浅谈企业电能量管理系统的设计与应用
在当今竞争激烈的商业环境中，企业对于能源管理的重视程度日益提高。电能量作为企业能源消耗的重要组成部分，其有效的管理对于降低成本、提高能源利用效率以及实现可持续发展具有关键意义。本文将深入探讨企业电能量管理系统的设计与应用，旨在为企业提供一套科学、高效的电能量管理解决方案。
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精准计量与监测
企业需要对各个用电环节进行精确的电能量计量和实时监测，以获取准确的用电数据。-
例如，在生产车间，对每台设备的用电情况进行单独计量，便于分析设备的能耗效率。
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在办公区域，区分不同楼层或部门的用电计量，有助于制定针对性的节能措施。
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数据分析与报表生成
能够对收集到的电能量数据进行深入分析，生成各类报表，为管理决策提供依据。-
如月度、季度和年度的用电总量及趋势分析报表，帮助企业了解用电规律。
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分部门或产品线的能耗对比报表，找出能耗过高的环节。
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异常报警与故障诊断
及时发现电能量异常波动和潜在的电气故障，保障用电安全。-
当用电量突然大幅增加或减少时，系统自动发出报警，提醒相关人员排查原因。
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对电气设备的运行状态进行监测，提前诊断可能出现的故障。
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能效评估与节能建议
通过对电能量数据的分析，评估企业的能源利用效率，并提供节能建议。-
对业的能效标准，指出企业的优势和不足。
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根据用电情况，推荐合理的节能设备或调整生产流程。
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数据采集层
通过智能电表、传感器等设备，实时采集电能量数据。-
选用高精度、稳定性好的智能电表，确保数据的准确性。
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合理布局传感器，覆盖企业的各个用电节点。
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数据传输层
采用有线或无线的通信方式，将采集到的数据传输至数据处理中心。-
例如，利用以太网、RS485 等有线通信方式，保证数据传输的稳定性。
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对于难以布线的区域，可采用 Wi-Fi、Zigbee 等无线通信技术。
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数据处理与存储层
对接收的数据进行处理、分析和存储。-
运用大数据处理技术和数据库管理系统，快速处理海量的电能量数据。
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建立数据仓库，实现历史数据的长期存储和查询。
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应用展示层
通过可视化界面，向用户展示电能量数据和分析结果。-
采用图表、报表、地图等多种形式，直观呈现用电情况。
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提供移动端应用，方便用户随时随地查看。
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电能量计量模块
实现对企业内各个用电点的电能量精确计量。-
支持多种计量方式，如有功电能、无功电能、视在电能等。
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具备分时计量功能，便于执行峰谷电价政策。
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数据监测与分析模块
实时监测电能量数据，并进行深入分析。-
提供实时数据曲线和历史数据趋势分析。
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运用数据挖掘技术，发现潜在的用电规律和问题。
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报警管理模块
设置电能量异常报警阈值，及时发出警报。-
如电流过载、电压异常、功率因数过低等报警。
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支持多种报警方式，如短信、邮件、系统弹窗等。
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能效评估模块
依据国家标准和行业规范，对企业的能效进行评估。-
生成能效评估报告，明确能效等级和改进方向。
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对比企业自身不同时期的能效水平，评估节能措施的效果。
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节能管理模块
根据能效评估结果，提供节能建议和方案。-
推荐节能设备和技术改造措施。
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制定节能目标和考核机制，推动节能工作的持续开展。
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某制造企业
通过安装电能量管理系统，实现了对生产车间设备用电的实时监测和分析。发现部分设备存在空转和待机能耗过高的问题，采取优化生产流程和设备定时开关机等措施，每月节约用电约 10%。 -
某商业综合体
利用电能量管理系统对商场、写字楼和酒店的用电进行分类计量和分析。根据不同区域的用电特点，调整了空调系统和照明系统的运行策略，年度电费支出降低了 15%。 -
某数据中心
借助电能量管理系统对服务器、制冷设备等的用电进行精细化管理。通过优化设备布局和负载均衡，提高了能源利用效率，减少了 PUE 值（电能使用效率），降低了运营成本。
六、安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案
6.1概述
用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，全面推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：先进的表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。
6.2应用场所
（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；
（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；
（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；
（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；
（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）；
（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。
6.3系统结构
6.4系统功能
6.4.1实时监测
系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。
6.4.2电能统计报表
系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。
6.4.3详细电参量查询
在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。
6.4.4运行报表
系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。
6.4.5变压器运行监视
系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。
6.4.6实时报警
系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。
6.4.7历史事件查询
系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
6.4.8电能质量监测
系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、重要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。
6.4.9遥控操作
系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。
6.4.10用户权限管理
系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
6.4.11通讯状态图
系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。
6.4.12视频监控
视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。
6.4.13用户报告
用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。
6.4.14 APP支持
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。
6.5系统硬件配置清单
七、结论
企业电能量管理系统作为实现能源精细化管理和节能减排的重要手段，其设计与应用对于企业的可持续发展具有重要意义。通过准确的需求分析、合理的架构设计和完善的功能模块，能够帮助企业提高能源利用效率、降低成本、保障用电安全，并为企业在日益激烈的市场竞争中赢得优势。未来，随着技术的不断进步和企业对能源管理要求的不断提高，电能量管理系统将不断发展和完善，为企业创造更大的价值。
参考文献
［1］李正军.计算机测控系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2004.
［2］吴扬俊.管理信息系统基础[M].北京: 电子工业出版社,2007.
［3］企业电能量管理系统的研制.曹锐
［4］安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06