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关键词:全球问题;碳减排;灰色关联度分析
一、引言
随着全球人口和经济规模的急速增长,碳基能源带来的环境问题越来越引发人们的关注,以扩大要素投入为主的粗放型经济增长方式,在促进经济增长的同时,导致二氧化碳排放量日益增加、生态环境破坏等一系列问题。近年来,温室气体造成的全球气候变化更是日益受到重视,在《全球气候变化框架公约》和《京都协议书》框架下,各缔约国都将采取一系列措施减缓温室气体排放,我国以重工业为主的产业结构面临重大挑战,迫切需要转变经济发展方式和进行经济结构的调整,以低碳经济为主导的新兴生态产业是协调经济发展与碳排放、人与自然矛盾的科学发展模式。
很多学者利用灰色关联分析方法对碳排放影响因素进行了研究,对研究我国各行业的碳排放具有很重要的参考意义。但是,利用灰色关联分析方法对我国各行业碳排放进行的研究较少。
二、灰色关联理论
灰色系统理论是邓聚龙教授于1982年提出来的一门新兴理论,该理论是一种运用特定的方法描述信息不完全的系统并进行预测、决策、控制的崭新的系统理论。[1]灰色系统的实质为:部分信息已知部分信息未知的一类系统。灰色关联分析是灰色系统理论的主要内容之一,它是对运行机制与物理原型不清楚或者根本缺乏物理原型的灰关系序列化、模式化,进而建立灰关联分析模型,使灰关系量化、序化、显化,能为复杂系统的建模提供重要的技术分析手段。[2]灰色关联度分析是一种有参考系的整体比较。设以若干年的能源消耗产生的碳排放量的原始数据,经过无量纲处理后构成一个参考数列,记为,各行业的总能源消耗量,以及电力、煤、石油、天然气能源的消耗量,经过无量纲处理后组成比较数列集,记为。
三、灰色关联度应用与分析
2000~2009年我国能源消耗产生的碳排放量以及与其相关的六大行业及生活消费的总能源消耗量(如表1所示),其中能源消耗产生的碳排放量数据来自于World Resources Institute(WRI,世界资源研究所)的The Climate Analysis Indicators Tool(CAIT),而各行业能源消耗来自《中国能源统计年鉴(2009)》。对初始数据进行无量纲处理,生成参考数列和比较数列,并根据式2-1计算出2000~2009年我国能源消耗产生的碳排放量与六大行业及生活消费的能源消耗量的灰色关联度,同理可以计算出碳排放量与六大行业及生活消费的天然气、电力、煤、石油消耗量的灰色关联度(如表2所示)。
通过分析可以得到:整体来看,碳排放量与各行业能源消耗量的灰色关联度都很大,说明能源消耗的增加是碳排放增加的重要原因。其中从行业的能源消耗状况来看,在农、林、牧、副、渔、水利业的能源结构中,与碳排放灰色关联度最大的是石油,而天然气在此行业未有统计数据,说明使用量极少。因此,要着力控制石油的消耗量、开发新能源和注重调整行业的能源结构;在工业方面,电力消耗是最关键因素,其次是天然气,两者对工业的碳排放具有很大影响;在建筑业和交通运输、仓储和邮政业上,石油和电力是造成碳排放的主要因素,使用量较大。因此,要根据行业的特点,逐步的开发可替代能源;在批发、零售和住宿、餐饮业以及其他行业中,总能源和电力是需要给予更大关注的两个因素;而石油和总能源则是生活消费中影响碳排放的关键因素。
四、结束语
本文立足当前背景,运用灰色关联度法对我国与碳排放有关的各行业进行分析,从而得到各行业及其能源消耗对碳排放的影响程度,这对进一步碳减排工作提供一定解决思路,有利于低碳经济的发展和经济发展方式的转型。
参考文献:
[1] 邓聚龙.灰色系统理论教程[M].武汉:华中理工大学出版社,1990.
