Tóm tắt:Quản lý năng lượng là phương tiện cần thiết để các khu công nghiệp thực hiện tiết kiệm năng lượng tổng thể và giảm phát thải. Sử dụng Khu công nghiệp thiết bị nặng Thượng Hải Electric Linking làm đối tượng, sử dụng công nghệ thông tin tốt hơn, nền tảng kiểm soát năng lượng thông minh từ cung cấp năng lượng công viên đến sử dụng năng lượng cuối của doanh nghiệp đã được thiết lập. Trong khi thực hiện giám sát và thống kê trực tuyến dữ liệu năng lượng, công nghệ điều phối tối ưu hóa sản xuất doanh nghiệp và cơ chế phối hợp cung cấp năng lượng công viên đã được giới thiệu.

Từ khóa:Khu công nghiệp; Kiểm soát năng lượng; Công nghệ thông tin; Tiết kiệm năng lượng

Từ khi bước vào thế kỷ 21 đến nay, công nghiệp hóa và xây dựng đô thị hóa của nước ta tăng tốc, khu công nghiệp hưng thịnh như măng mọc sau mưa. Hiện nay, xây dựng và phát triển khu công nghiệp Trung Quốc đã trải qua quá trình phát triển từ không đến có, từ nhỏ đến lớn, từ chức năng đơn lẻ đến đa nguyên hóa, từ phân tán đến tập trung, phát huy vai trò ngày càng quan trọng trong thúc đẩy phát triển kinh tế quốc dân. Do tình trạng khan hiếm năng lượng và ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải cũng trở thành một trong những điểm chính trong xây dựng và phát triển các khu công nghiệp.

Do có rất nhiều doanh nghiệp trong các khu công nghiệp và các khu công nghiệp thường có hệ thống cung cấp sản xuất năng lượng độc lập, tiết kiệm năng lượng hệ thống của họ không phải là hệ thống sản xuất năng lượng duy nhất, hệ thống phân phối năng lượng hoặc hệ thống sử dụng năng lượng tiết kiệm năng lượng, mà là toàn bộ quá trình từ sản xuất năng lượng đến ứng dụng thiết bị đầu cuối. Để làm được điều này, cần phải dựa trên việc giám sát thông tin năng lượng của toàn bộ khu công nghiệp, xây dựng nền tảng giám sát năng lượng của khu công nghiệp dựa trên IoT công nghiệp, tiến hành phân tích chẩn đoán dữ liệu và sử dụng công nghệ tối ưu hóa để đạt được quản lý tiết kiệm năng lượng. Bài báo 30 của Bộ Công Thương [2014] cũng tuyên bố rằng "bằng cách xây dựng hệ thống thông tin dữ liệu tiêu thụ năng lượng, sử dụng giám sát trực tuyến, chẩn đoán năng lượng và các phân tích khác" để nâng cao năng lực cho các nỗ lực giám sát tiết kiệm năng lượng.

1 Tình hình quản lý năng lượng tại các khu công nghiệp trong nước

Từ cấp độ quản lý năng lượng, sự phát triển của quản lý năng lượng đã trải qua 3 giai đoạn sau:

(1) Quản lý năng lượng thô chỉ có tổng số dữ liệu tiêu thụ năng lượng (hóa đơn hàng tháng, hóa đơn hàng năm); Không có kiến thức về dữ liệu tiêu thụ năng lượng của quy trình và cơ sở vật chất; Thiếu cơ chế quản lý năng lượng hiệu quả

b) Quản lý năng lượng cơ bản có sắp xếp nhân viên đọc bảng thủ công và tổng hợp, lập bảng dữ liệu đọc bảng; Có hệ thống đọc đồng hồ và phát hiện điện đơn giản; Thiếu thống kê, đối chiếu và phân tích lượng dữ liệu khổng lồ.

(3) Phân tích và đối chiếu dữ liệu tiêu thụ năng lượng của hệ thống quản lý năng lượng; Chia sẻ mức tiêu thụ năng lượng, chi phí tiêu thụ năng lượng; Tạo ra các chỉ số tiêu thụ năng lượng quan trọng khác nhau; Quản lý theo yêu cầu dựa trên dữ liệu phân tích của hệ thống; Sử dụng hệ thống quản lý năng lượng để phát hiện chất thải; Sử dụng hệ thống năng lượng để đánh giá hiệu suất.

