CN204288281U - 工业企业电能管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工业企业电能管理***，包括：设于企业生产区的多个智能电表、集线器和数据采集终端，数据集中器；以及部署于企业办公管理区信息中心内的电能管理服务器；智能电表连接企业生产区的各种用电设备，采集用电设备产生的电能数据；智能电表、集线器和数据采集终端依次连接，其中，数据采集终端通过集线器连接至少一个智能电表，采集智能电表的电能数据；数据集中器连接至少一个数据采集终端，且连接电能管理服务器，电能管理服务器还连接工业企业的资源管理***服务器以及显示装置。本实用新型的技术，构建了一套可用于工业企业进行电能管理的设备***，从而便于分析工业企业用电设备的运行状态及其用电经济性进行精细化评价。

Description

工业企业电能管理***

技术领域

本实用新型涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种工业企业电能管理***。

背景技术

工业企业是能源消费的大户，其用电量一般会占整个工业用电的60％以上。而在很多工业企业的各项成本中，用电成本已成为紧随物料成本、人工成本之后的第三或第四项大的成本。随着企业生产规模的不断扩大及电气机械设备的普及，企业对电能也越来越依赖，对电能的需求也与日俱增。但是许多企业却由于技术、工艺、管理等各方面原因，导致用电效率普遍偏低，造成生产过程中电能大量浪费的不良现象。能源的巨大浪费不仅给企业增加了成本压力，也给电网规划、运行、调度等带来了很大的挑战，并导致社会资源的流失。因此通过各种技术手段及管理手段加强企业用电管理，降低电费成本支出、提高利润空间已经势在必行。

目前，在对企业用能管理的过程中，大部分企业仍然沿用传统的人工简单式粗放式的管理方式，随着智能电表的普及，自动抄表方式也带来了良好的效果，通过远程通信手段实现企业电能数据的自动抄表及应用。这类应用装置一般是对企业的用电数据通过电能计量装置进行汇集，存入小型关系数据库，然后对用电量进行统计，再通过前台对用电量进行展示。目前这些应用装置在一定程度上能达到电能数据分析要求，但难以进一步分析用电设备的运行状态及其用电经济性进行精细化评价。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种工业企业电能管理***，可以分析用电设备的运行状态及其用电经济性进行精细化评价。

一种工业企业电能管理***，包括：

设于企业生产区的多个智能电表、集线器和数据采集终端，数据集中器；以及部署于企业办公管理区信息中心内的电能管理服务器；

所述智能电表连接企业生产区的各种用电设备，采集所述用电设备产生的电能数据；

所述智能电表、集线器和数据采集终端依次连接，其中，所述数据采集终端通过所述集线器连接至少一个智能电表，采集所述智能电表的电能数据；

所述数据集中器连接至少一个数据采集终端，且连接所述电能管理服务器，所述电能管理服务器还连接工业企业的资源管理***服务器以及显示装置。

上述工业企业电能管理***，通过智能电表、集线器、数据采集终端、数据集中器采集到电能数据，通过资源管理***服务器得到产能数据，通过电能管理服务器对汇集的电能数据和产能数据进行数据处理和经济计算，构建了一套可用于工业企业进行电能管理的设备***，从而便于分析工业企业用电设备的运行状态及其用电经济性进行精细化评价。

附图说明

图1为一个实施例的工业企业电能管理***结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型工业企业电能管理***的具体实施方式作详细描述。

