助力双碳践行绿色发展，智慧工厂能效管理解决方案
助力双碳践行绿色发展，企业节能增效的智慧之选——智慧工厂能效管理解决方案
安科瑞，李明君
一、 传统工厂能耗系统现状
基础设施：
缺乏顶层设计，智慧化建设碎片化，不成体系，建成即落后；
弱电系统、网络、数据中心等基础设施老化，服务感知差；
缺乏设备在线监视，无法及时发现故障和分析利用率；
管理运营：
现场抄表费时费力，存在安全隐患；
运维困难，巡检效率低，运营成本高；
人工统计分析困难，工作量巨大；
数据支撑：
不能监测和分析能源消耗，造成能源浪费；
信息孤岛难以打破，各信息系统数据无法共享；
节能降耗毫无头绪，不知从何下手；
二、 工厂节能改造的好处有哪些呢？
节约能源成本：工厂在生产过程中通常需要消耗大量的能源，特别是电力。如引进高效节能设备、优化生产流程、提高设备能效等措施，可以显著降低能源消耗，进而减少能源成本支出。这对于工厂来说，意味着更高的经济效益和更强的市场竞争力。
提升设备效率：节能改造往往伴随着设备的更新换代和技术升级。采用先进的节能技术和设备，可以显著提高设备的能效和稳定性，减少能源浪费和故障率。这不仅提升了生产效率，还延长了设备的使用寿命，降低了维护成本。
减少环境污染：传统的工业生产方式往往对环境造成严重影响，如温室气体排放、空气污染等。通过节能技改，可以降低工厂的碳排放量和环境污染，有助于实现可持续发展。这符合国家和地方的环保政策要求，也有助于提升企业的社会责任形象和品牌价值。
符合政策要求：许多国家和地区都制定了能源效率和环保方面的法规、标准和政策。工厂进行节能技改，可以确保符合相关要求，避免面临法律和经济上的不利后果。同时，政府也通过出台税收优惠政策、补贴政策等措施，鼓励企业进行节能减排。
促进技术创新和产业升级：节能技改需要引进和应用新技术、新材料和新设备，这有助于推动工厂的技术创新和产业升级。通过不断改进和优化生产流程，工厂可以提高产品质量和生产效率，进而提升整体竞争力。
实现可持续发展：随着全球气候变暖和资源约束加剧，可持续发展已成为全球共识。工厂进行节能技改，不仅有助于减少能源消耗和环境污染，还可以提高资源利用率和经济效益，为实现可持续发展做出贡献。
三、 智慧工厂能源管理解决方案是什么样呢？
3.1 方案概述
智慧工厂能源管理解决方案是针对现代工厂能源管理需求而设计的一种综合性解决方案，它结合了物联网、大数据、云计算等先进技术，实现对工厂能源使用的全面监控、分析和优化。
通过安装智能传感器、智能电表等前端数据采集设备，实时采集工厂内各种能源的消耗数据，如电能、水能、气体等。这些数据通过有线或无线方式传输至后端的能源管理平台，由平台进行统一管理和分析。平台利用大数据技术和人工智能算法，对能源数据进行深度挖掘和分析，发现能源使用的规律和潜在问题，为工厂提供针对性的能源优化建议。
3.2 能源方案组网构架
系统由感知层（能源计量终端）、网络层（通讯管理终端）和平台层（企业能源管控平台）三个部分组成。
感知层：连接于网络中的各类传感器，包括电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块、水表、气表、冷热量表等；
网络层：智能网关，采集感知层的数据，进行规约转换及存储之后将数据上传至管理平台；
平台层：包含应用服务器和数据服务器，可在PC端或移动端实现应用；
3.3 特色功能
自定义驾驶舱：用户根据实际需求自己搭建驾驶舱，通过丰富的图形化界面展示各类统计数据；
3D可视化：通过虚拟仿真实现多维度可视化，为客户提供数字化服务，助力企业能源经济双向管理，提升能源管理水平；
工业组态：用户自己组建监控管网，通过友好的人机界面展示监测数据，进行设备远程控制；
数据自诊断：数据异常诊断，提升安装调试效率，保障数据准确性；
能效分析报告：提供设备能效分析结果及节能建议，帮助管理人员全面了解企业的能效水平，为企业节能降耗提供数据支持；
碳资产管理：确定核算边界-->确定排放源数据来源-->碳排放核算-->测算碳配额-->碳配额分解-->确定碳交易策略；
能源损耗：直观反映各级用能单位能源计量偏差和损耗，及时预防“跑冒滴漏” 现象；
生产产品单耗：对接ERP、MES、MIS等系统，从企业、车间、产线、班组、设备等维度的单位产品能耗/单位产值能耗进行统计分析；
设备运行能效展示：实时监测设备运行状态，远程控制指令发送，能耗和能效运行数据，异常报警；
空调控制：合理控制空调，达到节能、舒适、高效的目的；
光伏发电系统监控：电站运行监视：日、月、年发电量，发电量曲线图，逆变器状态；逆变器曲线分析：电压、电流、辐照度、温度、有功功率；光伏电站配电图；
电力监控：保障变电所安全、稳定、经济运行，解决运维难的问题，降低人力成本；
电能质量：改善用电质量，降低线损，提高设备用电效率，降低设备故障率；
四、 工厂能源改造方案有哪些核心硬件呢？
APM/AEM/AMC/DTSD/ADW电能计量及分析仪表：多种类型的电能计量仪表，支持嵌入式、导轨式安装，RS485、Lora、4G等数据上传模式。电能计量表计安装在主要配电节点、重点用能设备等处，综合能源管理平台实时采集用电数据，对用电数据进行逐时、逐日、逐月分析，并结合国家、行业标准，统计企业整体碳排放，为碳中和提供基础数据服务。企业用能总量数据和强度数据可上传至政府监管平台，满足政府碳排放监管要求。
ANet多串口智能网关：高性能通用型智能通信管理机，采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及多个上行网络接口，用于将一个目标区域内所有的智能监控/保护装置的通信数据整理汇总后，实时上传主站系统，完成遥信、遥测等能源数据采集功能。产品支持接收上级主站系统下达的命令，并转发给目标区域内的智能系列单元，完成对厂站内各开关设备的分、合闸远方控制或装置的参数整定，实现遥控和遥调功能，以达到远动输出调度命令的目标。
BM100系列信号隔离器：采用电磁隔离和光电隔离两种方式，将模拟信号和数字信号进行隔离输出。保障信号的稳定性和抗干扰能力。通过可靠的电路设计保证不同类型信号转换的精度和信号通道之间的独立性，在工业控制领域发挥着重要的作用。
ARD系列智能电动机保护器：低压电动机作为一种重要的末端动力设备，在工业、市政等领域发挥着不可替代的作用。因其较高的价格以及连续运行的工作特性，往往被期予更长的使用寿命。电动机保护器为低压电动机提供丰富的电参量测量以及完善的保护功能，可有效延长电动机的使用寿命。具备灵活的控制和逻辑可编程功能，满足现场复杂的控制逻辑。
智能照明：Acrel-Bus智能照明控制系统可实现照明灯具的远程集中控制、就近控制功能，并且可以和其他设备进行联动控制。
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