高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統研究

徐 衛

（鄭州大方軟件股份有限公司，河南 鄭州 450001）

本文所研究所涉及的技術包括兩個領域，分別為高載能企業能效評估、計算機技術，即建立一種綜合性較強的系統。人類的各項活動都需要能源作為支撐，其也是社會經濟發展的前提條件之一。傳統工業模式，盡管大大推動了經濟的快速發展，但是也伴隨著的生態環境被破壞、能源浪費較多的問題，這就導致了人類面臨著環境和能源的雙重壓力。目前，我國的能源供應嚴重不足，且能源需求量日益增長，為此開展節能環保的相關研究勢在必行。針對高耗能的企業而言，日常生產運營過程中會產生較大的能耗，所以開展節能的相關研究勢在必行。

1 技術研究內容

本論文研究的目的在于，針對上述問題，本文設計出一種高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統，以達到降低能耗、環保的目標。

本文研究所采用的技術方案為：開發一種高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統，最下層的是劃分模塊，主要功能是計算節能量以及評估能效，一般會由幾個模塊組成；第二層為封裝模塊，主要功能是封裝處理已劃分好的各個模塊；第三層是發布模塊，主要通過發布組件，構建組件庫以支持標注服務的功能；最上層是搭建模塊，主要功能是集成組件與平臺，由此建立起一個完整的評估系統。

劃分模塊具備評估能耗、計算節能量的能力，進一步細化可以分為：第一，基礎數據模塊，能夠將所有的能效數據從數據庫中調取出來，發送給其他模塊；第二，評估時間模塊，將評估標準和評估指標發送給對應的模塊；第三，節能量計算模塊，將一些共用性的節能計算方法集中起來。

2 技術內容解析

本研究設計的系統具體見圖1 所示，實現能源計算和評估能效，并拆分模型、方法與數據，通過封裝各個組件，使其彼此獨立，最終搭建一個組件庫；另外，在綜合集成平臺的基礎之上，設計出節能量與能效評估業務流程，運用搭建組件的途徑，建立高載能企業節能量計算以及能效綜合評估系統，并開展能耗評估和計算節能量作業，讓系統的拓展性、維護性和移植性均能達到設計目標的要求，最終實現降低能耗。[1]本次設計的高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統的核心模塊主要包括：劃分模塊、封裝模塊、發布模塊以及搭建模塊四個部分，針對四個模塊進行詳細說明。

圖1 該高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統的結構示意圖

2.1 劃分模塊

劃分模塊，劃分節能量計算及能效評估各個業務，由此獲得對應的小模塊，通常情況下，都會結合企業的實際需求，開發出對應的系統，不劃分應用模塊，僅僅是給出最終結果，沒有充分考慮到系統的可拓展性及可移植性。

目前常見的有九類劃分方式，具體如下文所述：

2.1.1 基礎數據

基礎數據是計算節能量、評估能耗的基本條件，基礎數模模塊能夠提取并處理各種類型的能耗數據，并將數據傳送給其他模塊。首先會從數據庫中提取出所需的數據，劃分基礎數據的目的是為避免其他模塊與數據庫直接對接；因為其直接與數據庫相連，一旦數據出現改動，那么這些模塊也會隨著發生改變，導致相應的工作量激增，另外此模塊的通用性較好，能夠設定相關的條件實現對數據的定向提取。

2.1.2 評估時間

評估時間模塊的功能給出評估的標準及指標，通過獨立劃分的方式能夠實現自由的選擇與修改時間，由此就可以獲得所需時間段的能效評估數據。

2.1.3 節能量計算

節能量的計算方法較多，其是較為獨立存在的，各個企業結合自身需求，能夠選擇對應的方法計算節能量，通過獨立劃分的方式能提高模塊的共用性，目前常見的節能計算類型主要有：產品節能量、產值節能量、技術措施節能量、企業結構節能量、單項能源節能量、節能率。

