能耗管理系统

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能耗管理系统范文第1篇

[关键词]能源管理；数据采集；能源调度；节能降耗

[中图分类号]P413 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0418-02

1、引言

能源管理涉及的范围很广，它包含了从能源生产到消耗各个环节的管理技术，冶金企业能源管理主要涉及对企业二次能源的平衡管理和能源消耗的分析。

河北钢铁集团宣钢公司在2011年开始建设能源管理系统，其针对现场的水、电、气体等能源仪表，通过组网对其进行远端的数据采集与控制，集有线和无线测控与计算机局域网于一体，形成一个网络系统，实时监测现场能源介质的运行状态。

能源管理系统（简称EMS系统），通过能源计划，能源实绩，计量认证，能耗计算，设备管理，报表管理等多种手段，使企业管理者对企业的能源成本比重，发展趋势有准确的掌握。其基本管理职能包括：

能源系统主设备运行状态的监视

能源系统主设备的集中控制、操作、调整和参数的设定

实现能源系统的综合平衡、合理分配、优化调度。

异常、故障和事故处理。

基础能源管理。

能源运行潮流数据的实时短时归档、数据库归档和即时查询。

2、EMS系统的特点

实时性：为了及时获取各种能源介质的能耗信息，该系统充分考虑了宣钢当前设备通信协议的状况，采用了丰富多样的接口技术，使所有的数据采集时间控制在1s-5s之间，并与产销系统和ERP系统进行数据传输；

先进性：先进的网络管理方式、网络设备以及一致的开放式数据库接口，无论从系统性能、可靠性及网络的拓扑结构等方面都为企业提供了高技术的管理模式；

可靠性：可靠性是能源数据采集的先决条件。简单的网络拓扑结构及各个功能模块冗余的设计使得系统运行更加安全可靠；

安全性：系统对于不同的管理职能提供了不同的管理权限；还包括网络的安全性，整个网络安装了防火墙，还使用了网络隔离技术，有效阻止了外界非法病毒的入侵，从而保证了网络的安全；

可操作性：硬件设备设置简单、直观；系统软件提供人机界面便于操作。

3、网络结构

EMS网络拓扑结构分为三层：

一层为仪表到数据采集分站的通讯，采用RS-485通讯和模拟信号两种方式；二层为数采分站到总站的通讯，采用无线方式和有线方式；三层为管理网，由服务器到管理分站，组成局域网，连接方式根据现场的实际『青况布置：对于楼内或距离小于100m的计算机，使用超五类双绞线组成百兆局域网；距离较远但布线方便可以使用光纤；距离较远、布线不方便采用无线网桥的方式。

服务器（采集器）的作用：一方面收集分站送来的数据进行汇总处理，同时也能对远程仪表进行参数设置；另一方面服务器可对工作站（客户机）进行数据共享。客户机可以预览或打印统计报表、实时监控和供维修人员监视系统运行状态。

4、EMS系统的主要功能

4.1 监视和远程控制

（1）能源介质数据监视。通过I/O服务器的接口功能，接收来自厂区PLC、DCS和采集站网关的各类信息，完成数据采集合并归档到实时数据库中。系统采集各种介质的发生量，各存储柜的柜位、柜容，以及各能源计量仪表流量、压力、温度和表底数据等。

（2）能源设备及主要工序运转状态监视。通过I/O服务器的接口功能，实时采集能源设备的重要参数，判断设备运行状态及工序生产状况，故障及时报警。

（3）能源设备的远程控制。能源中心调度人员通过专用操作站向厂区能源PLC系统下达控制指令，控制能源设备的运行。

4.2 基础能源管理

（1）能源设备管理。能源设备管理主要用于能源计划的编辑和设备维护。能源设备管理主要对关键的大型能源设备实行集中管理，包括建立检修和使用档案，辅助制定设备检修计划；对设备检修记录进行跟踪、查询和统计。

（2）能源计划管理。能源计划管理根据能源设备管理模块提供的接口，可以查阅与能源计划有关的能源设备的检修计划，同时在制定能源计划是，根据生产与消耗平衡的特点，在制定能源计划的过程中动态显示全局能源平衡情况，方便业务人员微调。

（3）能源报表管理。对于能源系统的计量与管理统计数据，EMS对原始采集数据经必要的计算处理后，按指定格式、时间自动进行系统报表输出。能源报表管理提供对整个能源管理系统中所以模块报表需求的支持，提供各种自动报表、手动报表及能耗报表。报表包括小时报表、日报、月报和年报等。

5、关键技术

5.1 能源预测模型

本系统中综合考虑了生产信息、设备检修计划信息、非计划停工信息、工艺变更信息以及能源实际采集数据，对某一能源介质未来几个小时或几天内的生产状况及各用户单元消耗状况进行追踪预测，并根据相应时段内的预测结果进行预测平衡展示，涉及的能源介质包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、电、水等。预测结果以趋势图等形式输出，为能源平衡调度提供指导。其中包括的曲线有：