参考图1所示，图1为一个实施例的工业企业电能管理***结构示意图，包括：

设于企业生产区的多个智能电表、集线器和数据采集终端，数据集中器；以及部署于企业办公管理区信息中心内的电能管理服务器；

所述智能电表连接企业生产区的各种用电设备，采集所述用电设备产生的电能数据；

所述智能电表、集线器和数据采集终端依次连接，其中，所述数据采集终端通过所述集线器连接至少一个智能电表，采集所述智能电表的电能数据；

所述数据集中器连接至少一个数据采集终端，且连接所述电能管理服务器，所述电能管理服务器还连接工业企业的资源管理***服务器以及显示装置。

本实施例的技术方案，通过智能电表、集线器、数据采集终端和数据集中器，实现了企业生产区的用电设备产生的电能数据的采集传输至电能管理服务器，同时，工业企业的资源管理***服务器产生的生产产量数据(产能数据)也可以传输至电能管理服务器，通过选择上述设备并将其连接在一起，这样实现了在电能管理服务器中，利用其成熟的数据综合处理功能，对工业企业的经济性指标计算、对数据统计分析，并通过显示装置进行显示。

在本实用新型的技术方案中，是基于对设备组合及其连接关系的改进，其中，智能电表、集线器、数据采集终端和数据集中器在实际工作中所依赖的计算机软件程序或协议，均可以基于设备或装置自带的或市面上成熟产品来实现，本实用新型方案实现过程中，无需对上述硬件设备的软件程序或者协议进行改进，同理，对于电能管理服务器涉及的计算机软件程序及协议，也可以基于安装于电能管理服务器上的市面上成熟的软件算法来实现，无需对其运行的软件程序或者协议进行改进。

基于上述实施例中改进架构的工业企业电能管理***，可以针对于企业实际情况，综合运用目前成熟的计算机信息技术、数据挖掘技术、设备运行管理技术、经济分析及评价方法、企业科学管理理论等手段，在该工业企业电能管理***上实现对企业生产全过程的实时监管，并提出有针对性的评价及管理制度，从而实现企业科学用能，节约用能。

为了更加清晰本实用新型的技术方案，下面阐述若干优选实施例。

对于数据采集终端采集数据的频率，可以设置为30次/秒。

对于集线器，可以选用RS485集线器。

对于数据集中器和数据采集终端，可以通过以太网进行交互访问。

对于数据集中器和数据采集终端，可以通过无线方式或光纤方式进行连接。

对于所述智能电表，可以选用三相四线制智能电表，而且，每个数据采集终端可以通过集线器连接1～4个智能电表。

对于显示装置，包括至少一个显示器终端，例如，可以通过多个显示器终端构成显示器阵列。

对于数据采集终端、数据集中器，可以由企业生产区的配电网进行供电；例如，一般情况下，工业企业办公区的电力供应稳定性无法保证，或者企业出于办公节能考虑会经常出现断电情况。因此，可以由生产区的配电网通过专用电源进行供电，避免在硬件设备断电的情况下导致数据丢失，确保用电稳定性。

对于数据集中器和资源管理***服务器，可以通过以太网与电能管理服务器进行交互访问；在此处是数据集中器与电能管理服务器进行电能信息交互，资源管理***服务器与电能管理服务器进行产能信息交互。

为了进一步理解本实用新型的技术方案，下面基于前述实施例提供的工业企业电能管理***，对电能管理服务器在实际应用中的若干实例进行阐述。

对于电能管理服务器在实际应用中所实现的功能的若干实例，例如，包括数据综合处理功能、数据经济计算功能、数据统计分析功能和数据展示功能。

数据综合处理功能：

汇集到数据集中器的电能数据一般是以数据包的形式传送至电能管理服务器，这些数据作为原始数据，资源管理***服务器传输产能数据至电能管理服务器。电能管理服务器首先对接收到数据进行解析，对不同类别的数据可以采取不同的处理方式进行预处理，包括数据精度处理、电能底码值转换、数据筛选等，经前述预处理的数据分一式两份，其中一份被存储至实时数据库，另一份可以以消息队列的形式传送至后台的计算引擎，以作进一步计算分析使用。