Hiện nay, quản lý năng lượng trong các khu công nghiệp trong nước nằm giữa giai đoạn 2 và 3: có thống kê cơ bản về dữ liệu đồng hồ nhiệt, một số doanh nghiệp có thống kê phân loại tiêu thụ năng lượng đơn giản, thống kê chia sẻ tiêu thụ năng lượng và phân tích các chỉ số đơn giản khác. Nhưng vấn đề tồn tại chủ yếu là: một là mức độ thông tin hóa yếu, không thực hiện chức năng sao chép tự động, lưu trữ ghi chép tự động, tạo báo cáo tự động; Hai là, số liệu thống kê không chi tiết, không có thống kê phân loại chi tiết, hợp lý về lượng dữ liệu lớn; Thứ ba, phân tích dữ liệu không kịp thời, không phân tích dữ liệu, không đưa ra các chỉ số cốt lõi liên quan đến sản xuất, chỉ xem xét trong thống kê hàng năm; Thứ tư, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải không có hiệu quả, không sử dụng phân tích dữ liệu để tư vấn cho doanh nghiệp về tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải; Năm là, khu vườn và doanh nghiệp liên kết quản lý không chặt chẽ.

2 Thiết kế dự án

Bài viết này sử dụng khu công nghiệp thiết bị nặng Shanghai Electric Linking làm đối tượng, với hệ thống dịch vụ năng lượng thông minh làm cốt lõi, kết hợp thiết bị đầu cuối thượng nguồn của sản xuất năng lượng với thiết bị đầu cuối hạ nguồn của tiêu thụ năng lượng một cách hữu cơ thông qua Internet of Things công nghiệp để xây dựng nền tảng kiểm soát năng lượng thông minh của khu công viên, như được hiển thị trong hình. Nền tảng này bao gồm nhiều yếu tố như sản xuất, vận chuyển, phân phối, dịch vụ và người dùng năng lượng, dựa trên thiết bị sản xuất và quy trình công nghệ, được hỗ trợ bởi quy trình quản lý khoa học, phân tích thông tin thông minh và mô-đun quyết định như một phương tiện, thực hiện kiểm soát tập trung và phản ứng nhanh chóng trong sản xuất năng lượng, vận chuyển và điều phối, thiết lập hệ thống kiểm soát năng lượng vòng kín, nhận ra sự tương tác tối ưu giữa cung cấp năng lượng và tiêu thụ năng lượng, do đó cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị, giảm tiêu thụ năng lượng của đơn vị sản lượng trong khu vực rộng và nhận ra hệ thống tiết kiệm năng lượng từ sản xuất năng lượng đến sử dụng thiết bị đầu cuối.

Nền tảng hỗ trợ thông tin là nền tảng của nền tảng kiểm soát năng lượng thông minh. Nó sử dụng các sản phẩm cổng công nghiệp tích hợp công nghệ chuyển đổi đa giao thức. Thông qua các thiết bị đo đạc tại chỗ, cảm biến, bộ truyền động và hệ thống điều khiển công nghiệp, v.v., để thu thập thông tin về tất cả các loại dữ liệu và truyền đến trung tâm dữ liệu thông qua mạng công viên; Trung tâm dữ liệu cung cấp một lượng lớn dữ liệu không đồng nhất lưu trữ, khai thác và các công nghệ khác, cung cấp bảo đảm dữ liệu cho các hệ thống ứng dụng khác nhau của trung tâm kiểm soát năng lượng thông minh; Ở cấp độ ứng dụng sản xuất, hoàn thành kiểm soát năng lượng và các dịch vụ liên quan dựa trên thông tin dữ liệu và phục vụ tất cả các loại người dùng thông qua giao diện cuối. Cấu trúc thông tin của Trung tâm Quản lý Năng lượng Thông minh được thể hiện trong Hình 2.

3 Hệ thống phần mềm quản lý năng lượng

Cân nhắc đến mô hình quản lý khu vườn, chia làm hai phần là phiên bản khu vườn và phiên bản doanh nghiệp, đồng thời thông qua cơ chế phối hợp nội bộ tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh.