实时曲线：用曲线的方式显示测点的瞬时量；用来直观显示实时的数据变化和累积计量的阶段性变化。

历史曲线：画出测点的某时间段的曲线；

钢铁企业能源介质的波动在自身波动规律的基础上受静态因素、动态因素的影响。静态因素指物料、产品、工艺条件等，通过静态因素推算出能源理论发生量的过程称为静态模型。动态因素指工况条件发生变化，如高炉修风、换炉、计划检修及非计划停机等。

5.2 跨平台、异构应用数据交换技术

能源管理系统、产销系统和ERP系统是同时实施的。ERP负责四级财务核算，能源生产和能源消耗的数据需要上传ERP；同理ERP对电的采购计划，需要下传至能源管理系统中完成电的平衡计划。产销系统负责管理生产，而能源管理系统需要来自产销系统的生产计划和实绩，来完成能源计划和能耗计算。因此三个系统是相互集成，才能完成各自的管理业务。

5.3 无人值守技术

能源管控系统对动力设施进行远程控制，主要包括煤气柜，放散塔等。设置远程控制专用操作站，操作站配有专用监控软件。

5.4 网络隔离技术

在能源网络实施过程中，为了不影响生产，在一些关键网接入能源环网技术中选择了最新的网络隔离技术——隔离网关。隔离网关通过内部的双独立主机系统，一端接人站控系统网络，通过采集接口完成各子系统数据的采集；另一端接入能源环网，完成数据到能源管理系统的传输。

6、结论

EMS投入运行后，系统运行稳定可靠，能源的分配情况、消耗情况可以及时反馈给有关部门，为生产决策提供了数据，使能源调度更加及时，合理，减少了煤气的放散，又有原来的事后统计，变为现在的计划管理与动态调控，减少了能源消耗，降低了能源成本，经济效益极为可观。

参考文献

[1]李向军，孙彦广，冶金能源管理系统EMS[J]科技资讯，2008（3）：95

[2]李桂红，能源管理系统（EMs）的生命力[J]，上海节能，2004（5）：38-40

能耗管理系统范文第2篇

关键词：能源效率；地区差异；节能潜力；经济发展

中图分类号：F124.5

文献标识码：A

文章编号：1003-4161(2007)02-0082-04

能源（特别是石化能源）是经济发展的源动力，是国民经济健康、稳定发展的物质基础，一个国家（地区）经济发展与能源占有及利用应该是相匹配的；但如果不能合理高效的利用能源，能源也会成为经济发展的“瓶颈”[1]。我国虽然总量上地大物博，但人均资源占有量远远低于世界平均值，而且能源利用效率也明显低于发达国家[2]，因此，建立节约型社会是我国当前发展的历史必然。目前，有关中国能源利用效率和节能潜力的分析，多数学者以国际先进国家为标准，通过国际比较判断中国能源利用效率与节能潜力[3-5]；而史丹以中国内部先进水平为标准，通过地区比较界定我国能源利用效率和节能空间[6]。然而，由于不同地区经济实力和资源结构存在较大差别，一些制约能源利用效率的因素，如生产技术水平不可能在短时间内赶上发达国家或发达地区。所以，笔者认为，能源效率的国别差距和地区差异只能为我们提供一个目标值，无法据此计算出中国各省区现实的节能潜力。因此，本文收集了1990~2004年各省区能源消耗和经济发展的相关数据，建立各省区能源利用效率和经济发展水平的统计模型，据此计算出各地区基于主体特征的节能潜力，为能源利用的优化配置和建立节约型社会提供依据。

1 思路方法与指标选择

1.1 研究思路与方法

工业社会能源是经济发展的物质基础，经济的发展依靠能源的驱动而运行。然而，随着经济的不断发展能源消耗量与日俱增，已经成为我国经济发展的主要瓶颈，我们必须未雨绸缪增强忧患意识，避免可能的能源危机影响经济的发展，所以，建立节约型社会是我国当前社会的必然选择。为了认清我国各省区能源利用现状及节能潜力，本文主要从以下三方面展开研究：

(1)分析中国各省区能源利用现状和能源消耗强度的地区差异。选取2004年中国30个省区能源消耗及经济发展的截面数据，分别建立人均能源消耗、万元产值能耗和人均GDP的对应关系，揭示中国地区之间经济发展和能源消耗的对应关系。

(2)从时间序列分析不同省区能源利用效率和经济发展的关系。本文主要以中国各省区1990~2004年能源消耗和经济发展的案板数据，研究不同地区万元产值能耗和人均GDP的关系，用幂指数函数建立二者之间的回归方程，以便寻找能源消耗和经济发展的特殊规律。

(3)不同时段中国各省区节能潜力的对比分析。依据第二部分建立的能源消耗和人均GDP回归方程，分析计算不同时段各地区的节能潜力，选取1990年、1995年、2000年、2004年四个时段，对各地区节能潜力进行横向和纵向的比较。

需要特别说明的是，经济的发展主要以靠中央转移财政，在统计分析中予以剔除。

1.2 指标选择和数据来源

从宏观和普遍的规律来看，一个地区能源的消耗是与人口规模、经济发展水平和节能技术的进步密切相关，在不同地区之间的比较常采用人均能耗和万元产值能耗等指标。由于能源消费结构多以一次能源计算，包括了煤、石油、天然气和水电等，为了统一计量和方便比较，将各种能源消耗折算成万吨标准煤。本文采用人均能耗和万元产值能耗两类指标，揭示我国各省区经济发展与能源消耗的关系，分析不同时段各省区的节能潜力，并将重点放在经济发展与能源消耗的时空变化上。

