劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：節能降耗是油氣生產企業的項重要社會義務和社會責任。如何實時準確的對企業能耗尤其是電力能耗進行量化的監測，如何合理的制定節電指標，就成為了企業電力能耗 監測所面臨的重要問題。本文通過構建電力能耗監測系統，設計了套對電力設備能耗和重點耗能設備進行動態跟蹤的監測方案，使相關部門和領導能及時了解和掌握油田節能方面的相關信息，為制定和考核節能指標提供了數據支撐，更有利節能降耗工作的開展，保證下達任務的科學合理和快速準確。

關鍵詞：節能降耗；電力能耗監測系統

1 引言

電力消耗是個企業能耗的重要組成部分，電力能源支出同樣也是了企業經營成本的主要組成部分。在目前，現有能耗管理的狀況已滿足不了實際工作需要，在日常管理中，沒有電量分單位計量系統和重點能耗設備跟蹤系統，信息的傳送也只能以靜態報表的方式向上報，不能及時了解和掌握節能方面的動態信息。

為了實現節能減排，為了降低企業的投資與運行成本，為了對節能降耗工作尤其是對企業用電節能有個明確的考核標準，我們決定建設套用電監測系統，并通過這個系統的運行，實行套對電力設備能耗和重點耗能設備進行動態跟蹤的監測方案。

2 能耗檢測系統的建立與應用

在實施過程中，將所有的能耗設備建立臺帳，設置專門節能網頁，對重點耗能設備要進行動態跟蹤，使相關部門能及時了解和掌握節能方面的相關信息，實現對能耗設備的合理及時的管理和跟蹤。

2.1 主要能耗設備分析

油氣生產單位的主要能耗集中在機采、注水、集輸三大用能系統，包括油、氣、水、電四大類耗能。本系統能耗管理主要圍繞電量計量和重點能耗設備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。

其中電量計量主要包括對各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機采電量以及各變電所計量設備電量、線路電量數據進行動態的監測。重點能耗設備的監測主要包括：輸油泵、摻水泵、熱洗泵、污水泵、污油泵、加熱爐和鍋爐等設備。

2.2 能耗監測系統的建設方案

2.2.1 系統建設的主要思路 

建立電量分單位計量數據采集和報表數據庫，實現電量數據錄入、報表生成及運行曲線等功能；建立重點能耗設備相應的數據模型，通過報表、曲線的形式實現對能耗設備運行參數的動態跟蹤。

2.2.2 系統體系結構設計

能耗信息管理系統具體功能有：(1)重點能耗設備運行動態。主要對設備的能耗情況建立單獨的數據統計、報表查詢、匯總等功能。(2)電量分單位計量。主要包括對各變電所主變電量、注水電量、電容器電量以及各線路電量進行統計，形成各單位耗電日報、月報及耗 電曲線。

2.2.3 系統功能設計

電量分礦計量系統功能；根據業務流程和用戶需求，系統主要功能設計分為四項：(1)數據采集功能，完成計算電量消耗基本數據的錄入；(2)統計計算功能，根據特定的算法將原始數據加工成結果數據；(3)數據展示功能，將成果數據，以報表或曲線形式展示出來；(4)系統管理維護功能，包括對用戶的授權管理。

重點能耗設備系統功能；重點能耗設備(如地面工程中注水泵、輸油泵的運行參數以及 中轉站和聯合站的生產動態數據)，建立相應的數據模型，編制數據采集界面，由相關單位進行數據的錄入，zui終實現數據采集、統計計算、報表和曲線生成等功能。

2.2.4 系統的實現

系統實現主要可以分為三大部分：di部分系統數據的采集。主要實現將各個能耗監測節點的日數據錄入到系統中。第二部分數據的處理。將原始數據處理成分單位的日、旬、月數據，并組織成所需使用的各種數據實體。第三部分數據的展示。將成果數據，通過報表、曲線等展示方式，將能耗直觀的展示出來。

數據的采集：數據采集主要是對能耗監測系統中需要錄入的數據建立采集界面，并給錄入人員配置相應的用戶權限，完成采集應用部署。

數據的處理：數據統計是把數據從原始數據到成果數據組織的過程，是通過編制存儲過程和視 圖來實現的。存儲過程用于完成整個系統的數據組織和報表庫的生成，對于每個報表都有個數據庫和個存儲過程來支持。它從源數據庫中提取相應數據、進行必要的計算形成成果數據，供報表、曲線展示使用。本系統采用了視圖作為數據調用的手段，其結構和數據是建立在對表的查詢基礎上的，從而節省了繁瑣的計算時間，為其他工作提供穩定的數據源。

數據的展示：曲線是展示數據的種重要方法，它具有形象直觀的點，以便讓觀測者根據結果對所關心內容作前期的預測。為此開發了曲線的展示功能，查詢人員通過耗電曲線可以 目了然的查看、分析電量數據，并提出科學合理的能耗控制方案。

