舜通智能能源管理系统

1　概述

近年来，随着我国工业产业的蓬勃发展，工厂已经成为全社会的能耗与排放大户，建设节约化工厂的呼声日益强烈。国家高度重视企业能源管理建设，先后发布了《关于建设节约型工厂的通知》、《关于开展节能减排工厂行动的通知》等文件，对工厂建设起到了重要的指导和推动作用。

武汉舜通智能科技有限公司通过自主研发，是在智能电网用户侧的电力监控、EMS能源管理、用电管理解决方案的整体方案供应商，可以为工厂智能、 绿色、节能、安全、提供智能配电系统、用电管理、能源管理、建筑能耗分析系统等产品和服务。

2　系统特点

QTouch能源管理系统主要特点如下：

1)对工厂建筑的用电、设备运行状态等，实现在线监测，工厂智能化管理；

2)自主研发的智能数据采集器，通过RS485，无线Zegbee、无线GPRS等通讯方式对电表、水表、气表、PLC等智能设备实现数据采集；

3)智能数据采集器具有采集时间灵活设定，具有internet/无线3G传输机制，能够实现断点续传，确保数据在30天断线的情况下，数据有效本地存储，在上线后续传；

4)为节约化智能化工厂建立统一的能耗和设备监控管理平台，实现对单位建筑，关键设备能耗统计分析和管理，实现对能耗的分类分项统计；对关键设备运行状态进行实时监测，并形成报表，利于智能管理；

5)通过能耗数据分析，发现能耗黑洞；

6)为节能改造指明方向，并验证节能效果；

7)横向比较相同类型建筑的能耗数据，通过能耗公示鼓励先进、督促落后；

8)数据传输采用MD5认证算法以及AES加密算法，保证信息传输的可靠性、保密性。

3　系统结构

系统根据具体的工程情况来组网，采用分层分布式结构。

根据项目规模的大小，可以灵活选择通讯介质和组网方式。当设备比较集中时，通讯介质通常采用屏蔽双绞线和五类八芯屏蔽电缆；当系统设备比较分散时，可采用光纤作为通讯介质，组网方式可以采用光纤环网或者光纤星型网；如果设备较少而且非常分散，可以采用无线通讯设备组网。

系统拓扑图如图1所示：

图1 能源管理系统拓扑图

1）数据采集层：采用由武汉舜通智能公司生产的smartDAQ安装在现场的智能数据采集器/变送器，采集器主要为电力采集模块、智能远传水表、智能远传气表三种。

电力采集模块采集电压、电流、有功、无功、谐波、电量等参数；智能远传水表采集瞬时流量及累计用水量；智能远传气表采集瞬时气流量及累计用气量。根据现场条件和系统应用的要求，变压器高压侧参数采集取自用户的变电站后台系统。

2）数据传输网络：现场采用RS-485总线，将区域内的电力采集模块连接至相对的数据集中器；各数据集中器通过用户局域网连接至中央服务器。部分实际情况不理想的区域，灵活选用电话网络、电力线载波、GPRS/CDMA、无线网桥等多种方式。

3）能效系统软件：完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用权限分级控制等；并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。

3.1　软件实现原理

武汉舜通智能科技有限公司通过自主研发，在系统软件设计上具有独到之处，自主研发的QTouch组态软件对采集层的硬件提供了软件支撑，采集层和通讯层具有丰富的通讯规约库，不仅快而且强大，能够快速实现对智能电表的数据采集，分类分项，完整性转换，远程传输，断点续传等特点。

软件系统实现原理如下图2所示：

图2 软件系统实现原理图

3.2　EMS能源管理系统功能

QT-EMS能源管理系统针对不同行业具有不同的特点，采用模块化设计原则，在业务结构上与企业充分沟通，建立符合企业需要的能源管理系统，为企业用好能源管理系统做服务，因而在功能结构上分三层模块，系统功能如下图3所示：

4　系统功能

能耗平台主页面

图4系统能耗平台主页图

概要显示当前主要设备的用能情况，掌握用能趋势。实时动态监测企业当前用电功率。通过设置每日用能的计划值，实现用能的定额管理，并与实际用能进行对比，对可能出现的用能突增进行预警。将各类用能折算为标准煤，全局掌握企业用能情况。

4.2　用能实时监测

通过对企业各个环节的用能监测，掌握用能数据，以表格和棒图的形式进行提现，达到对企业各个环节用能数据的掌握。

棒图表现形式：

4.3　报表服务

QTouch能源管理系统，提供丰富的报表服务功能，便于用户查询企业环节的用能数据，并以表格或棒图的形式展现出来。

图6能耗报表图

按需定制的各类报表，包括分户能耗、设备能耗、数据集抄等，并可将数据导出到Excel等电子文件，方便日常管理工作。

4.4　B/S访问接口

系统提供C/S和B/S两种访问模式，C/S访问模式客户端响应速度快，充分发挥客户端PC的处理能力，减轻服务器的压力。B/S访问模式不需要安装客户端，任何地方只要有一台可以上网的电脑即可访问服务器，做到了真正的跨网络、跨平台访问。

4.5　系统灵活扩展

系统可根据企业实际用能情况，灵活配置用能类型、用能结构、用能设备、用能区域、监测参量等基本信息，对系统上线后发生的用能回路、用能设备的增加亦只需进行配置即可。系统可以通过互联网接入单个或多个单位的用能情况，进行集中管理。

4.6　集团式能耗管理模式

系统将归属同一集团、同一区域的单位的GPS坐标标注在电子地图上，鼠标停靠在坐标上可显示该企业的能耗概况，双击图标后可显示企业用能的详细情况，方便集团公司对下属分公司、门店进行集中管控。

4.7　远程集抄

将分散分布的能源监测计量表具通过能源管理系统连接在一起，各表数据采集时间偏差十分微小，大大减轻人工抄表的工作量，实现“能耗信息采集自动化、数据传输网络化、管理数字量化、决策科学化”的目标。

图7远程抄表

4.8　电能质量管理

通过与电能管理系统的数据接口，可将电能管理中的数据引入到能耗系统中进行分析，包括三相电流、三相电压、功率、功率因素、谐波等。

4.9　分项能耗分析

将各类能源监测数据（水、电、气）接入到一套能耗监测系统中，改变原来多头管理的局面，清晰的掌握企业能耗的构成，避免能耗改造过程中降低某一类能耗的同时增加了其他类能耗的支出。

4.10　用能分时段统计

将企业用能按照尖、峰、平、谷（时间段可灵活设置，时间段设置可扩展）划分，找到企业用能在时间段上的不合理之处，也可作为企业能耗复费率计算的依据。同时，系统可以统计任意时间期间的能耗，并进行逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年汇总。

4.11　多维度用能分析

判断一个能耗的高低，不应仅仅看总量，还应将能耗数据同建筑面积、员工人数、商场客流量、产量、销售额、环境温度等其他参数进行综合比较，系统可以根据需要建立不同的能耗分析模型，从而更加科学、更加准确的判断建筑能耗的高低。