不同时段各地区人均能耗和万元产值能耗计算公式如下：

EPi=Ei/Pi （1）

EGi=Ei/GDPi（2）

其中，EPi 、 EGi分别为某时段第i个地区人均能源消耗和万元产值能源消耗量，单位是吨标煤； Ei、 Pi、GDPi 分别为该时段第i个地区能源消耗总量、人口总量、国内生产总值（GDP）。

本项研究所选用的数据来源于《中国五十五年统计年鉴汇编》和《中国统计年鉴（2005年）》，其中，本资料汇总了全国31个省区在人口、经济、能源等多个方面长时间的序列数据。

2.中国能源利用和经济发展的现状分析

随着新一轮经济增长，我国进入了工业化的新阶段，重工业比重从1999年持续上升。由于重工业对矿产资源尤其是石化能源的消耗强度很大，导致自然资源对我国经济增长的约束很大，因此，能源的消耗量及能源利用效率很大程度上影响着地区经济的发展。本文依据2004年中国30个省区人均能源消耗量和万元产值能耗为指标，来定量分析能源负荷和人均GDP的关系。

2.1 人均能源消耗与人均GDP的关系

本文选取除外30个省区人均能源消耗和人均GDP的数据，制作X-Y关系散点图（图1）。从图1可以发现，随着地区间人均GDP的差异，人均能源消耗量呈某种正相关关系。在财会软件Lotus 1-2-3 for Windows上，用直线方程 y=a+bx进行回归拟合，得到如下统计关系式：

y=0.9972+0.0665x （3）

相关系数R2=0.6956，相关性显著。

上述统计方程说明，我国经济增长还处于外延性扩张阶段，人均GDP的增长依赖于对石化能源的消耗，随着人均GDP的增长，人均能源消耗量呈同步增长趋势。[7]

图1人均能源消耗和人均GDP的关系

图2万元产值能耗和人均GDP的关系

2.2 万元产值能耗和人均GDP的关系

以上述30个省区万元产值能耗与人均GDP数据作X-Y关系散点图（图2）。从图2可以看出，随着人均GDP的增加，万元产值能源消耗量近似于幂指数下降趋势。换言之，在中国经济发展水平较高的省区，万元产值的能耗较小，能源利用效率较高；反之，万元产值的能耗较高，能源利用效率较低。

我国地域辽阔，各省区之间能源禀赋差异较大，导致产业结构对能源消耗形成不同的偏离类型，因而，万元产值能源消耗也有较大的差异。同时，由于在所选的30个省区中，相对落后的省区数目较多，经济发达的省区相对较少，散点在低发展水平上更为集中。所以以万元产值能耗为依据，所建立的能源消耗与经济发展的统计关系相对偏差较大，统计方程的相关系数R2、t检验值、F检验值相对较低。因此，本文未给出其统计方程，仅说明其变化的趋势。但从总体趋势来看，万元产值的能源负荷随人均GDP的增长呈指数衰减，并将在各省区的时间序列变化中给予定量的分析。

3.基于案板数据的中国各省区万元产值能耗的统计规律

仅以某年截面数据分析经济发展与能源消耗的关系，只是全国31个省区之间的横向比较，由于存在区域差异模型的精度较低，还不足以说明经济发展与能源消耗的长期变化过程。为了准确地认识经济发展和能源消耗的关系，特别是随着科技进步和国家环境保护政策的实施，引起万元产值能源消耗量的变化和省区差异，本文选取1990~2004年全国30个省区的案板数据，以人均GDP为自变量、万元产值能耗为函数，建立了各省区万元产值能耗随着人均GDP增加幂指数衰减模型，结果列表如表1。从表1可看出：除海南和宁夏万元产值能耗在近年有所反弹、相关系数较低外，其余28个省区万元产值能耗随人均GDP的变化符合幂指数衰减方程，相关系数(R2)都在0.90以上。上述这些幂指数衰减曲线在技术经济领域称为“学习曲线”，反映了同一产业或地区，随着技术进步，万元产值能耗下降趋势。从表1可以看出，我们的模拟方程基本符合“学习曲线”。

由于我国经济发展水平和资源禀赋的地域差异较大，所以也出现了一些特殊情况。比如海南和宁夏，虽然也符合幂指数衰减、而且也基本通过t检验，但比起其他省区相关系数有点偏低，分别是0.6780、0.8391，这与该地区特殊的产业结构有关。从海南万元产值能耗和人均GDP的散点图看出，万元产值能耗在1995年后有个明显上升阶段，而2001年后又逐渐回落，这可能和海南省这一期间产业结构变动有关；而宁夏以煤炭为主产业，随着近几年重工业比例不断上升，万元产值能耗在2003年后出现缓慢上升趋势，所以模拟方程也出现了一些偏差。但总体来看，我国各省区万元产值能耗都随人均GDP增长呈幂指数衰减，而且会趋于某一稳定值。