3.1 Phiên bản doanh nghiệp

(1) Hệ thống quản lý chi tiết tiêu thụ năng lượng sản xuất

Thiết lập một thư viện quy trình xử lý tiêu chuẩn đơn vị cơ bản cho sản xuất và chế biến của các doanh nghiệp sản xuất, để đạt được quản lý điện tử của quy trình xử lý cơ bản. Trên cơ sở này, theo thiết kế của kỹ thuật viên, thiết lập quy trình xử lý của một sản phẩm nhất định, thiết lập quy trình xử lý và quản lý giờ làm việc của quy trình công nghệ sản phẩm. Sau đó căn cứ vào kế hoạch sản xuất do nhân viên quản lý lập ra, kết hợp với thông tin quy trình công nghệ sản phẩm, để ước tính năng lượng sản xuất của doanh nghiệp.

(2) Giám sát và thống kê tiêu thụ năng lượng doanh nghiệp

Thiết lập hệ thống giám sát tiêu thụ năng lượng sản xuất và tiêu thụ năng lượng môi trường của doanh nghiệp theo yêu cầu và in báo cáo theo nhu cầu của người dùng.

(3) Lập kế hoạch tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng sản xuất

Với mục đích giảm tiêu thụ năng lượng và giảm biến động tiêu thụ năng lượng trong sản xuất, kế hoạch sản xuất được tối ưu hóa bằng cách sử dụng phương pháp sắp xếp thông minh kết hợp mạng thần kinh BP với phán đoán mơ hồ. Các nhà quản lý có thể thay đổi kế hoạch sản xuất dựa trên kết quả của việc sắp xếp thông minh để đạt được mục đích quản lý tiết kiệm năng lượng.

3.2 Phiên bản công viên

(1) Giám sát năng lượng mặt trời

Theo dõi các thông số phát điện của hệ thống năng lượng mặt trời thông qua dữ liệu thời gian thực và hiển thị trong thời gian thực, tạo thành hồ sơ. Một mô hình dự đoán về năng lượng mặt trời được thiết lập bằng cách sử dụng mô hình hồi quy đa thức để đánh giá trạng thái hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời bằng cách so sánh các giá trị dự đoán với các giá trị đo thực.

Thông số sản phẩm Thông tin sản phẩm Bình Luận(

Hệ thống giám sát tiêu thụ năng lượng của công viên đã được thiết lập và báo cáo tiêu thụ năng lượng hàng tháng theo nhu cầu của người dùng.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Một là, kiểm soát tổng lượng tiêu thụ năng lượng trong khuôn viên. Sau khi dữ liệu về nhu cầu tiêu thụ năng lượng của các doanh nghiệp được báo cáo, có thể đưa ra tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng vào tháng tới, do đó có thể đưa ra tổng mức tiêu thụ năng lượng của khu công viên, nếu vượt quá khả năng cung cấp năng lượng của khu công viên, thì cần có sự phối hợp giữa nhân viên quản lý và doanh nghiệp. Hai là lượng cung năng dư lượng ước tính. Theo dự báo tổng mức tiêu thụ năng lượng của công viên vào tháng tới và công suất cung cấp năng lượng của công viên, giá trị biên tiêu thụ năng lượng của công viên có thể được rút ra và phản hồi cho các doanh nghiệp để các doanh nghiệp tham khảo để tăng và điều chỉnh sản xuất. Ba là, phối hợp sử dụng năng lượng giữa các doanh nghiệp. Thông qua mạng lưới thiết lập nền tảng tương tác điều phối năng lượng hiệu quả giữa các công viên và doanh nghiệp, khi sử dụng điện vượt mức, điều phối sản xuất giữa các doanh nghiệp, đặc biệt là khi có thử nghiệm, cần tăng cường phối hợp.

4 Giới thiệu về Hệ thống quản lý năng lượng công nghiệp Anchory

Nền tảng kiểm soát năng lượng công nghiệp Ancoury sử dụng tự động hóa, công nghệ thông tin và mô hình quản lý tập trung, thực hiện giám sát động và quản lý dữ liệu hóa các liên kết sản xuất, truyền tải và tiêu thụ của doanh nghiệp, giám sát mức tiêu thụ năng lượng của tất cả các loại nguồn năng lượng, chẳng hạn như điện, nước, khí đốt, hơi nước và khí nén, thông qua phân tích dữ liệu, khai thác và phân tích xu hướng, giúp doanh nghiệp thống kê mức tiêu thụ năng lượng khác nhau và tình hình sử dụng năng lượng, chất lượng năng lượng, tiêu thụ năng lượng đơn của sản phẩm, tiêu thụ năng lượng của các quy trình, sử dụng năng lượng của các thiết bị tiêu thụ năng lượng lớn, v.v., phân tích tỷ lệ đồng chu kỳ, phân tích chi phí năng lượng, dự báo sử dụng năng lượng, phân tích khí thải carbon, để tăng cường quản lý năng lượng, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, khai thác tiềm năng tiết kiệm năng, đánh giá và cung cấp dữ liệu cơ bản và hỗ trợ.