3 安科瑞重點用能單位能耗在線監測系統架構及應用功能

3.1 平臺的架構

重點用能單位能耗在線監測系統采用“家平臺+省級平臺+重點用能單位接入端系統”的架構，重點用能單位端能耗監測數據上傳到省級平臺，再由省級平臺上傳至家平臺。沒有建設省級平臺的，重點用能單位端能耗監測數據直接上傳到家平臺。

重點用能單位“接入端系統”部署在重點用能單位內部，由重點用能單位負責建設。主要功能是，通過計量儀表、工控系統等采集、匯總本單位能耗數據，將數據上傳至省級平臺，或直接上傳至家平臺。 

圖1 安科瑞重點用能單位能耗在線監測系統的架構組成示意圖

3.2 平臺的應用功能

重點用能單位能耗在線監測系統為節能主管部門、用能單位及社會公眾服務，需要提供在線監測、總量控制、節能目標考核、碳排放管理等節能綜合管理功能，提供能效水平分析、能源利用狀況報告上報、節能標準及技術展示等企業服務功能，同時還需要提供節能法規政策、節能技術產品推廣等公眾服務功能。

3.2.1數據采集

可通過Modbus(GB/T19582)、DL/T645、CJ/T188等協議，從現場儀表采集需要的能耗實時數據；可從數據采集器獲取數據：通過Modbus TCP（GB/T19582）、MQTT、HTTPS等標準通訊協議從數據采集器獲取能耗實時數據；可從自動化信息系統獲取數據：通過OPC協議從重點用能單位的自動化信息系統采集需要的能耗實時數據；支持手工填報數據：對于不具備在線采集條件的數據，應提供手工填報數據上傳的模式。能耗在線監測端設備應提供數據接入的軟件配置工具，支持上述多種標準通訊協議的軟件配置界面，配置完畢后，在能耗在線監測端設備可運行基于SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188協議的數據接入執行模塊，按照配置制定的規則，定時從數據采集點獲取數據，送入數據處理模塊，進行必要的運算處理，生成符合規范要求的上傳數據，再送入數據上傳模塊進行編碼上傳。

3.2.2數據上傳

按照重點用能單位能耗在線監測系統技術規范定義的系統平臺接口協議規范的要求，將用能企業的基礎信息、計量器具信息、用能數據及能效數據上傳至省級或家平臺，上傳數據經過HTTPS協議加密傳輸。如果數據傳輸失敗或超時（網絡故障），將重發數據，直至接收成功反饋消息。

3.2.3數據處理及存儲

    實時數據及歷史數據可按照企業要求的時長、周期進行存儲、備份并保證數據存儲的性和可靠性；可按照企業管理需要進行分類查詢，方便快捷；本地歷史數據應存儲6個月以上，并可以方便導出。

3.2.4平臺功能

企業除了滿足zf文件要求的用能數據上傳的任務外，還可以建設套本地的能源管理系統，實時掌握企業用能情況，為企業節能降耗、節能改造提供數據服務，具體軟件功能：能耗實時監測；能夠對各種能源(水、電、氣、熱等)利用的全過程進行統計、分析，建立能源平衡，并進行平衡分析；統計企業、車間、生產線、重點用能設備的逐時、駐日、逐月用能情況；對企業能耗情況按照家標準及企業需要進行分解如總能耗、分類能耗、分項能耗、區域能耗、產值能耗、產品能耗或人均能耗，統計計算后進行初步分析，實現定額管理，能夠進行初步的能源需求預測，初步能源審計功能，可以對企業能源消費結構、去向，綜合能耗(產值、單位產品)、節能量(包括減排情況)進行匯總分析，并進行有針對性的對標(地區、行業、企業歷史數據)。

3.3重點用能單位能耗在線監測設備選型

表1 重點用能單位能耗在線監測設備選型表

4 結束語

該系統的實施實現了對電量能耗數據應用的相關內容的能耗動態監測，并設置了專門的節能信息管理網頁。通過本系統的研制開發，有以下的結論和認識：

通過電力能耗監測軟件的投入使用使得企業用電的實際使用情況和變化趨勢變得目了然，大大節省了工作人員的人力負擔，可以及時高效的反應電力負荷變化情況。

綜上所述，本系統是套靈活、高效的集采集、傳輸、加工、存儲和使用等體化的電力能耗管理平臺。系統對耗電及重點能耗設備運行情況進行動態跟蹤，使節能管理人員能夠方便實時的監測耗能的變化情況，對于數據反映出的問題及時做出判斷，提出科學合理的節能解決方案，實現實效節能。

【參考文獻】

[1] (美)里克特(R1chter，J．)著．李建忠譯．《MICR0S0FT.NET框架程序設計(修訂版)》 清華大學出版社,2003年.

[2] 曹陽.電力能耗監測系統在油田節能中的應用.[J]節能減排與環境保護.

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.

作者簡介：

劉細鳳，女，主要研究方向為重點能耗監測系統在油田節能中的應用。