4.中国各省区节能潜力时空分析

通过上面分析可以看出，随着经济的发展，我国各地区单位GDP能耗在逐渐地下降，节能改造成就斐然，但与先进国家相比仍有不小的差距。根据世界银行和英国石油公司（BP）公布的统计计算表明，2003年中国每创造一万美元的GDP所消耗的能源数量，是世界平均水平的3.33倍，是美国的3.68倍，英、法、德、意等西欧发达国家的5～7倍，日本的10.4倍，甚至是印度的1.45倍[8]。我国不合理的产业结构、高耗能工业的过度发展，造成了经济发展对能源的过分依赖[9]。同时，重点用能行业、重点装置的能效水平仍然偏低，提高能源利用效率还有很大的余地。笔者认为,能源效率的国别差距可以比较清楚地了解中国能源效率的水平与节能潜力,但是这个节能潜力是不可能在短期内发挥出来的。从根本上讲,中国与世界上一些发达国家，能源效率的差距在一定程度上也是经济发展水平的差距。一些决定能源利用效率的主要因素,如生产技术水平不可能在短时间内赶上发达国家,产业结构的差距也只有随着经济发展水平的不断提高才能逐步消失。所以，本文基于中国省区内部区域差异，重点分析不同地区本身所能达到的节能潜力，来进行对比分析，以便中国内部能够合理高效地利用分配能源。

4.1 不同时段节能潜力比较分析

关于节能潜力，不同的人理解不同，相应的计算方法也不一样，本文采用基于主体特征的省区节能潜力的计算方法，即各地区人均GDP每增加1千元，万元产值能耗的现实减少值。具体计算步骤为：首先，将表1中各省区的模拟方程求一阶导数；然后，利用不同时段人均GDP的值（x）求出相应的导数值，即人均GDP每增加1千元、万元产值能耗的减少量，本文以此作为各省区不同时段的节能潜力。利用上面的计算方法，分别计算出中国30个省区1990~2004年的节能潜力，本文主要选取四个时段进行比较分析，并根据节能潜力大小将30个省区划分为高、中、低三种类型（表2）。各类省区节能潜力分述如下：

I类省区：节能潜力较高，1990年、1995年、2000年、2004年节能潜力分别在4.81~20.50tce、0.66~1.77tce、0.26~1.05tce、0.10~0.86tce之间，随着经济发展其节能潜力呈下降趋势、节能空间减小，这类区域大部分是一些经济比较落后和能源丰富的地区，由于技术落后及产业结构不合理造成其能源利用效率低下，与同时段的其他省区相比节能潜力较大。

II类省区：节能潜力居中，四个时段的节能潜力依次在1.88~4.34tce、0.34~0.56tce、0.12~ 0.24tce、0.05~0.09tce之间，从1990~2004年节能潜力也在不断下降，而且从表中可以看出不同时段属于此类的省区无太大变化，都是一些经济中度发达的内陆地区，这些地区易于引进东部的先进技术提高能耗效率，实现经济快速发展。

III类省区：节能潜力较低，1990~2004年四个时段的节能潜力依次在0.43~1.99tce、0.04~0.21tce、0.02~0.09tce、0.01~0.04tce之间，随着经济发展这些省区能源利用效率已相当的高，节能空间不大，此类省区主要位于我国经济发达的沿海地区。

4.2 各省区节能潜力的空间分布

图3中国节能潜力分布图

以上主要是从时间序列分析我国各省节能潜力的变化规律，下面我们选取2004年截面数据做出中国节能潜力分布图（图3），着重从空间上分析各省区能源利用效率及节能潜力的地区分布。由于本文分析都不包括，但在做图时为了图形的完整性，根据其所在地理位置和经济发展水平将其归入节能潜力较高一类。在做图时，我们仍然将节能潜力划分为高、中、低三个类型，0.10~0.86吨标煤属于节能潜力较高一类、0.05~0.09吨标煤居中、0.01~0.04吨标煤潜力最小，据此做出图3。从图中我们可以看出，节能潜力较低的省区基本位于东部沿海省区，这些地区经济实力雄厚，技术水平较高，所以能源利用效率较高、节能空间较小；而节能潜力在0.05~0.09吨标煤之间的省区主要集中在我国中部内陆地区；而节能潜力较高的省区主要位于西部落后地区和中部一些能源丰富省区，包括青、贵、甘、晋、宁、吉、新、皖、陕9个省区，这些省区经济较为落后、技术水平低下、产业结构不合理造成能源利用效率低下，节能空间较大。比如，位于我国中部地区的山西、吉林、安徽、贵州其能源利用效率较低、节能潜力较大，和这些省区丰富的能源是分不开的。因此，中国要建立能源节约型社会，在发展东部的同时，应该重点加强中西部地区经济发展、提高其技术水平、优化产业结构，提高其能源利用效率，实现我国内部社会的和谐发展。

