基于能源管理系統(tǒng)的能耗評價分析

摘 要：評價分析基于MES平臺建設(shè)的能源管理系統(tǒng)，通過對能流模塊的能源運(yùn)行和能源統(tǒng)計(jì)的儀表計(jì)量、節(jié)點(diǎn)計(jì)量、管網(wǎng)平衡和指標(biāo)核算數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)，為節(jié)能降本指導(dǎo)經(jīng)營決策提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：評價分析;能源管理;管網(wǎng)平衡;指標(biāo)核算

1 評價分析建設(shè)背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了很大的資源和環(huán)境代價，經(jīng)濟(jì)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(yán)峻的形勢面前，單純地采用局部改進(jìn)措施已近極限，只有改變工作思路，從整體上進(jìn)行系統(tǒng)性節(jié)能才是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的唯一出路。自2012年2018年，各石化企業(yè)能源管理中心建設(shè)工作已基本完成，但缺少必要的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，進(jìn)而影響經(jīng)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(chǔ)上實(shí)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(tǒng)一能源管理工廠模型以及產(chǎn)能、用能計(jì)劃模型的基礎(chǔ)上，以“說得清”、“管得住”、“省得下”為能源管理最終的目標(biāo)，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(rèn)量、平衡量、平衡確認(rèn)量、平衡再確認(rèn)量的五個數(shù)據(jù)版本為數(shù)據(jù)視角，實(shí)現(xiàn)對天津石化能源日產(chǎn)耗數(shù)據(jù)、能源計(jì)量儀表情況、能源關(guān)鍵指標(biāo)、主要管網(wǎng)損失情況等進(jìn)行預(yù)警、展示、綜合分析，為各級能源管理用戶的事前預(yù)測、事中分析、事后追蹤，提供統(tǒng)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(jì)量、能源管網(wǎng)平衡、能源指標(biāo)核算等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)能流數(shù)據(jù)的綜合分析，主要包括產(chǎn)耗分析、計(jì)量儀表分析、差異分析、能源指標(biāo)分析等4大功能。

2.1能源產(chǎn)耗分析

產(chǎn)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(zhì)的外購、自產(chǎn)、消耗、轉(zhuǎn)供、自產(chǎn)、自用、外售等的趨勢信息。分析時，采用與計(jì)劃、與歷史兩類分析方法，一方面，以計(jì)劃值為標(biāo)桿，分析每日能源產(chǎn)、耗進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度比對一致性情況，突顯實(shí)際與計(jì)劃的超、欠幅度;另一方面，利用30日的歷史數(shù)據(jù)，以動態(tài)聯(lián)動的方式，快速發(fā)現(xiàn)存在的生產(chǎn)異常波動和與之關(guān)聯(lián)的信息。在業(yè)務(wù)操作上，能源產(chǎn)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(nèi)指定區(qū)域的指定介質(zhì)供、產(chǎn)、轉(zhuǎn)、輸、耗各類數(shù)據(jù)的趨勢分析;了解指定區(qū)域指定介質(zhì)的產(chǎn)耗趨勢，從大處著眼，發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，對區(qū)域產(chǎn)耗情況進(jìn)行監(jiān)控。

2.1.2縱線分析（KPI和表格）：

指定區(qū)域、日期、介質(zhì)的數(shù)據(jù)明細(xì)分析，跟計(jì)劃值的比較，月累計(jì)、完成率、超欠值數(shù)據(jù)等;了解指定區(qū)域指定介質(zhì)的產(chǎn)耗細(xì)節(jié)，從小處著手，發(fā)現(xiàn)具體異常數(shù)據(jù)，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(zhì)產(chǎn)耗之間的趨勢關(guān)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(diǎn)擊KPI在列表中顯示當(dāng)前區(qū)域及其下屬區(qū)域的相應(yīng)類型的指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.1.4支持對四版數(shù)據(jù)（原始量、確認(rèn)量、平衡量、平衡確認(rèn)量）的分析，從而可以看出每版數(shù)據(jù)的修正差異。

2.2能源計(jì)量分析

計(jì)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(jì)量分析重點(diǎn)從企業(yè)的儀表概況、數(shù)采率、數(shù)采有效率、預(yù)計(jì)準(zhǔn)確率、儀表計(jì)量改進(jìn)等五個方面來展示。

2.2.1“總表數(shù)”（默認(rèn)），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(shù)及儀表總數(shù)構(gòu)成中實(shí)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(jì)量條件差異.

