基于能源管理系統的能耗評價分析

摘 要：評價分析基于MES平臺建設的能源管理系統，通過對能流模塊的能源運行和能源統計的儀表計量、節(jié)點計量、管網平衡和指標核算數據進行綜合分析，并以圖形、圖表等多種方式展示出來，使管理層能通過能耗的評價分析數據，為節(jié)能降本指導經營決策提供數據支撐。

關鍵詞：評價分析;能源管理;管網平衡;指標核算

1 評價分析建設背景

隨著我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了很大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，國家對節(jié)能減排工作高度重視。在嚴峻的形勢面前，單純地采用局部改進措施已近極限，只有改變工作思路，從整體上進行系統性節(jié)能才是實現節(jié)能減排目標的唯一出路。自2012年2018年，各石化企業(yè)能源管理中心建設工作已基本完成，但缺少必要的數據分析使管理者無法從總體上掌握公司級和作業(yè)部級綜合數據，進而影響經營決策。亟需開發(fā)必要的分析功能，在原有能流模塊的基礎上實施了能流評價分析模塊，使管理者分類掌握公司綜合能耗情況。

2 評價分析概述

評價分析模塊是基于MES平臺搭建的統一能源管理工廠模型以及產能、用能計劃模型的基礎上，以“說得清”、“管得住”、“省得下”為能源管理最終的目標，以企業(yè)的板塊、工廠、裝置為空間視角，日、旬、月為時間視角，原始量、確認量、平衡量、平衡確認量、平衡再確認量的五個數據版本為數據視角，實現對天津石化能源日產耗數據、能源計量儀表情況、能源關鍵指標、主要管網損失情況等進行預警、展示、綜合分析，為各級能源管理用戶的事前預測、事中分析、事后追蹤，提供統一、多視角決策和分析綜合視圖。

3 評價分析功能

評價分析模塊主要基于能流模塊的能源儀表計量、能源管網平衡、能源指標核算等數據實現能流數據的綜合分析，主要包括產耗分析、計量儀表分析、差異分析、能源指標分析等4大功能。

2.1能源產耗分析

產耗分析界面以板塊、工廠和裝置為空間視角，以日為時間粒度，分析各核算單元、各類能源介質的外購、自產、消耗、轉供、自產、自用、外售等的趨勢信息。分析時，采用與計劃、與歷史兩類分析方法，一方面，以計劃值為標桿，分析每日能源產、耗進度與計劃進度比對一致性情況，突顯實際與計劃的超、欠幅度;另一方面，利用30日的歷史數據，以動態(tài)聯動的方式，快速發(fā)現存在的生產異常波動和與之關聯的信息。在業(yè)務操作上，能源產耗分析提供多種分析模式操作分析模式。

2.1.1橫向分析（圖形展示）：

指定日期30天內指定區(qū)域的指定介質供、產、轉、輸、耗各類數據的趨勢分析;了解指定區(qū)域指定介質的產耗趨勢，從大處著眼，發(fā)現異常點，對區(qū)域產耗情況進行監(jiān)控。

2.1.2縱線分析（KPI和表格）：

指定區(qū)域、日期、介質的數據明細分析，跟計劃值的比較，月累計、完成率、超欠值數據等;了解指定區(qū)域指定介質的產耗細節(jié)，從小處著手，發(fā)現具體異常數據，為后續(xù)分析提供方向。

2.1.3 通過趨勢圖能夠了解指定區(qū)域的介質產耗之間的趨勢關系，吻合度越高證明損失量越少。趨勢圖上可以通過圖例選擇需要顯示的曲線類型，通過點擊KPI在列表中顯示當前區(qū)域及其下屬區(qū)域的相應類型的指標數據

2.1.4支持對四版數據（原始量、確認量、平衡量、平衡確認量）的分析，從而可以看出每版數據的修正差異。

2.2能源計量分析

計量分析界面展示的是每天公司儀表的快照情況，橫向上可以了解儀表新增情況，縱向上可以了解各級區(qū)域的儀表分布情況。計量分析重點從企業(yè)的儀表概況、數采率、數采有效率、預計準確率、儀表計量改進等五個方面來展示。

2.2.1“總表數”（默認），通過堆積圖展示指定區(qū)域及其下一級區(qū)域的儀表總數及儀表總數構成中實表和虛表的比例，從而能夠了解指定區(qū)域下各區(qū)域的儀表計量條件差異.