5.结论与政策建议

综上所述，可以得出以下结论：（1）经济发达的地区，万元产值能耗较低，但人均能耗较高；而经济落后省区，万元产值能耗高，但人均能耗较低。因此，随着经济发展，能源利用效率有所提高，但我国经济增长还处于外延扩张型阶段，人均GDP的增长依赖于对石化能源的消耗。（2）随着经济的发展以及节能措施的实施，我国各省区能源利用效率呈幂指数衰减。（3）从总体上看，交通方便、沿海、沿江的东南地区能源效率较高，在全国处于领先地位；中西部内陆地区利用效率较低。在当前经济技术发展水平下，中国各省（市、区）均有提高能源效率的潜力和可能性，但是各省（市、区）提高能源效益的潜力各不相同，而且差距很大。

根据上述分析结果，中国在对各省（市、区）实施“十一五”期间能耗降低20%的目标时，不能搞一刀切，要制定有区别的区域节能目标和政策措施[10-12]。为了提高能源效率，提出以下政策建议：（1）要大力推广先进的生产技术和节能技术，坚决淘汰落后的生产技术、工艺与技术标准。（2）优化产业结构，积极发展低耗能产业，减少在能源经济效率低的地区新建高耗能项目，强调高耗能产业布局的能源效率标准。（3）要打破区域界线，构建全国统一的能源市场，并运用市场机制让能源流入效率高的地区，先进技术向落后地区渗透，促进东、中、西部技术和能源的有效交流。

基金项目：国家社会科学基金资助项目（编号：03BJY0088）；陕西师范大学研究生创新基金（2007~2008年度）。

参考文献：

[1] 张岩贵.中国资源供给瓶颈和经济发展模式的调整[J].南开经济研究,2004,（5）:38-42.

[2] 周大地,朱跃中.达到中等发达国家水平时我国能源供求前景[J].中国工业经济,1998,（10）:26-29.

[3] Lin, B.Q, 2001, An Economic Analysis of Energy Demand in the People's Republic of China. Statistic Research, 10: 34-9.

[4]Wu J., 2002, Serious Electricity Supply Shortage in the Three Year of Tenth-Five-Years Plan. China Electric Sector, 11: 9-12.

[5] Shi Dan. On the Skepticism Regarding China's Economic Growth-Viewed from Information of China's Energy Utilization [J]. China & World Economy, 2003, (6).

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[7]孙根年,钟文静,李本庆.中国省际环境与发展关系及水气偏离类型研究[J].陕西师范大学学报（自然科学版），2006，34（2）:92-96.

[8] 中国科学院可持续发展战略研究组.中国可持续发展战略报告（2006）――建设资源节约型和环境友好型社会[C].北京:科学出版社，2006.

[9] 管卫华,顾朝林等.中国能源消费结构的变动规律研究[J].自然资源学报,2006，21（3）:401-407.

[10] 吴巧生,成金华.中国能源消耗强度变动及因素分解:1980-2004[J]. 经济理论与经济管理,2006,（10）:34-40.

[11] 郭小哲,葛家理.基于双重结构的能源利用效率新指标分析[J].哈尔滨工业大学学报,2006，38（6）:999-1002.

[12] 张琦.资源约束下我国循环经济发展战略探讨[J].资源科学,2006，28（2）:147-153.

[作者简介]韩亚芬（1984-），女，山西文水人，陕西师范大学硕士研究生，环境经济专业。

能耗管理系统范文第3篇

关键词：大型公共建筑；能源管理系统；建筑节能管理体系

Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.

Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system

中图分类号： TU201.5文献标识码：A文章编号：

一、引言

随着我国经济和社会的快速发展，大型公共建筑经常被作为一个城市现代化的象征，兴建大型公共建筑既促进了经济社会发展，又增强了为城市居民生产生活服务的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增长趋势。大型公共建筑一般指单体建筑面积2万平方米以上的办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通枢纽等公共建筑。由于此类建筑结构和用途的特殊性，且往往片面追求外形，用能系统复杂、运行工况变化大、影响能耗因素多，再加上再设计、施工、使用和运行维护等环节的粗放式管理等不利因素的影响，使得当前的一些大型公共建筑往往是耗能的大户。主要问题表现在以下几个方面：

（1）目前，我国大型公共建筑能耗高、能效低问题突出。根据清华大学与建设部的2007 年研究抽样调查，大型公共建筑面积占城镇建筑总面积的比例为4％，但消耗的电量却占22％[1]。据测算，我国大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300kWh，是普通居民住宅的10～20倍，其节能潜力亟待挖掘。

（2）超过70%的大型公共建筑没有专职的节能管理人员，大多数大型公共建筑业主的用能设备管理仅仅是从安全使用的角度考虑，缺乏系统的能源管理制度和手段，不能及时掌握能源的整体消耗情况，对主要用能设备的运行情况和节能状况未能及时把握及管理。因此，建立建筑能源管理体系，依靠先进的节能管理手段来实现大型公共建筑的节能运行，约束使用者的使用习惯和提升物业管理的运行管理水平，提高运行管理效率是目前亟待解决的问题。

