专家库 111-可视化处理*** 112-配网诊断***113-能耗审计与评价专家*** 114-电能质量分析专家*** 115-节能空间评估专家*** 116-节能与配网改造方案专家*** 12-标准库 121-用电水平评价标准库 122-配网评价标准库 123-电能质量标准库 124-节能方案库 125-能耗标准库 13-决策数据库 14-显示模块
具体实施方式
下面结合实施例做进一步说明：
实施例1
如图1所示，企业电能节能管理***由电能监测仪4(安装在企业用电设备1、车间配网2以及整个企业配网3等地方)、Internet或局域网5、企业电能节能管理***服务器6、电能管理人员计算机7组成。电能监测仪4通过局域网5与企业电能节能管理***服务器6连接，电能管理人员计算机7通过局域网或Inter网5与企业电能节能管理***服务器6连接。企业电能节能管理***服务器6中设有***数据分析模块和与***数据分析模块连接的数据采集***8、原始数据库9、专家库11、标准库12和决策库13。
如图2所示，企业电能节能管理***中，数据采集主站***8的输出信号输入原始数据库9，所述原始数据库9的输出信号经数据提取模块送入实时显示和在线监控数据分析模块，实时显示和在线监控数据分析模块的输出信号输入设备电力信息档案库模块10，设备电力信息档案库模块10的输出信号经数据提取模块输入数据分析模块；所述标准库12的输出信号经标准解析模块输入数据分析模块，所述专家库的输出信号经标准解析模块输入数据分析模块，数据分析模块的输出信号分别输入决策库13和显示模块14。
其中，标准12库包含：用电水平评价标准库121、配网评价标准库122、电能质量标准库123、节能方案库124、能耗标准库125等五个子库。专家库11包含：可视化处理***111、配网诊断***112、能耗审计与评价专家***113、电能质量分析专家***114、节能空间评估专家***115、节能与配网改造方案专家***116等六个子模块。
本发明的具体实施过程如下：
1)各用电点的电能监测仪4采集各用电点的三相电流、三相电压、功率因素、频率、谐波量等基本电力参数并存储在监测仪的数据存储器，按一定时间间隔通过Internet或局域网5向企业电能节能管理***服务器6发送数据，
2)安装在服务器6上的企业电能节能管理***中的数据采集主站***8根据电力***数据传输规约进行规约解析并接收监测仪4发送的数据，然后存入原始数据库9。
3)***从原始数据库9中提取原始数据，调用专家库11中的可视化处理***模块111，对原始数据进行分析处理，根据三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、谐波量等基本电力参量计算各用电点的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率等计算参量，然后以图表形式动态实时显示基本电力参量和计算参量的变化情况，并将上述信息存入设备电力信息档案库10中。
4)***从设备电力信息档案库10中提取各用电点的电力数据，调用专家库11中相应的专家***子模块和标准库12中相应子模块，对区域配网电力消费情况进行分析。
上述步骤4中的具体包括下列可以分别进行的分析步骤：
1)***从设备电力信息档案库10中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库11中的配网诊断***模块112，对企业配网中存在的影响配网安全的因素如长期超负荷运行、零序电流过大、配电线路电流长期超过额定值、电网保护装置不健全、设备没有按周期预防性检修等，以及影响配网可靠性的因素如网架不合理、配网布局不合理、电源不能保障、负荷分配不均匀、电网保护装置不健全、电力污染没有治理等进行诊断，并结合标准库12中的配网评价标准库122中相应行业的配网标准，对企业配网状况进行评估；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成配网诊断报表和配网状况评估表，并将配网诊断图表和配网评估报表送入决策库13和显示模块14。如果在配网诊断与评估时发现配网中存在重大缺陷，则***发出警报，并提示存在的问题。
2)***从设备电力信息档案库10中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库11中的能耗审计与评价专家***子模块113，计算各用电设备、车间、整个企业的能耗；然后***调用标准库12中的用电水平评价标准库子模块121和能耗标准库子模块 125中同类设备、行业的用电水平和能耗水平数据，对设备、企业的用电水平和能耗等级进行评估；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，按日、周、旬、月、季、年方式生成各个用电设备、车间、以及整个企业的能耗报表，以及生成设备、企业用电水平评定和能耗等级评定图表，并送入决策数据库13和显示模块14。
3)***从设备电力信息档案库10中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库11中的电能质量分析专家***子模块114，分析企业配网中的电压波动、频率波动、负荷不平衡、电网过载、谐波畸变、电压凹陷等电能质量指标；然后调用标准库12中的电能质量标准库子模块123，根据同类行业电能质量标准数据对企业电能质量等级进行评定，然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成电能质量分析图表和电能质量等级图表，并将电能质量分析图表和电能质量等级图表送入决策数据库13和显示模块14。