4.1 Cấu trúc hệ thống

4.2 Địa điểm ứng dụng

Thép, hóa dầu, luyện kim, kim loại màu, khai thác mỏ, y học, xi măng, than đá, hậu cần, đường sắt, công nghiệp hàng không, gỗ, nguyên liệu hóa học cũng như thiết bị cơ điện, sản phẩm điện, sản xuất dụng cụ, v.v.

4.3 Chức năng hệ thống

4.3.1 Trình bày trực quan

Hiển thị tổng lượng tiêu thụ năng lượng của tất cả các loại doanh nghiệp, giá trị chiết khấu, chi phí năng lượng, xu hướng tiêu thụ năng lượng, tỷ lệ tiêu thụ năng lượng phụ, so sánh tiêu thụ năng lượng khu vực, cũng như tình hình thời tiết hiện tại, tình hình ô nhiễm, và hiển thị ba chiều động lực tiêu thụ năng lượng của các quy trình hoặc phần quan trọng của doanh nghiệp.

4.3.2 Giám sát thời gian thực

Giám sát thời gian thực về việc sử dụng năng lượng, báo động và các tình huống khác tại các điểm khác nhau của doanh nghiệp. Để người dùng doanh nghiệp có thể giám sát tình hình vận hành của các điểm trong thời gian thực, đồng thời có thể nắm bắt cảnh báo của các điểm một cách nhanh chóng và hiệu quả.

4.3.3 Giám sát biến áp

Hiển thị tình hình tải của từng máy điện áp, do đó có thể tiến hành lập kế hoạch khoa học và hợp lý cho tình hình máy biến áp. Thông qua phân tích so sánh hiệu suất điện ở các trạng thái tham số hoạt động khác nhau, tìm ra chế độ hoạt động tốt hơn. Điều chỉnh tải theo chế độ hoạt động tốt hơn, do đó giảm tiêu thụ điện đơn, do đó giảm tổn thất năng lượng điện.

4.3.4 Thống kê năng lượng

Từ các kích thước như loại sử dụng năng lượng, khu vực giám sát, thời gian quy trình/giai đoạn sản xuất, phụ, v.v., sử dụng đường cong, biểu đồ tròn, biểu đồ tần xuất, biểu đồ tích lũy, bảng số và các phương pháp khác để thống kê sử dụng năng lượng của doanh nghiệp, hàng năm, phân tích tỷ lệ vòng, phân tích hiệu suất, so sánh chiết khấu, tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị sản phẩm, thống kê tiêu thụ năng lượng sản xuất đơn vị, tìm ra lỗ hổng và những nơi không hợp lý trong quá trình sử dụng năng lượng, do đó điều chỉnh chiến lược phân phối năng lượng và giảm lãng phí trong quá trình sử dụng năng lượng.

4.3.5 Sản phẩm/Giá trị sản xuất

Kết nối với hệ thống MES của doanh nghiệp để tạo ra biểu đồ xu hướng tiêu thụ sản phẩm đơn lẻ trong tiêu thụ sản phẩm thông qua sản lượng sản phẩm cũng như dữ liệu tiêu thụ năng lượng được thu thập bởi hệ thống, với phân tích hàng năm và hàng tuần. Để doanh nghiệp có thể điều chỉnh quy trình sản xuất theo mức tiêu thụ đơn lẻ của sản phẩm, do đó giảm tiêu thụ năng lượng.

4.3.6 Phân tích hiệu suất

Đối với tất cả các loại sử dụng năng lượng, tiêu thụ, chuyển đổi, theo nhóm ca, khu vực, dây chuyền sản xuất, công đoạn, v.v., thống kê hiệu suất hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng, hàng năm, * thời gian theo kế hoạch năng lượng hoặc chỉ số hiệu suất được xây dựng định mức để tiến hành đánh giá so sánh KPI, giúp doanh nghiệp hiểu mức độ hiệu quả năng lượng nội bộ và tiềm năng tiết kiệm năng lượng.