关 键 词:能源管理;信息系统;云服务
随着能源危机的加剧和信息技术的发展,对能源利用状况实施有效管理的迫切性和现实性已经成为摆在各级政府面前的重要课题,按照《中华人民共和国节约能源法》有关规定:重点用能单位应当向管理节能工作的部门报送能源利用状况报告,“能源利用状况包括能源消费情况、能源利用效率、节能目标完成情况和节能效益分析、节能措施等内容”。杭州市城市能源管理信息系统以“准确、及时、完备、增效”为信息化建设目标,按照“总体设计,分步实施”的指导方针,现已覆盖全市千余家千吨标煤以上的重点用能单位,有效提升了杭州市能源监察管理的水平。
一、系统概述与特点
1.系统简介
杭州市能源管理信息系统是一个基于云计算平台的,面向全市重点用能单位、区县能源监察机构和市能源监察中心的,提供能源利用状况数据采集、统计分析和节能监管服务的系统。各用能单位在区县能源监察机构公告后,能够进行能源利用状况的申报,申报信息分月报、半年报与年报,申报内容有企业能源收支平衡表、主要耗能产品单位能耗及综合能耗表、产值能耗表、企业用水情况表、工艺生产线表、主要热能设备表和主要用电设备表等。企业申报完成后,杭州市及区县、企业均可授权上网查看本企业、本地区或全市的能源利用状况,各级管理员可进行本地区和行业的汇总分析,监控本地区企业的申报进度等。
2.系统特点
与企业能源管理信息系统[1]、行业能源管理信息系统[2]相比,杭州市能源管理信息系统的特点是宏观性、本体化和效益率。宏观性是指系统不局限于一个企业或单位,而是面向全市所有用能单位,依法有效对经济法人实施能源监察;本体化是指在网页技术实现方面根据管理信息的本质规律,在动态网页脚本中嵌入基于本体理论[3]的数组实现技术,并且在网页元素标识上采用序数法连续编号,编程效率高,架构清晰,易于维护;效益率是指系统引入产值、增加值、生产成本、能源费用等一系列价值指标,将数据挖掘分析作为重要的手段,实现能源利用有效服务经济发展,推动节能降耗,提升监管水平的目标。
二、结构设计
1.功能模块设计
杭州市能源管理信息系统包括企业子系统、区县子系统和宏观分析子系统,如图1所示,其分别面向用能单位、区县管理员和杭州市级管理员,以及各级能源主管领导。系统实现企业数据采集、监管和统计分析功能,用能单位在上级能源管理部门在线公告、注册登记后可以按月申报数据,区县及职能部门在线注册登记并获得市能源监察中心授权后可以按月在线进行本地区数据的监管与分析。
2.数据库架构设计
云计算环境的管理信息需求更为多样、动态和不确定,针对由此带来的管理信息系统开发成本高、效率低、周期长等诸多问题,系统采用N层数据库架构(图2),结合元数据管理,改善程序代码环境,快速实现能源管理信息系统设计、开发、集成、部署、运行和管理。系统网站采用B/S模式、ASP开发平台和SQL Server数据库,符合一般云计算的基本特征,由底层基础设施、中间件平台和前台应用软件若干层次组成,体现了基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)及软件即服务(SaaS)的思想。
3.指标及其勾稽关系设计
为了使全市的“节能增效”监管落到实处,杭州市根据实际情况,严格遵守国家和省市统计指标格式规范,结合能源技术领域的专业要求,引入了工业总产值、工业增加值、生产总成本、能源总费用等体现效益与成本的统计指标(图3),全面、科学归纳了计算类、控制类、提示类等指标勾稽关系(表1),帮助企业树立“节能降耗、绿色发展”的新理念。
三、应用设计
1.业务流程设计
用能单位在杭州市能源监察中心或区县能源监察机构公告后,方能进行能源利用状况的申报,申报信息分月报、半年报与年报。企业申报完成后,杭州市及各区县、用能单位均可被授权上网查看本单位、本地区或全市的能源利用状况,各级管理员可进行本地区和行业的汇总分析,监控本地区用能单位的申报进度等,图为申报、查询及管理操作业务流程,如图4所示。
2.管理界面设计
各级管理员在分析能源利用状况指标时,需要对某些指标、样本有所取舍,因此,杭州市能源管理信息系统设计了足够的自定义条件查询与汇总功能(图5)。图中的①可以实现所有指标的任意K-V(Key -Value)查询;②表示可任意取舍所需指标栏目;③则将常用的企业查询、行业查询、区县查询以及年月查询单列,供管理员用户选择使用,鉴于在样本较多的情况下,页面容量受到限制;④提供了翻页功能,而且在打印时还能提供分本的功能。
四、应用效果
经一年多运行,杭州市能源管理信息系统在全市的能源监察管理中发挥了很好的作用,全市1000—3000吨标煤规模的市管用能企业达到700余家,能源监察总规模已达到173万吨(等价)标煤,各项统计数据一目了然,能源监察效率和管理服务水平极大提高,这标志杭州市在节能增效,有效开展能源利用状况监察方面取得了显著效果。
参考文献
[1] 张立文,等.浅析能源管理系统的数据采集[J].内蒙古科技与经济,2012,261(11):73-74.