4)***从决策数据库13中提取配网诊断图表和配网评估报表、设备和车间以及整个企业的能耗报表、用电水平评定和能耗等级评定图表、电能质量分析图表和电能质量等级图表等数据，调用专家库中的节能空间评估专家***子模块115，同时调用标准库12中的能耗标准库子模块125中同类行业能耗标准数据，分析比较企业配网和企业电能质量优化后能节约多少电能；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成企业节能空间评估图表，并将节能空间评估图表送入决策数据库13和显示模块14。
5)***从决策数据库13中提取配网诊断图表、电能质量分析图表、用电水平评定和能耗等级评定图表以及企业节能空间评估图表等决策数据，调用专家库11中的节能与配网改造方案专家***子模块116，分析企业电网哪些地方需要改进和优化，哪些地方具有节能潜力；然后调用标准库12中的节能方案库子模块124，选择相应的配网改造和节能方案，然后将相应数据输入决策报告生成模块，生成企业配网改造和节能方案，并送入决策库13和显示模块14。
Claims (5)
1. 企业电能节能管理***，包括设在企业用电设备处、车间配电柜和厂变二次侧的电能监测仪、Inter网或局域网、企业电能节能管理***服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪通过局域网或Inter网与企业电能节能管理***服务器连接，电能管理人员计算机通过局域网或Inter网与企业电能节能管理***服务器连接，其特征是，所述企业电能节能管理***服务器中设有数据处理模块和与数据处理模块连接的数据采集主站***、原始数据库、专家库、标准库和决策库；所述企业电能节能管理***服务器中，所述数据采集主站***的输出信号输入原始数据库，原始数据库的输出信号经数据提取模块，和专家库经标准解析模块输出的信号一起输入实时显示和在线监控数据分析模块，实时显示和在线监控数据分析模块的输出信号经电力设备档案库模块、数据提取模块输入***数据分析模块；所述的***数据分析模块的输出信号输入决策报告生成模块，所述的决策报告生成模块的输出信号分别输入决策库和显示模块。
2.根据权利要求1所述的企业电能节能管理***，其特征是，所述标准库中包括用电水平评价标准库、配网评价标准库、电能质量标准库、节电方案库和能耗标准库五个子库。
3.根据权利要求1所述的企业电能节能管理***，其特征是，所述专家库中包括可视化处理***、配网诊断***、能耗审计与评价专家***、电能质量分析专家***、节能空间评估专家***和节能与配网改造方案专家***六个子模块。
4.根据权利要求1所述的企业电能节能管理***，其特征是，所述企业电能节能管理***，执行下列步骤：
1）用电设备、车间配电柜、企业厂变二次侧的电能监测仪采集用电信息后，通过用户局域网或Inter网发送到企业电能节能管理***服务器；
2）企业电能节能管理***服务器通过数据采集主站***接受电能监测仪传输来的数据，并存入原始数据库；
3）实时显示和在线监控数据分析模块提取各用电点原始数据，对原始数据进行初步分析，并调用专家库中的可视化处理子模块，生成基本电力参量和计算电力参量实时显示图表，其中包括各用电点的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、谐波量基本电力参量实时显示图表，和各用电点的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率的计算参量图表，并送入设备电力信息档案库；
4）***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中相应的专家***模块和标准库中相应标准，对企业电力消费情况进行分析评估。
5.根据权利要求4所述的企业电能节能管理***，其特征是，上述步骤4）中的具体分析包括下列步骤：
41） ***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的配网诊断***子模块，和调用标准库中的配网评价标准库中相应行业的配网标准模块，对企业配网状况进行分析，然后将分析结果送入决策报告生成模块，生成配网诊断报表和配网状况评估表，并将所述配网诊断报表和配网状况评估表送入决策数据库和显示模块；
42）***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的能耗审计与评价专家***子模块和标准库中的用电水平评价标准库子模块，对用电设备、车间、企业的能耗进行分析评估；然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成设备、企业用电水平评定和能耗等级评定图表，并送入决策数据库和显示模块；
43） ***从设备电力信息档案库中提取各用电点的基本电力参量和计算电力参量信息，调用专家库中的电能质量分析专家***子模块和标准库中的电能质量评价标准库子模块，对企业配网电能质量进行分析评估，然后将分析评估结果送入决策报告生成模块，生成企业电能质量分析图表和电能质量等级图表，并将电能质量分析图表和电能质量等级图表送入决策数据库显示模块；
44） ***从决策库中提取配网诊断图表和配网评估报表、能耗报表、用电水平评定和能耗等级评定图表、电能质量分析图表和电能质量等级图表的数据，调用专家库中的节能空间评估专家***子模块和标准库中的能耗标准库子模块，分析企业节能空间，然后将分析结果送入决策报告生成模块，生成企业节能空间评估图表，并将节能空间评估图表送入决策数据库和显示模块；
45）***从决策库中提取配网诊断图表、电能质量分析图表、用电水平评定和能耗等级评定图表以及节能空间评估图表的决策数据，调用专家库中的节能与配网改造方案专家***子模块和标准库中的节能方案库子模块，对企业节能方案和配网改造方案进行分析，然后将分析结果送入决策报告生成模块，生成企业配网改造和节能方案，并送入决策库和显示模块。
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