4.3.7 Dự báo tiêu thụ năng lượng

Bằng cách phân tích việc sử dụng năng lượng của các quy trình sản xuất, thiết bị sản xuất của doanh nghiệp, xây dựng mô hình tính toán mức tiêu thụ năng lượng, sửa đổi dữ liệu và mô hình theo thuật toán AI, cung cấp cơ sở quyết định hiệu quả để tiết kiệm năng lượng.

4.3.8 Giám sát hoạt động

Hệ thống thu thập dữ liệu về khu vực, bộ phận, mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị, theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị và quy trình, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng, áp suất, tốc độ, v.v., và hỗ trợ hệ thống phân phối thay đổi hoạt động theo dõi một lần. Nó có thể nhanh chóng duyệt qua dữ liệu tiêu thụ năng lượng được quản lý trực tiếp từ kế hoạch sàn giám sát động, hỗ trợ truy vấn mức tiêu thụ năng lượng liên quan theo các kích thước như loại năng lượng, xưởng, phần, thời gian, v.v.

4.3.9 Báo cáo phân tích

Với năm, tháng, ngày để sử dụng năng lượng của doanh nghiệp, tình hình mất đường dây, tình hình vận hành thiết bị, tình hình vận hành và bảo trì và phân tích thống kê nhiều mặt khác, để người dùng hiểu được tình hình hoạt động của hệ thống và cung cấp cho người dùng cơ sở dữ liệu, để người dùng dễ dàng phát hiện ra sự bất thường của thiết bị, do đó tìm ra điểm cải thiện, cũng như khai thác tiềm năng tiết kiệm năng lượng cho tình hình sử dụng.

4.3.10 Báo động sự cố

Liên tục theo dõi hoạt động của thiết bị và hệ thống, báo động về thất bại truyền thông, dữ liệu bất thường, vượt quá định mức, giới hạn bất thường của các thông số quy trình, bất thường của thiết bị hoặc lỗi, cảnh báo doanh nghiệp về sự chú ý và tìm kiếm vấn đề và tạo nhật ký báo động.

4.3.11 Hỗ trợ di động

APP hỗ trợ hệ điều hành Android, iOS, thuận tiện cho người dùng để nắm bắt mức tiêu thụ năng lượng của doanh nghiệp, phân tích hiệu quả, phân tích tỷ lệ vòng tương tự, giảm tiêu thụ năng lượng, dự báo sử dụng năng lượng, giám sát hoạt động, báo động bất thường, v.v. theo các kích thước khác nhau của phân loại năng lượng, khu vực, hội thảo, quy trình, đội ngũ và thiết bị.

4.4 Lựa chọn thiết bị hiện trường

5 Kết luận

Việc kiểm soát năng lượng trong các khu công nghiệp thường bao gồm hệ thống sản xuất năng lượng, hệ thống phân phối năng lượng hoặc hệ thống sử dụng năng lượng, đòi hỏi một hệ thống quản lý năng lượng tích hợp toàn bộ quy trình được thiết lập bằng công nghệ thông tin, giới thiệu các phương tiện phân tích và tối ưu hóa thông minh để đạt được mục tiêu giảm phát thải năng lượng tổng thể của khu công nghiệp. Bài viết này thiết kế và thiết lập một nền tảng kiểm soát năng lượng thông minh cho các khu công nghiệp thiết bị nặng gần cảng, với sự trợ giúp của công nghệ thông tin, đã thực hiện giám sát trực tuyến, phân tích thống kê dữ liệu sử dụng năng lượng ở nhiều cấp độ, nhiều chế độ xem và nhiều chiều; Dựa trên tiêu thụ năng lượng chế biến tiêu chuẩn và ngân hàng giờ chế biến, việc tối ưu hóa kế hoạch sản xuất và lập kế hoạch sử dụng năng lượng đã được hoàn thành và mục tiêu giảm tiêu thụ năng lượng không hiệu quả trong quá trình sản xuất và tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị giá trị sản xuất đã đạt được; Một mô hình kiểm soát năng lượng vòng kín của sự tương tác giữa cung và sử dụng năng lượng đã được thiết lập để xem xét không chỉ "cung cấp năng lượng theo định hướng tiêu thụ" mà còn "tiêu thụ năng lượng theo định hướng cung cấp năng lượng", cải thiện việc sử dụng thiết bị cung cấp năng lượng và thiết bị sản xuất và giảm tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị giá trị sản lượng của công viên.