“十三五”以来,“能源+互联网”逐渐成为媒体和能源界关注的焦点。应该说,传统能源企业或多或少地都已开始打造具有“能源+互联网”概念的业务和板块,在企业年报和路演中与能源互联网相关的企业战略,你方唱罢我登场,很是热闹。
然而,仔细分析我们就会发现,很多能源企业的发展思路仍然受制于传统思维定式,对于如何打造“能源+互联网”的商业模式还缺乏明确的战略战术。
经过信息化变革20余年的改造,能源行业是否具备互联网思维了呢?答案显然是否定的。究其原因,这与能源行业所处的历史发展阶段有着必然的联系。
首先,传统能源行业是一个资本、知识和劳动密集型行业,这就决定了进入能源行业具有较高的门槛,小微企业或者是个人很难进入能源行业核心产业链的。其次,信息技术长期以来被用于解决传统能源行业的技术问题,重点在于提升系统的自动化水平而非信息化水平。最后,传统能源行业赖以生存的能源供给输配网络,从物理概念上看是一个不能轻易分离的系统,采用自上而下的运行管理模式实现全系统的管理,消费侧缺少活力。
阿里巴巴之所以成功,就是因为它使用了不同于传统产业的思维方式,摸清了用户的心理,以平等、开放、协作、分享为原则,制订了一套商业模式。
对于传统能源行业来说,各项技术已经趋于成熟。然而,技术仅仅是建设“能源+互联网”的必要硬件。在“互联网+”时代,比硬件更重要的是软件,能源企业的思维模式要基于互联网实践进行重新构建,打造能源消费侧新型业态。
互联网思维
互联网思维强调以用户为中心、极致的用户体验,注重入口与流量、免费营销、众筹模式、数据为王、平台生态、跨界颠覆等。这些基于互联网开放、平等、分享等理念衍生出来的思维模式,将颠覆更多的传统产业经营模式。互联网思维下的消费模式将利用平等、开放、协作、分享的互联网精神,以获取用户价值为导向,提供创新服务,从而颠覆和重构整个商业价值链。
思维模式是最重要的,思维决定了行动和方向。未来,能源企业实施“互联网+”,必须要在以下五个思维模式上有所变革。
第一、用户思维。用户思维是“能源+互联网”的核心。其他行业早就开始以用户为中心重构企业战略,但是能源企业习惯了“坐商”方式,即使在竞争激烈的燃气市场,以用户为中心也往往被异化成以价格为中心。而真正的用户思维,要求能源企业在价值链各个环节中真正“以用户为中心”去考虑问题,企业的商业价值必须要建立在用户价值之上。
第二、极致思维。极致思维就是把产品、服务以及用户体验都做到极致,并且不要忽视任何一个消费者,不要忽视任何一项不起眼的需求。我们不能用传统思路的二八定律(即很少量的重要用户能带来绝大部分的收入和利润)来做“能源+互联网”,而是要使用“长尾效应”。传统能源企业往往对大用户(工业、电厂)提供的服务较好,而对一般用户(居民、商业)的服务并不到位。但是,“能源+互联网”就能把数量庞大的普通用户聚集起来,大量的普通用户都可以在平台上找到他们中意的产品和服务,这样即使单笔销量不大,但总数相加,却是一个让人叹为观止的数量。比如在纽交所上市的Opower公司,通过互联网交互平台分析家庭电费账单,帮助家庭用户节省生活中不经意浪费的能源。同工商业的能耗相比,家庭节能省不了多少钱,但Opower公司极致服务肯定会成为吸引家庭用户购买其增值服务的重要手段。
第三、大数据思维。在互联网和大数据时代,用户所产生的庞大数据量使企业能够深入了解“每一个人”,而不是“目标人群”。因此,数据挖掘和分析能力至关重要,基于大数据分析,能源企业可以做到对消费者的深入洞察,提供精准的服务和营销,获得科学的管理决策能力,使资产的效能最大化。