上述数据综合处理功能，可以作为优选的电能管理服务器实现的功能。

数据经济计算：

电能管理服务器可以通过设置后台的数据计算引擎计算数据的经济性指标，例如反映生产综合经济性的一系列指标，具体实施过程中，数据计算引擎可以依据预先建立起来的数据计算模型及指标体系，优选的，这些计算模型和指标体系支持灵活变更和修改功能。数据计算引擎可以以不间断的形式，按照设定的计算频率对接收的数据进行经济性计算，并将计算结果同步至数据库，实现结果数据的保存。电能管理服务器通过数据经济计算可以将零散无序的数据进行整理、计算后得到用以评价工业企业的生产能力、用能状态、能效水平的综合指标，有利于企业管理者挖掘生产节能空间。

上述数据经济计算功能，可以作为优选的电能管理服务器实现的功能。

数据统计分析：

前述的数据经济计算的结果，不一定能够直接体现企业生产的详细状态，同时也难以定位能损点，因此，可以通过对数据经济计算结果的进一步加工处理及详细分析来获得更直观的数据依据。电能管理服务器可以根据经济计算结果，对综合指标进行分别统计，通过时比分析、类比分析等分析方式获得直观的企业产能、能耗、单耗等分析结果，并作为工业企业用能状况的诊断依据。统计分析结果值同样被保存至数据库。

上述数据统计分析功能，可以作为优选的电能管理服务器实现的功能。

数据展示：

电能管理服务器可以将前述步骤中各类型数据及分析结果以设定方式进行展示，可以设置供用户交互操作的界面平台，用于与用户进行信息交互。电能管理服务器可以通过具有显示功能的数字装置，通过读取数据库中的采集数据、经济计算数据、统计分析数据等，并根据用户需求，以不同的展现形式呈现相关内容。其中，多维数据展示方式包括实时数据动态监视、曲线变化趋势、二维柱状图、数据报表等形式等。

上述数据展示功能，可以作为优选的电能管理服务器实现的功能。

需要说明的是，在上述电能管理服务器实现的功能，可以通过目前成熟的软件程序或算法来实现，用户可以根据实际需求选择安装这些软件程序或算法的电能管理服务器来使用，通过安装运行有上述软件程序或算法应用程序的电能管理服务器，即可实现相应的功能；而作为本实用新型的技术方案的实现条件来说，并不需要依赖于对计算机程序或方法做出改进。

综合本实用新型的技术方案，是对***硬件结构作出的改进，由智能电表、数据采集终端、数据集中器、电能管理服务器和显示装置构成，设备、工艺、能耗相关数据通过数据采集终端获得，物料、产能相关数据通过现有企业的资源管理***获得。这两类数据构成电能管理服务器分析计算的基础数据源。

为了进一步体现本实用新型的工业企业电能管理***的效果，下面以本实用新型的技术方案在某铝型材企业的应用为例，对具体实施方式作进一步进行说明。

某铝型材生产企业作为一家铝合金建材加工企业，年产量达到6万多吨。建材生产加工属于高能耗行业，企业在铝合金生产过程中对各类型能源的依赖程度非常高，单从电能消耗情况来看，年生产耗电量就达到约2200万kwh，耗电量非常可观。

作为一家生产加工铝制品多年的企业，由于生产设备类型众多，能源消耗巨大、类型多样，部分生产设备年久失修、老化耗损，技术工艺相对落后，自动化程度较低，信息化集成度不高，并且缺乏有效的精细化管理措施。因此，企业内长期存在一定的不科学不合理的用能现象，无形中降低了企业生产效率，增加了生产成本。

针对该企业实际情况，应用了本实用新型的工业企业电能管理***，通过综合运用计算机信息技术、数据挖掘技术、设备运行管理技术、经济分析及评价方法、企业科学管理理论等手段，实现对企业生产全过程的实时监管，并提出有针对性的评价及管理制度，从而实现企业科学用能，节约用能。

具体案例实施过程如下：

(1)安装数据终端

铝型材企业生产办公电能数据通过安装在现场的智能电表(电能计量表)获取，智能电表类别属于三相四线制智能电表，能实现三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能等基本电能数据的输出，具有按峰、平、谷分时段计量功能。首先，在企业内各用电设备安装智能电表，实现对各用电设备、生产线进行用电信息计量。