（3）多能源系统与复杂负荷的结合体。在能源危机的今天，可再生能源的利用越来越普遍，大型公共建筑的这一现象尤为明显。大型公共建筑可能设置多种能源，如常规电制冷、三联供、地源热泵、冰蓄冷、蒸汽供热、太阳能、风能等。这么多能源在楼宇中综合使用所带来的多能源的协调优化、负荷预测与优化控制等问题将逐步凸显。

（4）缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同时伴随着供能系统众多、用能系统复杂、位置分散、用能信息量庞大等特点，常规的、针对设备或能耗的管理系统（如BA系统、能耗监测系统）一般只注重对设备自身管理或对能耗的计量监测，缺乏对整个能源的系统管理。因此，为保证整个建筑的能源的优化运行必须建立具有有效的监视控制、完善的通信系统、科学的分析诊断、合理的优化管控的建筑能源管理系统，同时结合建立的能源管理体系，实现大型公共建筑能耗的有效管理。

由上可知，我国大型公共建筑单位建筑面积能耗高，节能潜力巨大。其节能改造工作成为了一个系统的复杂工程。结合“十二五”期间我国大型公共建筑能耗降低15%的节能目标，这就需要针对大型建筑的使用特点，建立建筑能源管理系统，科学地进行能耗监测、分析诊断、优化管理与控制，提高大型公共建筑能源利用的经济与社会效益。本文将在充分研究分析建筑能源管理系统的基础上，结合大型公共建筑的特点及需求，提出大型公共建筑能源管理系统的设计目标、功能以及架构，用于指导大型公共建筑能源管理系统的建设。

2、建筑能源管理系统

建筑能源管理系统是指对建筑物或者建筑群内的变配电系统、照明系统、电梯系统、空调系统、供热系统、给排水系统等能源使用状况实行集中监视、分析管理和分散控制的软硬件系统。目前所提的建筑能源管理系统主要分为三类：

能耗管理系统范文第4篇

关键词：节能 能源管理 能耗

1目前现状

随着我国经济的发展，大型公共建筑高耗能的问题日益突出。据统计，大型公共建筑年每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍[1,2]，做好大型公共建筑的节能管理工作，对实现“十二五”公建节能降耗目标具有重要意义。如图1，对深圳地区部分公共建筑的能耗进行调查，发现不同类型公共建筑的能耗差异较大，尤其是超市（商场）建筑，其能耗比其它类型公共建筑高出许多，对超市（商场）建筑进行节能降耗是目前亟待解决的重大问题。

国内外的相关人员对大型公共建筑的节能问题进行了深入研究，提出了许多解决方法，也收到了一定的效果。但由于在获取基础数据上存在一定的困难，使得能耗分析人为因素偏大或无法深入下去。国内外专家采取了许多办法来解决这一问题。如2000年，Facility Dynamics Engineering公司开发了运行管理分析软件（PACRAT）[3]，该软件具有远程数据传输功能，提供实时分析和自动诊断功能，可以对冷机系统，冷却系统，建筑能耗等进行节能诊断，2001年Silicon Energy公司开发了能耗管理软件（EEM SuiteTM）[4]，该软件基于网页浏览器形式的，能够实时收到远传数据并可视化展示，但是它不能事先定义诊断模型[]。清华大学建筑节能研究中心[5]开发的“大型公共建筑电耗分项计量与实时分析系统”实现了对分项电耗数据稳定持续的实时获取、传输、存储和分析，用于对节能诊断方法的分析研究。

现有的系统，由于目标不同，其功能的侧重点不一样，有些倾向于对能耗的运行管理，有些针对能耗实时监管，还有些侧重于节能潜力的诊断，为了能够不断地获取大型公建各部分准确的能耗数据，监测楼宇的用能情况，搭建节能效果评估平台，诊断楼宇的节能潜力，应该建立一套集多种功能于一体的连锁超市能源管理系统。该系统能够实时监测建筑的用能情况，清晰了解各门店分项用能现状，对同类型建筑能进行横向的对比，寻找差距，促使改进；也能当作一秆“称”，量化节能改造效果；还能提供能耗数据统计，为用户制定能源规章制度提供依据。

2连锁超市能源管理系统平台

2.1系统基本原理

图2 连锁超市能源管理系统图

图2描述连锁超市能源管理系统原理图。系统涉及到软件和硬件，软件主要包括数据采集软件、数据监测软件和节能诊断软件等。硬件设备主要包括数据采集仪表、网关、服务器等。对于超市建筑，主要的采集参数有水、电、气、冷热量等。数据采集网关会定时的向数据采集仪表发送命令，接收到命令后数据采集仪表会把数据发送到网关内储存，再定时发送到数据中心，数据中心的数据会定时向上一级数据中心上报数据，直到上报到最高一级的数据中心为止。数据的监测软件可以基于网页浏览器的架构，相关人员只要可以通过网页的形式就能访问监测系统。从功能需求来看，基于网页浏览器的系统更容易实现数据人工采集和自动采集相结合的需求，还可能省去软件的安装和升级的麻烦等。