第四、平台思维。互联网的平台思维就是开放、共享、共赢的思维。能源行业最大的平台其实就是网络,由于网络的公共属性所限,导致平台思维反而较弱。将来能源行业的竞争,一定是平台之间的竞争,甚至是生态圈之争,因为平台模式的精髓就在于打造一个多主体、共赢互利的生态圈。
第五、跨界思维。随着互联网技术的发展,物理与虚拟世界逐渐融合,不同行业之间的边界变得模糊。例如,华电正在从传统的火电企业转化为综合性能源供应和服务型企业,华为也正在从事光伏电站运维业务,新奥燃气和华润燃气正在进入售电领域。未来类似的跨界还会越来越多,能源企业如果不主动参与融合过程,就很有可能被其他行业的优势企业所整合。不仅如此,能源企业也不能局限于自己的圈子,有理想的企业家应该勇于跳出能源行业自身,基于客户或者基于产品实施跨界。
总的看来,互联网思维下的商I模式就是广泛的互联,以信息为纽带,把分散的大量实体在信息系统中聚集起来;其次,需要以用户为中心,切实的为用户创造价值;最后,需要重视数据中蕴含的信息并转变为价值。“能源+互联网”代表着一种新的经济形态,将充分发挥互联网在能源生产要素配置中的优化和集成作用,将互联网的创新成果深度融合于能源系统中去,提升传统能源行业的创新力和生产力。
以用户为中心的价值创造
以用户为中心,一方面需要满足用户基本的多样化用能需求,以用户便利作为商业模式的核心;另一方面还可以诱导性地改变用户的消费习惯、提供创新性的商品和服务,从而为整个能源系统创造出新的价值。这种价值既可以传导到用户侧,也可以沉淀到系统运营商、服务提供商或者设备制造商。大体上所创造的价值可以归结为两类:促进用户节能增效,提高资产利用效率。
促进用户节能增效。例如:通过利益共享甚至众筹等商业模式,为用户的屋顶安装太阳能光伏板。在经济可行的前提下,该商业模式将有利于快速发现具有投资机会的“黄金”屋顶,并快速匹配资金、技术与专业的服务资源,如“滴滴清洗”、“I光伏”等新型的商业模式,从而促进了分布式、清洁化能源的随地采集、高效利用。
提高资产的利用效率。例如:充分整合电网、气网、热网等能源网络的生产设备与管网资源,构建相互协调、多能耦合的综合能源供应体系,可同时面向用户提供可调节、可转化的能源服务,充分利用不同能源系统在时段上的错峰效应与调节能力,提高能源体系的设备利用率与运行负荷率,其商业模式可以通过分布式能源运营商向用户提供“气、电、热、冷”多种形式能源互补搭配的“能量套餐”,既省却用户“多头购买”之苦,又充分挖掘了资产的利用效率。
以数据为核心的信息增值
“能源+互联网”时代,能源系统中每时每刻都在产生、收集、存储着海量的数据,大数据遵循新的摩尔定律,呈现指数级的大爆发增长。人们已经开始重视数据中包含的价值,而以数据为核心的商业模式也将在“能源+互联网”中扮演着重要的角色,可以通过信息的增值来提供创新性的服务。
就数据提供而言。首先,能源企业(如电网、燃气企业)或设备制造商(如气表或者电表制造商)可以通过为用户提供低价甚至免费服务的商业模式,以获取用户的各种用能数据(如用电功率、用气流量),以及与能源系统运行状态相关的数据(如管道运行压力、电网电压等)。这些数据虽然是未经处理的,但是通过挖掘,其内部可能蕴含着揭示用户消费习惯、生活方式等重要的信息,可以在其他“跨界”的商业领域产生巨大的商业价值。
其次,能源企业通过对用户用能等海量数据进行深入挖掘,并将其与用户的社会地位、工作状态等基本属性进行映射和与关联,可以精确的辨识用户对于气、电、热价的承受能力、参与需求响应的意愿、实施能效管理的潜力等,对用户作为一个市场营销对象的全方位属性进行“肖像描绘”,为相应商业活动的开展提供重要的分类标签与定位线索。