2.2.2“總數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)采數(shù)據(jù)有效率，有效率即指數(shù)據(jù)從儀表采集上來以后沒有被修改的儀表數(shù)量占總可數(shù)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(shù)采可用性和可靠性。

2.2.4“預(yù)計(jì)值總數(shù)”，通過堆積圖展示指定區(qū)域下一級區(qū)域的儀表預(yù)計(jì)值的情況（修改和未修改），從而了解用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)指定的預(yù)計(jì)值的可用性和可靠性。

2.2.5“增加表數(shù)”，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(shù)、新增實(shí)表數(shù)、新增虛表數(shù)、新增數(shù)采數(shù)），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(wǎng)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(xì)節(jié)”的思路進(jìn)行展示。主要從整體和細(xì)節(jié)兩個角度去分析：在整體方面，對介質(zhì)管網(wǎng)的整體的損失量、總進(jìn)量、總出量、昨日損失量進(jìn)行歷史趨勢分析，突顯管網(wǎng)整體的損失變化情況;在細(xì)節(jié)方面，又分為兩個維度去分析，一方面以數(shù)據(jù)自身歷史值為樣本，采用方差統(tǒng)計(jì)，突顯出數(shù)據(jù)在一定時間段內(nèi)的異變;另一方面，以當(dāng)期原始量、平衡確認(rèn)量兩大數(shù)據(jù)版本計(jì)算其差異率，突顯其人為對計(jì)量數(shù)據(jù)干預(yù)的偏離信息。同時，把整個介質(zhì)管網(wǎng)損失與各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)放在同一圖例顯示，高亮其變化規(guī)律。目前已根據(jù)生產(chǎn)管理部要求，針對電及蒸汽進(jìn)行損失顯現(xiàn)化分析。

2.4能源指標(biāo)評價

一是以能源工廠模型中裝置的單位綜合能耗指標(biāo)為分析對象，以日、旬、月為時間視角，以原始量、確認(rèn)量、平衡量、平衡確認(rèn)量、平衡確認(rèn)量的5大數(shù)據(jù)版本為數(shù)據(jù)視角，與達(dá)標(biāo)值為參照標(biāo)桿進(jìn)行對比和分析，對其關(guān)鍵影響因素單耗、產(chǎn)品產(chǎn)量、工藝因素進(jìn)行跟蹤和分析，并實(shí)現(xiàn)各裝置的單位綜合能耗的達(dá)標(biāo)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(fēng)和燃料的單耗趨勢進(jìn)行分析，用標(biāo)準(zhǔn)差來測度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差異程度求出單耗的波動率，對數(shù)據(jù)波動大的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚焦，再對其進(jìn)行分析，查找問題。

4 評價分析應(yīng)用效果

3.1 產(chǎn)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(chǎn)、供、耗、購、消的信息進(jìn)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(xì)使用信息，快速定位異常波動和問題。

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

3.3 差異分析以管網(wǎng)為視角分析損失點(diǎn)及不平衡量等基礎(chǔ)原因，明晰損失介質(zhì)及其量的分布。在損失與不平衡量統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，把損失及不平衡量進(jìn)行顯現(xiàn)化，并對重點(diǎn)損失區(qū)域進(jìn)行分析，使管理者快速找出造成損失的原因。

3.4 能源指標(biāo)通過與自身對比及設(shè)定的達(dá)標(biāo)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(jié)論

基于MES平臺的評價分析模塊，以能源管理能源運(yùn)行的儀表數(shù)據(jù)和能源統(tǒng)計(jì)的節(jié)點(diǎn)、管網(wǎng)、單元和指標(biāo)核算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)主要能耗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)的建設(shè)實(shí)施、技術(shù)支持與深化應(yīng)用.