港□企業能耗智能監控平臺

陳妍 王繼勇

目前，大部分港口企業在能耗管理方面仍采用人工抄電表、用加油本加油等初級的人工統計分析方式。這種方式存在能耗數據統計效率低、易出錯、耗時長，數據分析不夠深入和無法追溯，考核指標不準確等缺點，難以實現對碼頭能耗的科學統計、有效監測和系統分析，無法給管理者提供準確的決策依據。隨著能源資源的日趨緊張以及能源需求的日益增加，能源成本在港口企業生產成本中所占比例逐步上升，使得港口企業不得不從降低經營成本、提高綜合競爭力的角度出發，加強能源管理。為監控和分析港口企業生產作業過程中的能耗狀況，實現港口企業管理層對企業能耗趨勢和能源利用水平的分析及監控，提高能源管理水平和降低能源成本，有必要建立港口企業能耗智能監控平臺。天津港太平洋國際集裝箱碼頭有限公司（以下簡稱“太平洋國際碼頭”）研發的能耗智能監控平臺具有能耗數據實時采集和遠程傳輸、數據分析、節能分析、圖表顯示、報表管理、數據存儲等功能，有助于港口企業實現能源精細化管理。

1 能耗智能監控平臺結構

太平洋國際碼頭相關研發團隊自2015年底開始研發能耗智能監控平臺，其研發思路為：從碼頭實際情況出發，滿足碼頭能耗管理工作的需求，達到創新能源管理手段、提高能源利用效率的目的。基于上述思路，研發團隊設計出能耗智能監控平臺拓撲結構（見圖1）。

2 能耗智能監控平臺硬件系統

能耗智能監控平臺硬件系統包括智能電表和流量計等，其中，流動機械流量計共19個，高桿燈照明智能電表共80個，單體建筑智能電表共36個，場橋直流電表共46個，實現對碼頭主要能耗數據的全覆蓋。從實質上來講，能耗智能監控平臺是基于數據采集、傳感器、網絡、計算機等先進技術的現代化能源管理工具和平臺，其能耗數據監測覆蓋框架如圖2所示。

（1）岸橋電耗監測 每臺岸橋在35kV變電站內都有對應各自高壓開關柜的智能電表，智能電表的數據通過光纜傳送到平臺。

（2）場橋電耗監測 場橋電氣房內安裝有智能直流電表和數據采集器，由數據采集器（帶無線3G模塊）采集電量數據后通過3G網絡傳送至服務器。

（3）路燈和高桿燈電耗監測 每座路燈和高桿燈均裝有智能電表，電量數據通過高桿燈遠程智能控制系統中的光纖網絡傳送。

（4）冷藏集裝箱電耗監測 在冷藏集裝箱區域安裝交換機，冷藏集裝箱智能電表數據經交換機通過網線進行傳輸。

（5）單體建筑電耗監測 將所有單體建筑的電表更換為智能網口電表，并與網線連接，通過采集器采集數據后經以太網發送至服務器。

（6）流動機械及場橋油耗監測 在設備發動機的燃油管路上加裝液體流量傳感器，實現對流動機械柴油發動機的油耗監測。流量傳感器將柴油流量轉換成脈沖信號發送給車載終端顯示屏進行累計處理，得到發動機的實際油耗值。

3 能耗智能監控平臺軟件系統

能耗智能監控平臺具有采集、存儲、處理、統計、查詢和分析能耗數據的功能（見圖3），其中，能耗數據分析是平臺的關鍵功能，即通過對港口企業主要生產作業設備能耗數據的多維度分解，還原能耗實況，發現能耗短板，挖掘節能潛力。能耗智能監控平臺數據分析模塊見圖4。

3.1 船舶能耗分析

船舶能耗分析包括船舶單箱電耗分析、船舶每小時電耗分析、單船作業電耗占比分析等。船舶單箱電耗分析涉及船舶單箱電耗數據和每小時電耗數據，反映船舶作業效率和作業組織情況對能耗的影響。單船能耗分析涉及船舶裝卸過程中岸橋電耗及其占比。

3.2 岸橋能耗分析

岸橋能耗分析包括作業與非作業岸橋電耗分析。將岸橋的電耗分為作業電耗和非作業電耗，其中，作業電耗為有效電耗，非作業電耗包括待機電耗、維保電耗等。通過分析可見：若作業用電量占比高，則說明設備使用飽滿，能源被有效利用；若作業用電量占比低，則說明設備閑置，能源浪費嚴重。

3.3 場橋能耗分析

場橋能耗分析包括用油場橋作業箱量分析、場橋油耗占比分析等。場橋用油作業是造成能耗升高的重要因素，其油耗是重點監控指標。統計和分析用油場橋作業分布和作業箱量可為港口企業在能源管理中發現問題、制定改進措施提供依據。

3.4 高桿燈能耗分析

高桿燈能耗分析涉及單座高桿燈月度用電量分析、高桿燈月度最晚關燈時間分析、高桿燈用電量區間分布分析、高桿燈月度最長照明時長分析、堆場用電量分布分析等。將堆場按照不同的使用功能進行劃分，對每個功能區堆場范圍內的高桿燈用電量進行統計分析，從而為場地調整和高桿燈使用提供參考依據。

3.5 能耗考核分析

能耗考核分析涉及綜合能源單耗考核、岸橋單耗考核、場橋單耗考核、班組考核、人員考核等。綜合能源單耗是反映港口企業能耗的重要指標，也是反映港口企業能源管理水平的重要參數。對該數據進行跟蹤分析，有助于港口企業優化調整生產作業組織和工藝流程，實現節能降耗。

4 結束語

太平洋國際碼頭能耗智能監控平臺投入應用后收到顯著效果：強化了對碼頭設備能耗的現代化管理，促使能源使用效率提升和能源費用降低，大大節省生產成本；通過對平臺收集的能耗數據與生產數據的結合分析，發掘設備能耗的合理性和有效性，從而有針對性地進行節能改造；通過分析平臺數據，制定切實可行的能耗考核指標和節能目標，實現對各部門、各崗位人員的能耗考核。總之，能耗智能監控平臺的應用有助于推動港口企業的節能管理和能耗考核工作，使港口企業能源管理工作向數據化、智能化方向邁進。