最后,能源企业还可以通过手机、邮件、社交平台等手段,为用户提供个性化的用能账单,让用户对自己的用能行为进行实时感知,并提供远程化、智能化、趣味化的智能用能控制手段,将智能用能变成一种社区化活动,让用户从中得到乐趣与实惠。
能源+互联网的新型商业模式
电力体制改革、油气体制改革已经相继拉开序幕,这成为“能源+互联网”蓬勃发展最大的改革红利。在更加宽松、竞争性的市场环境下,能源的生产、传输、转化、存储、消费等各个环节将被打通,其商品属性将被还原。能源销售业务的寡头垄断将被打破,能源体系的投资与运营将允许社会资本进入,能源的交易也将打破管制,回归以市场配置资源的本质。
以改革为契机,将催生出一批新的商业模式。此类商业模式大致上可以归结为三大类,能源零售竞争、能源系统运营与能源交易运营。
1、能源零售竞争。例如,电力体制改革提出了放开售电侧市场,在电力市场形成了“多买多卖”的竞争格局,使得售电成为了一个新的商业模式,售电商可以面向用户提供稳定优惠的用电价格、个性化的服务套餐或者附件相应的增值信息,吸引汇集用户资源,并用户在电力市场中购入电能。正在加快改革步伐的天然气行业也将逐步放开终端销售领域,同样会形成竞争性的天然气零售市场。
2、能源系统运营。电力体制改革提出了放开增量配电资产的运营权,从而将催生出配网、微网的能源系统运营商的新型商业模式,打破了传统电网企业唯一垄断的市场地位。应该说,这一新的商业模式可以实现发电、配电和售电等不同环节的纵向整合,以物理网络的运营为抓手,收取能量配送的“物流费”与“管理M”,并满足用户的多元化电能需求。
关键词:综合统计;数据分析;信息化管理
为了快速推进企业信息化进程以及提升数据管理水平,急需对电力行业统计系统和新能源业务进行整合归纳,打破以往“一个萝卜一个坑,一个业务一系统”的旧模式,转而将功能和信息等集成到相互关联、统一协调的系统之中,使系统达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理,因此需要建设一个管理分析的平台,一个能够利用现代信息技术和各网格单元间的协调机制,从纵向上促进计划部下属各单位协同化管理,实现整合化应用,从横向上整合各科室价值链资源,实现一体化运作,集搜集统计数据、管理数据为一体,以数据为基石提供分析决策支持的综合性管理系统。
1 业务需求分析
广西电网公司计划部涉及到多个业务领域,需要对数据进行收集、统计、汇总、分析,而一些领域无系统支撑,随着电网业务的要求不断提高,有系统支撑的领域也渐渐不能满足业务部门管理需求。主要表现在:
(1)投资数据管理业务:电力行业投资统计工作专业性强,涉及面广,数据量大,且由于原系统对用户需求理解有误差,导致制作出的数据处理方式面对多用户的海量数据,会出现数据采集困难、效率不高、容易出错等严重漏洞。
(2)新能源管理业务:对于省级以下单位数据,由各省自行收集后上报,因此,目前广西电网公司需要将下级数据进行收集、统计分析后,再将相关信息和数据按要求填入该平台上报,而对于收集下级单位如县级供电企业、市级供电企业的数据,则无系统支撑,仍以邮件、文件传输等传统方式进行,难以保证新能源项目数据的准确性及填报的时效性。
2 统计分析平台信息化实现过程
2.1 统计分析平台技术框架
系统采用三层架构为了“高内聚低耦合”的思想。在软件体系架构设计中,分层式结构是最常见,也是最重要的一种结构。从下至上分别为:数据访问层、业务逻辑层(又或称为领域层)、表现层。
2.2 统计分析平台网络架构
统计分析平台使用范围包括公司各部门以及公司所属14个地市供电局和44个县级供电企业。由于用户访问量大以及访问并发性高,系统服务器把应用层服务器和数据层服务器分开,使数据处理压力转移到数据库服务器上,减轻应用服务器访问压力。