2.2.2“總數采率”，通過柱狀圖按照由高到低的順序展示指定區(qū)域下一級區(qū)域的儀表數采率排名，從而能夠了解指定區(qū)域下各區(qū)域的儀表可數采情況。

2.2.3“有效率”，通過柱狀圖展示指定區(qū)域下一級區(qū)域的儀表數采數據有效率，有效率即指數據從儀表采集上來以后沒有被修改的儀表數量占總可數采儀表的比例，從而能夠了解指定區(qū)域下各區(qū)域的儀表數采可用性和可靠性。

2.2.4“預計值總數”，通過堆積圖展示指定區(qū)域下一級區(qū)域的儀表預計值的情況（修改和未修改），從而了解用戶根據經驗指定的預計值的可用性和可靠性。

2.2.5“增加表數”，通過堆積圖展示指定區(qū)域下一級區(qū)域的儀表新增的情況（新增總數、新增實表數、新增虛表數、新增數采數），從而了解公司儀表改善情況。

2.3能源差異分析

能源差異分析以典型能源管網為主要分析對象，以日、旬、月三類時間粒度，以“既要整體也要細節(jié)”的思路進行展示。主要從整體和細節(jié)兩個角度去分析：在整體方面，對介質管網的整體的損失量、總進量、總出量、昨日損失量進行歷史趨勢分析，突顯管網整體的損失變化情況;在細節(jié)方面，又分為兩個維度去分析，一方面以數據自身歷史值為樣本，采用方差統計，突顯出數據在一定時間段內的異變;另一方面，以當期原始量、平衡確認量兩大數據版本計算其差異率，突顯其人為對計量數據干預的偏離信息。同時，把整個介質管網損失與各節(jié)點數據放在同一圖例顯示，高亮其變化規(guī)律。目前已根據生產管理部要求，針對電及蒸汽進行損失顯現化分析。

2.4能源指標評價

一是以能源工廠模型中裝置的單位綜合能耗指標為分析對象，以日、旬、月為時間視角，以原始量、確認量、平衡量、平衡確認量、平衡確認量的5大數據版本為數據視角，與達標值為參照標桿進行對比和分析，對其關鍵影響因素單耗、產品產量、工藝因素進行跟蹤和分析，并實現各裝置的單位綜合能耗的達標情況展示。

二是以歷史值為參照，對每個裝置下消耗的水、電、氣、風和燃料的單耗趨勢進行分析，用標準差來測度統計數據的差異程度求出單耗的波動率，對數據波動大的數據進行聚焦，再對其進行分析，查找問題。

4 評價分析應用效果

3.1 產耗分析界面幫助企業(yè)能源管理人員對板塊、廠、裝置的能源產、供、耗、購、消的信息進行多視角、多維度的趨勢分析，使能源管理人員及時跟蹤了解能源的詳細使用信息，快速定位異常波動和問題。

3.2 計量分析從管理層面對企業(yè)及各廠能源儀表進行全面的掌控，對工廠模型中儀表情況進行統計分析，從而得到各個區(qū)域各個介質的儀表計量整體情況，同時為儀表的改善提供了指導方向。

3.3 差異分析以管網為視角分析損失點及不平衡量等基礎原因，明晰損失介質及其量的分布。在損失與不平衡量統計的基礎上，把損失及不平衡量進行顯現化，并對重點損失區(qū)域進行分析，使管理者快速找出造成損失的原因。

3.4 能源指標通過與自身對比及設定的達標值對比，明確自身與業(yè)界的差距，從而指明了工作的總體方向。通過與自身相比較，不斷超越自我，從而能更有效地推動企業(yè)向業(yè)界最好水平靠齊。

5 結論

基于MES平臺的評價分析模塊，以能源管理能源運行的儀表數據和能源統計的節(jié)點、管網、單元和指標核算數據為基礎，實現企業(yè)主要能耗數據的綜合分析，從而為企業(yè)能耗“說得清、管得住、省得下”提供了數據支撐。

作者簡介：

郭科躍，1980年1月25日，女，漢，天津大港人，本科，高級工程師，就職于天津石化公司信息檔案管理中心，研究方向為信息系統的建設實施、技術支持與深化應用.