2.1.4 評估指標

作為能效評價尤為核心的一部分，對評估指標模塊中各個指標進行劃分，可以大大提高搭建模塊的靈活性。各個企業所用的指標不同，為此通過劃分各項指標，使得搭建模塊更加的靈活，并依據所用到的指標開展考核；此外，模塊的共用性也顯著提高，當企業新增指標時，僅僅開發這些新指標。評估指標主要有：用水重復利用率、燃料比；變壓器效率、變壓器負載率、電弧爐電極消耗、高爐休風率、發光效率、瓦斯灰數量及灰鐵比、爐渣數量及渣鐵比、電動機運行效率、電動機負載率等。

2.1.5 評估方法

能效評估方法也是非常關鍵的一項內容，能耗評估的整個過程，即采用各種評估方法來評估對應的結果，為此可以將各種評估方法進行劃分，獲得彼此獨立的模塊，在實際應用過程中，往往會用一種評估方法或者采取多種方法結合的措施。評估方法在各種企業都能適用，具有通用性。

2.1.6 評估指標權重

指標權重的設計直接決定了指標評估的結果，其尤為重要。該模塊的功能是對每一項評估指標的權重加以確定，通常會用到多種方法來實現權重的確定，通過封裝各種方法，大大提高權重確定的靈活性。

2.1.7 單項評估

單項評估，就是對每一項指標的評估結果展開分析，由此能夠反映出對應指標的節能潛力，在此基礎上能夠制定出對應的優化方案，單項評估具有通用性的特點。

2.1.8 綜合評估

綜合評價，即從全面的、總體的角度展開評估，利用該模塊能夠確定企的整體節能效果，其具有通用性的特點。

2.1.9 圖形展示

圖形展示模塊可以起到輔助能效評價的作用，其利用評價數據展示處圖形，圖形展示模塊也具有通用性的特點。

2.2 封裝模塊

封裝模塊采用了兩項技術，一項是WebService 技術，另一項是組件技術；運用面向服務的體系結構，對節能量計算及能效評估模塊進行封裝，由此獲得相對獨立的模塊，封裝技術的具體說明如下所述：

2.2.1 組件技術

組件技術，采取封裝技術將劃分號的應用模塊進行封裝，由此獲得對應組件；以綜合集成平臺為基礎構建能效評價系統，采用組件搭建來實現。組件封裝，從本質上而言是實現業務應用模塊的程序化。組件可以讓軟件的重用性得到顯著提升，通過封裝各項軟件，獲得對應組件，同時利用接口訪問組件。其有以下幾個顯著特征：較強的重用性和互操作，高拓展性，能即插即用。[2]

2.2.2 WebService 技術

WebService 屬于組件技術的一種，封裝數據用到了XML 格式，并用到WSDL 描述其功能。另外，Web Service 需要經過注冊后才能提供完備的服務。運用UDDI 實現，采用SOAP 協議實現組件之間數據交互。WebService 不管是在哪個平臺或者語言，其關聯性并不大，通過對位置和接口進行確定，就能夠調用對應的端口，并獲得返回值。盡管一些傳統的組件技術同樣可以遠程調用，然而其通信協議會存在防火墻的阻礙，無法實現數據信息的共享。加之不同企業所采用的規范也會不同，為此不具備通用性的特性。

2.2.3 搭建模塊

綜合集成平臺及組件庫中實現模塊的搭建，主要內容包括：制定能效評價業務組件、繪制能效評價業務流程圖、添加組件和運行系統。

3 結語

綜上，本文主要分析和設計了一種高載能企業節能量計算及能效綜合評估系統，大大提高了應用系統搭建的效率，并讓系統具備較好的擴展性、移植性，且易于后續的維護；基于開發的角度，設計的系統可以為企業的能耗評估、節能措施制定提供科學的依據。本文設計的系統各項功能均滿足不同企業的需求，能夠為企業快速搭建一個計算節能量和評估能耗的平臺，同時搭建的系統具有較好的拓展性和移植性。