各单位填报数据时段集中,使数据库存取数据以及访问应用服务器的需求骤增,此时由于应用服务器还存在一定的性能空余,可通过扩大Tomcat内存使用阀值,或挂载多个tomcat进行负载均衡分担访问压力。
2.3 统计分析平台功能模块
综合管理统计分析平台从功能上划分为:分析展现模块、报表展现模块、投资数据管理模块、关键指标数据共享模块、新能源发电项目管理模块以及平台支撑应用六大顶层模块。
(1)分析展现模块
通过专题分析模块注重为领导提供决策支持,以及提供重要业务指标数据较为的直观和多样的观察面,便于发现问题的原因。
(2)报表展现模块
为专责提供汇总或明细报表,支持在网页中预览而不需要保存在本地,使得用户能够便捷且安全的浏览业务数据。可以看到各业务数据的填报情况,结合分析报表便于掌握公司,以满足计划部内部报表、对外报表、领导关注报表、分析报表等相关的报表需求。
(3)投资数据管理模块
提供主网基建、小型基建、城市配网、县城网、农网、技改、科技、信息化、前期、应急业务域涉及的项目基本信息管理,能将南网计划导入到系统中,并下达和落实到各建设单位,实现县级供电企业市级供电企业广西电网有限责任公司本部三级数据通道,有效管控各阶层、各项目信息。
(4)关键指标数据共享模块
通过分析各专业半年、年度主要指标的完成情况,挖掘指标背后的管理因素,明确优势与薄弱环节,明晰下一步需改进的工作,以促进年度工作目标的实现。
(5)新能源发电项目管理模块
将新能源发电项目统计工作纳入信息系统管理,规范细化数据交互过程,实现对项目的管理、项目指标数据的把控。主要通过上报审核流程进行采集。采集完成的数据将根据预设好的报表模板汇总统计形成报表,或由分析展现模块作为进行分析,支撑形成新能源装机构成,新能源发电量分析等分析专题,帮助用户更好的做出决策。
(6)平台支撑应用
平台支撑应用是平台公共功能,主要用于帐号、权限、角色等的通用功能管理。
3 统计分析平台应用及其效果
3.1 规范投资、新能源项目数据填报
系统投入前,投资、新能源项目数据填报工作由手工填写表格,通过邮件方式上报,由计划部专责统一统计、汇总、整理,综合管理统计分析平台的应用,规范了资产业务域、新能源业务域数据报送流程,数据填报及抽取工作。数据抽取工作的实现,消除了重复填报工作量,统一的报送规范,减轻了专责整理、统计负担,减少人工错误,大大提高了工作效率。
3.2 实现日常管理的流程化,提高管理水平
数据填报管理是专责日常的重要工作之一,体现各专责的管理水平和工作质量。以往采用的是表格统计,电话督促各单位进行填报,随着系统的实用化推广,实现日常管理的流程化、规范化,有效监控数据填报情况。审核、填报限制机制,有利于考核各单位填报情况,进行绩效考核,提高了整体管理水平。
3.3 提高行业分析能力及水平
通过信息化手段将统计人员从繁锁的数据统计的事务性工作当中解放出来,让更多的精力放在数据的分析、数据的服务职能上。保证统计信息能更好的为政府部门制定宏观政策提供信息保障服务,满足领导希望达到的能快速、宏观了解关键指标的要求。
4 结束语
综合管理统计平台从计划部业务需求出发,实现对省、市、县单位的三级数据收集,对填报流程的规范管理,同时基于系统收集的基础数据,进行数据分析,不但提高了企业的工作效率和管理水平,更为管理、决策提供有效支持,也为其他业务领域管理、分析系统的改造提供参考。
参考文献
[1]J2EE平台上MVC设计模式在开发电子政务系统中的应用[J].计算机应用研究,2004,21(8):203-205.