2.2连锁超市建筑能耗分类和分项

根据超市建筑用能特点，把能耗采集分为6类：电、水、气、热量、冷量和其它。在超市建筑中，电的使用占了相当大的部分，并且用于不同类型的设备，为了能够清晰地了解各个部分的能耗情况，按照超市用能特点，把电耗分为6大项：空调用电、照明用电、电梯用电、冷链用电、生鲜用电和其他用电。通过对这6大项能耗对比分析，能够初步找出超市建筑的节能潜力，通过对各分项的深入分析，使得能耗的诊断分析更深入，节能潜力能够全面挖掘。

3连锁超市能源管理系统的功能

连锁超市能源管理系统平台应该包括中央空调、电力、照明、生鲜、冷链等系统的监控运行与节能管理，尤其以中央空调系统为重。系统其功能特点为：

实现总部能源分项计量

总部对门店进行分类分项监测、用能指标查询、用能定额管理、用能排序等，以图形、表格等形式进行在线监测和动态分析，为精细化的能源管理提供基础。

实现总部能耗诊断分析

基于总部的分项计量平台，进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理。可实现总部对门店用能定期进行诊断分析，定期给予诊断报告，发现不合理能耗，及时给予纠正。

实现系统整体优化控制

在诊断分析基础上，对症下药，通过自控手段实现门店各系统的整体优化控制，而非局部控制“节能”，实现总部的集中监管，单店的分散控制，系统的整体优化。

实现单店节能效果评估

基于诊断分析与优化控制，实现对单店或者单项节能措施的在线评估，保证节能效果的客观性。

实现总部集中运维管理

总部统筹协调，减少能源管理环节，优化能源管理流程，减少能源系统运行管理成本，提高劳动生产率。同时，利用信息化技术可加快能源系统的故障和异常处理反应能力。

4小结

能耗管理系统范文第5篇

关键词：智能建筑能源管理节能

中图分类号： TS958 文献标识码： A

一、概述

目前，全国现有房屋建筑面积已达430亿平方米。在建筑的建造和使用中，能源消耗高、利用效率低的问题十分突出。相关部门的调查数据表明，2009年建筑耗能占全社会耗能总量的比例由1978年的10%上升到30%左右。我国每年竣工建筑面积约为20亿m,其中公共建筑约有4亿m。2万m以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%，但是能耗却占到建筑能耗的20%以上，中国工程院的相关人士在对居民住宅、公共建筑的用电量进行比较之后发现，一些写字楼、饭店等大型公共建筑的单位平方米年耗电量在100度~300度之间，是居民住宅的10~15倍。在公共建筑（特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等）的全年能耗中，大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%~30%用于照明。

在我国现有的建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗是现在的3倍以上。在国家大力推行节约型社会之时，酒店、大型办公楼、商场等能耗量较大的公共建筑开始意识到设备运行中能耗过高的问题。因此，做好大型公共建筑的节能管理工作，对实现国家建筑节能规划目标具有重要意义。二

二、智能建筑能源管理系统的结构

智能建筑能源管理系统是基于自动化控制系统基础上一套计算机智能化的管理软件平台。该系统通过对建筑物内各类能耗参数的收集、分析，运用科学算法发出合理的操控指令，通过楼宇控制系统实现其动作。

智能建筑能源管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，一般分为三层：管理层、网络通讯层和现场设备层 。

1）管理层

站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS 电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。

模拟屏：系统通过通讯方式与智能模拟屏进行数据交换，形象显示整个系统运行状况。

UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。

2）网络通讯层

通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。

以太网设备：包括工业级以太网交换机。

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。

3）现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。

三、智能建筑能源管理系统建设

智能建筑能源管理系统建立，具体包含以下几个方面内容。

1、能源规划（Energy Planning）

根据建筑具体情况，全面规划智能建筑的能源使用，建立建筑能源使用模型。包括建筑物综合节能解决方案，各系统集成，太阳能、地源热泵等新能源与可再生资源的利用模型。

按照世界能源委员1979年提出的“节能”定义：采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率。即尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。以此延伸开来，建筑物的节能可以定义为：在基本不影响建筑物功能和舒适性的前提下，尽量减少能耗。所以，判断一个建筑物节能与否，节能多少需要有个参照物，通过和参照物比较才能得出结论。对于改造的建筑，通常可以用同一气候条件下的历史能耗数据作为参照。而新建建筑则相对比较复杂，日前在实际工程中常见下列几种方式：

类比法：以类型、规模、功能相仿的建筑的能耗作为参照。主要适用于连锁酒店、连锁超市、连锁商场等建筑条件相仿，管理模式相同的同一集团或管理公司旗下的建筑物。

测试法：在建筑物正常运行后，分别在各气候条件下测试采取能耗管理措施和未采取措施的日能耗数量。通常可以在夏、冬两季各选择数天，采取隔日测试法，即第一天，测试采取能源管理措施日能耗量；第二天，关闭能源管理软件测试日能耗量；以此类推。这种方式缺陷是测试的时间跨度偏长。

计算法：通过为建筑建立模型，设定参数，模拟计算出该建筑物的能耗。这种方式优点很明显，通过模型能对建筑物的各设备能耗全面计算，为能耗管理提供方向性指导。但采用不同的软件计算出的能耗值有差距，目前对计算出的能耗值的准确性和权威性均存在争议，计算结果能否作为节能合同内的节能率计算依据是主要的分歧点。