本实施方案中共计安装智能电表38台，分别部署在不同的生产车间级生活办公场所，具体安装位置区域划分，见下表。

表1：智能电表安装清单

智能电表名称	所属车间	变压器	上级终端	终端编号
					1#硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	1
2#硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	2

3#硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	3
					4#硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	4
5#硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	5
					电泳硅机	氧化车间	1#变	1#变总柜	9
1#冰机	氧化车间	1#变	1#变总柜	12
					2#冰机	氧化车间	1#变	1#变总柜	13
1#酸泵	氧化车间	1#变	1#变总柜	14
					2#酸泵	氧化车间	1#变	1#变总柜	15
6#硅机	氧化车间	2#变	2#变总柜	6
					7#硅机	氧化车间	2#变	2#变总柜	7
8#硅机	氧化车间	2#变	2#变总柜	8
					1#着色硅机	氧化车间	2#变	2#变总柜	10
2#着色硅机	氧化车间	2#变	2#变总柜	11
					挤压机1	挤压车间	2#变	2#变总柜	16
挤压机2	挤压车间	2#变	2#变总柜	17
					挤压机3	挤压车间	2#变	2#变总柜	18
挤压机4	挤压车间	2#变	2#变总柜	19
					挤压机5	挤压车间	2#变	2#变总柜	20
挤压机6	挤压车间	2#变	2#变总柜	21
					挤压机7	挤压车间	3#变	3#变总柜	22
挤压机8	挤压车间	3#变	3#变总柜	23
					挤压机9	挤压车间	3#变	3#变总柜	24
挤压机10	挤压车间	3#变	3#变总柜	25
					挤压机11	挤压车间	3#变	3#变总柜	26
1、2车间照明	挤压车间	3#变	3#变总柜	27
					3、4、5、6车间照明	挤压车间	3#变	3#变总柜	28
1#时效炉	中转仓	3#变	3#变总柜	29
					2#时效炉	中转仓	3#变	3#变总柜	30
氧化包装	氧化车间	4#变	4#变总柜	33
					氧化车间吊车	氧化车间	4#变	4#变总柜	36
熔铸车间总表		4#变	4#变总柜	31
					喷涂总表	喷涂车间	4#变	4#变总柜	34
办公楼	生活用电	4#变	4#变总柜	32
					宿舍	生活用电	4#变	4#变总柜	35
1#变总柜		10KV母线		37

2#变总柜		10KV母线		38
					3#变总柜		10KV母线		39
4#变总柜		10KV母线		40

(2)采集实时数据

对安装好的智能电表需要将数据通过稳定合理的方式采集到数据集中器，还需先通过RS485集线器将相邻的若干块智能电表计进行串联，RS485集线器再与数据采集终端相连，数据采集终端通过此RS485环路实现对智能电表的串行访问。数据采集终端安装在各配电柜/控制箱附近。

各个数据采集终端将采集的电能数据分别通过以太网，传送至数据集中器，实现实时的电能数据汇总功能。除了电能方面的数据采集，还包括生产产能数据的采集，这部分数据来自于企业相关的资源管理***服务器，对于本实施方案中涉及的企业，产能数据来自于企业已有的REP***，ERP***是企业生产管理的信息化***，其通过生产现场数据采集平台，采集到各生产部门(氧化车间、挤压车间、熔铸车间等)、设备(挤压机、氧化硅机、喷砂机、冰机等)、工艺环节的产量数据，并被电能管理服务器作为经济分析的产能基础数据源。

(3)数据处理与存储

数据集中器安装在氧化车间控制室旁，并被接入企业局域网，便于数据集中器对外传输数据，数据集中器将各个数据采集终端采集的数据汇总后，以批量传输的形式传输至企业办公管理区信息中心内的电能管理服务器，该服务器是电能数据管理及功能应用的核心载体，在电能管理服务器上，分别部署了数据处理程序、计算引擎、数据库存储、统计分析、数据web展示支撑程序等。其中，数据处理程序完成从数据集中器和EPR***传输过来的基础数据的处理。数据处理程序由两个子程序构成，其中，一个程序负责基础数据精度处理与换算、另外一个对处理后的数据进行实时存储，需要说明的是，这些程序都可以采用市面上的成熟产品来使用。