关键词:能源计量信息;管理系统;计量器具;标准化
中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)22-0021-03
能源计量信息管理系统,是把分布在不同地点的多台计量仪表进行联网,实现计量仪表的在线实时数据采集和管理[1]。系统的组成通常由计量检测设备、数据集中器(分站)、用户终端、管理服务器(主站)、管理软件和网络器件等构成,具有能源数据采集、数据传输、数据处理、数据存储等能源计量功能,其输出数据可用于能源统计与能源审计。
一、能源计量信息管理系统的现状分析
目前,中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件,企业按照自行需求进行设计和开发,能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示,现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范,使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范,很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表),误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况,使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点,对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。
二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则
1.系统的软硬件环境设计要求
在设计能源计量信息管理系统时,对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力,逐步完善。同时,配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面,给予必要的完善及升级的空间。
2.确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求
(1)现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统,应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据,指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源 [2]。
能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点,并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求 [3]。具体数据采集范围包括:
a)输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b)输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c)用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;d)用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e)用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。
(2)计量器具配备率要求。根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息系统数据采集点的能源计量器具配备率不低于表1的规定(见下页表1)。
3.合理选用现场能源计量器具
根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具,要依据不同用能设备所耗的能源类型不同,而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求,也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求,进行选择相适应的计量器具。
能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定(见下页表2)。
4.能源管理信息系统主要功能模块设计原则
(1)计量器具系统模块。计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网,实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差,并将所采集计量数据形成对比图,出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控,并有报警提示和报警记录。
(2)能源数据采集系统模块。能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量,采集周期在1分钟~24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。
(3)采集数据传输、存储、查询系统模块。采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求,考虑到数据传送速度,有线传输200米以内可采用双绞线串口传送,超过200米宜采用光纤以太网传送,也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要,可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。
(4)数据汇总和计算分析系统模块。数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总,并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析,并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示,企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况,及时进行纠正与改进,及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析,并自动形成对比分析图表,用能成本超过预定费用,系统立即报警提示。
(5)报表统计系统模块。报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要,自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等),能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。
(6)企业、车间、设备能源管理系统模块。企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量,监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因,及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控,确保设备的高效、经济运行,减少设备的空载时间和能源浪费的地方。
5.能源管理信息系统的安全设计和维护原则
信息系统应做好防电磁干扰,采集信号线应采用屏蔽线,并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查,发现问题应及时通知系统维护人员。
三、能源计量信息管理系统规范化工作成效
在上述研究的基础上,2009年3月,浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局,联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准,建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式,实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明,统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性,为改进生产工艺,提高技改节能效益提供了科学的依据,真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法,结合计算机信息网络技术,通过精确计量,自动采集能源量值数据信息,对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价,控制能源消耗,节约了能源成本开支,提升企业能源管理水平。例如,浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析,将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒,使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理,优化了操作参数,耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时,循环水用量从910 吨/小时下降到450 吨/小时,使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核,公司万元增加值能耗同比下降14.6%。
为了扎实推进企业能源计量工作,将节能工作落到实处,我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理,也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。
参考文献:
[1]杨涛.能源管理系统的应用[J].黑龙江科技信息,2009,(17):274.