燃氣企業能源管控信息系統設計與應用

文/葛楠

目前最為高效燃燒、污染性低的低碳能源就是天然氣。作為目前國際使用范圍最廣的低碳能源，天然氣可以與其他可再生能源形成排放互補。天然氣的污染物排放量遠遠低于汽油等燃料，且不易形成積碳，不會造成機械磨損，因此可以廣泛應用于多種行業。隨著其使用范圍的增加對能源的利用及管控成為了該領域亟待解決的問題。使用傳統方法設計的能源管控系統，大部分都是通過調整能量分配來保持系統的功率平衡。從而實現對燃氣企業能源管控的信息化處理。但是該方法存在耗時長、系統運行耗能大的問題。提出并設計一種新型燃氣企業能源管控信息系統。

1 燃氣企業能源管控信息系統設計原則

系統設計過程中，必須要遵守以下設計原則：

先進性：系統的整體結構設計與技術應用要使用目前最前沿的設計技術與開發技術，確保所設計的能源信息管控系統具有最先進的技術；

實用性：所設計的能源管控系統要選取最合適的配件，以保證在整個系統的運行過程中一直保持穩定的狀態，并且降低系統的運行成本；

便捷性：所設計的系統要具有清晰的管理、操作流程，便于系統用戶與管理人員在使用系統時更加便捷；

開放性：在設計系統時還要考慮企業投資者的利益問題，并保障企業內部運行更加協調，因此設計的系統需要滿足開放性，并符合國際與工業的執行標準；

可擴展性：系統架構應注意具有一定的靈活性，當使用者對系統的需求不斷提升時，系統的功能需要不斷的完善，因此系統需要具備一定的可擴展性。

2 能源管控信息系統設計

圖1：系統運行能耗對比結構圖

2.1 硬件設計

為了滿足系統對靈活性、可擴展性等原則的需求，本文在設計能源管控系統時，首先構建能源管控的基礎平臺，然后以該平臺為基礎設計燃氣企業能源管控信息系統的硬件組成模塊，主要由企業設備工藝運行狀態監控模塊、實時能耗分析查詢模塊、企業能源管控模塊、能源信息整理模塊、生產調度管理模塊、生產計劃管理模塊組成。

在系統設計過程中，能源管理模塊及企業能源管控模塊尤為重要。企業能源管控模塊的核心是企業能源管理中心綜合集成平臺，即企業級數據庫。包括基礎能源管理系統和能源平衡、優化調度系統兩部分。基礎能源管理系統主要負責能源在線計量和能源質量監測；能源平衡、優化調度系統主要負責能源自動化調節和能源預測、能源分析、能源調度等功能的實現。

企業能源管理中心綜合集成平臺的有效實施，需要以龐大的數據庫為依托，為此選取SCADA應用實時數據庫，以保障基礎能源管理系統與能源平衡優化調度系統的有效運轉。該數據庫可有效管理各項能源數據，建立科學合理的數理邏輯，能夠高效、可靠、同步的實現功能性操作。并可兼顧電子稱重計量系統和其他能耗數據、生產數據的整理。達到配電回路智能表計和智能水表、智能控制。

2.2 軟件設計

為了增加燃氣企業能源管控信息系統的有效性，在進行軟件設計過程中，引入算術平均濾波技術，增加能源計算偏差及偏差變化量，增加能源管控信息準確度。

能源管控信息系統要求有精準的參數設定，以實現周期性采樣功能，將采集到的樣本進行檢測，并與檢測參數對比，經5次此類操作，確定能源信息樣本是否合格，經算數平均濾波計算，提高偏差計算及變差變化量的準確定，輸出能源管控信號，經判定管控信息準確與否，確定是否結束，從而實現輸出信號的有效控制。

3 實驗分析

為了驗證系統的有效性，實驗采用傳統系統與本文系統，以準確率為基準，進行對比實驗驗證，結果如圖1所示。

由圖1可知，在運行次數固定的情況下，以準確度為指標時，采用傳統系統時，其準確率約為30.8%，采用本文系統時，其系統運行準確率約為65%，較傳統系統運行準確率提高了34.2%，準確率較高，具有一定的優勢。

4 結論

針對傳統信息系統存在耗時長、系統運行耗能大的問題。提出并設計一種新型燃氣企業能源管控信息系統，并進行了實驗分析。實驗結果表明，采用改進系統可有效對能源進行管控，且能耗較低，具有一定的優勢。