2、能耗监测（Energy consumption Monitoring ）

监测建筑物内的能耗使用，具体到各系统分项监测，环境参数与设备运行参数，对机电设备进行动态管理。数据可通过建筑设备管理系统（BAS系统）采集。

数据的采集和存储是整个系统的基础

数据内容主要包括：实时监测建筑分类 、分项能耗情况，及时报告能源及设备运行状况，包含建筑物环境参数、设备运行状态参数、各设备能耗数据等。获取的参数越多、运行的周期越长，越容易得到准确的结论。但若参数过多，又会造成建设成本的大量增加，因此可根据各建筑物的具体情况把数据分为：系统运行所必须的基础数据和辅助数据（可选数据），在管理效果和建设成本间取得平衡。

3、能耗分析（Analysis of Energy consumption ）

根据能耗监测数据，进行能耗分析。没有大量的数据就无法进行有效的分析，没有有效的分析就无法得到正确的能源管理措施。对智能建筑中各系统，各设备用能情况进行综合分析，与模型数据，历史数据进行综合比较，为节能运行提供科学依据。通过对建筑的能耗数据统计、分析，结合模型建筑物能耗对比，确定建筑物能耗对比，确定建筑物的能耗状况和设备能耗效率，从而提供建筑物能源管理优化措施。能耗数据分析模块是能耗管理软件的精髓所在，目前市场上各家软件的算法不尽相同，其效果还需市场验证。然而，以模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制技术的发展将极大推动能源管理水平。

对建筑能耗数据进行历史能耗分析、能耗比例分析、能耗分布、能耗排名等各项能耗分析，并通过图表进行展示，帮助用户直观了解能耗变化情况，把握重点能耗；

系统具有能耗标杆库，将用户能耗情况与标杆值进行对比，实现能耗对标，帮助用户了解与同行业能耗水平之间的差距；

系统可通过对用能费用预算完成率、用能结构、管理节能情况、安全情况及设备情况等各项评价指标的分析，对用能情况进行评估打分，有助于提升用能效率，降低用能成本；

能源管理报表：用表格和图片的形式体现建筑物的能源使用情况、设备能耗、设备运行效率、能耗历史曲线等，以适应不同人群的需求。系统一般应能提供WEB服务，获得授权许可的远程用户能通过浏览器了解建筑物的能源使用状况

4、节能控制（Energy saving control ）

根据能耗监测与能耗分析，通过楼宇智能化控制各系统设备，达到经济运行，合理运行，降低能耗。建筑物的节能措施主要通过建筑设备管理系统（BAS系统）来执行。能源管理平台和BAS系统的完美结合，是能源控制和管理措施实现的保障。目前，能源管理和BAS还分属不同智能化系统，两系统的相互融合应该是智能化系统发展的方向。

节能控制采取的主要方法：

1）时序控制法：根据大楼工作作息时间按时启停控制设备，如风机、照明等。

2）运行模式控制：根据不同的时间段，不同的工作模式设置设备运行数量与工作模式。如：夜间工作模式、节假日工作模式等。

2）温度―时间延滞法：根据大楼内温度保持的延滞时间，提前关闭空调主机或锅炉达到节能之目的。

3）调节供水温度：根据室内外实际温度调节空调系统的供水温度，设定合适的供水温度减少系统主机的过度运行，实现节能。

4）经济运行法：在室外温度达到13℃时，可直接将室外新风作为回风；在室外温度达到24℃时，可直接将室外新风送入室内。在这样的情况下，系统可节约对送回风系统进行处理的能源。

5）设备等寿命运行：对楼内冷热源主机、泵机、风机等设备进行等时间交替运行，延长设备的运行寿命，节省维护费用。

5、节能改造（Energy sources reconstruct）

系统能够记录每一次节能改造的过程及成果，使原来无法说清楚的能源管理，变得可量化、可比较、可评价。

四、智能建筑能源管理系统建设展望

针对能源需求日趋紧张的情况，中国政府高度重视节能与环保，积极推进节能减排、发展绿色产业和绿色经济，建设部科技司司长赖明曾大致估算了建筑节能这个市场的市场值，“建筑节能势在必行，建筑节能市场容量很大，据测算，有5000亿元的空间。”有专家表示，“在建筑节能方面，国家推出了一系列政策，统计表明，我国节能减排市场每年至少有3000亿~5000亿元的市场需求，2020年我国用于节能建筑项目的投资至少是1.5万亿，建筑能源管理系统的市场前景是很广阔的。

对此，认为建设智能建筑能源管理系统将有如下几个方面特点

1. 全面的能源解决方案，可以节约20%-30%的能源成本控制；从建筑设计阶段-建筑使用-建筑节能改造，进行全面的能源管理，包含建筑结构，建筑设备，建筑使用管理等全方面的能源控制，真正做到智能建筑全生命周期的节能降耗控制；

2. 快速安装调试、便捷管理。操作界面更加灵活，便于人机交互。灵活科学的安装控制方案可减少30%-50%的安装和重新配置时间；

3. 在整个楼宇生命周期内可以灵活改造，建立能效控制中心，持续监控能源使用效率；