(4)计算经济指标

进行经济计算的计算引擎也部署于电能管理服务器上。计算引擎运用计算机软件技术，根据预置的反映生产及能耗的指标计算模型，快速实时计算经济指标值，这些经济指标包括产量指标、电能量指标、生产电单耗指标等。经济指标计算结果按快速实时计算经济指标值依据时间标签存储至数据库，实现结果数据的保存，电能管理服务器通过将零散无序的数据进行整理、计算后得到用以评价铝型材企业的生产能力、用能状态、能效水平的综合指标，有利于企业管理者挖掘生产节能空间。

(5)数据分析统计

数据统计分析可以由一个编制好的数据分析程序部署在电能管理服务器上。该程序不间断统计各用电设备消耗的电能量，并按照不同统计周期、设备类别、区域布局等方式统计电量消耗、产能及单耗信息。同时，对综合经济指标，如电单耗数据，从不同维度进行对比分析，对分析结果进行排序。此外，还实现对综合经济指标的对标分析，计算出实际电能单耗值与设定的标杆值偏差，偏差分析结果作为铝型材生产管理者评价生产效率、制定生产计划提供评价依据。统计分析结果值均被保存至数据库，需要说明的是，这些程序可以采用市面上的成熟产品来使用。

(6)展示数据

显示装置可以由计算机显示器来实现，主要部署在该铝型材加工企业的办公楼，提供给企业生产管理者及相关维护人员使用。显示器通过WEB的方式，可直接访问电能管理服务器上的数据web展示支撑程序，通过支撑程序，调取实时数据库及关系数据库中的相关数据，并以不同的展现形式提供给使用者有关本企业的电能产能等经济分析结果，分析结果包括历史分析结果及实时的分析结果。

在应用案例中，所体现的本实用新型的应用效果主要体现在以下几点：实现用电状态实时监测，实现电力参数运行记录查询，实现电能/电费的抄表与计算，实现产能/单耗自动统计分析，电能的实时对比分析。

通过上述实例可以看出，基于本实用新型的技术方案，可以运用到众多工业企业中，可以采集到设备运行状态和参数、原物料管理***数据，并对数据长期储存、计算、分析等，可以为企业建立一个设备、人员、工艺、能耗、物料、产品等关联的大型数据管理平台，直接提高企业的生产与管理的现代化IT水平，提高整个生产过程中能耗效率，人员工作效率等，提高企业的利润的同时也提高了企业的竞争力。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工业企业电能管理***，其特征在于，包括：

设于企业生产区的多个智能电表、集线器和数据采集终端，数据集中器；以及部署于企业办公管理区信息中心内的电能管理服务器；

所述智能电表连接企业生产区的各种用电设备，采集所述用电设备产生的电能数据；

所述智能电表、集线器和数据采集终端依次连接，其中，所述数据采集终端通过所述集线器连接至少一个智能电表，采集所述智能电表的电能数据；

所述数据集中器连接至少一个数据采集终端，且连接所述电能管理服务器，所述电能管理服务器还连接工业企业的资源管理***服务器以及显示装置。

2.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据采集终端采集数据的频率为30次/秒。

3.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述集线器为RS485集线器。

4.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据集中器通过以太网与所述数据采集终端进行交互访问。

5.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据集中器通过无线方式或光纤连接所述数据采集终端。

6.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述智能电表为三相四线制智能电表。

7.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述显示装置包括至少一个显示器终端。

8.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据采集终端通过所述集线器连接1～4个智能电表。

9.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据采集终端、数据集中器由企业生产区的配电网进行供电。

10.根据权利要求1所述的工业企业电能管理***，其特征在于，所述数据集中器和资源管理***服务器通过以太网与所述电能管理服务器进行交互访问。