安徽时时彩: 新聞詳情

詳解:企業智慧能源能效管理體系建設路徑

時間:2019-04-25 17:07:32

安徽时时彩 www.uyanv.com 北極星儲能網訊:目前,企業智慧能源能效管理體系是一個比較熱門的話題。本次交流從企業智慧能源能效管理應用背景、能效管理體系建設的供給側和用能側以及其未來方向這四個層面,和大家針對企業智慧能源能效管理體系建設路徑進行比較全面的分析與探討。

應用背景

1、行業背景——重點單位節能管理辦法

隨著“十三五”中提出的能源革命的開展,為加強重點單位(特別是工業制造企業、高能耗企業還有商業綜合體等單位)節能管理,提高能源利率效率,控制能源消費總量,促進生態文明,2018年2月國家發改委令第15號對《重點用能單位節能管理辦法》進行了修訂,辦法于2018年5月1日起施行。

該《辦法》從以下三個方面對節能做了簡單規定:

① 對重點用能單位實現節能目標責任制和節能考核評價制度;

② 府部門要求建設能耗在線監測系統,提升能源管理信息化水平;

③ 對能效“領跑者”用能單位,國家有關部門將優先支持其技術改造、能源信息化建設等,廣泛宣傳推廣其先進經驗;對違反《辦法》規定的企業實施懲戒措施。

其中,“重點單位”是指:

①年綜合能源消費量1萬噸標準煤以上(含1萬噸)的用能單位;

②各省、自治區、直轄市經濟貿易委員會(經濟委員會、計劃與經濟委員會)指定的年綜合能源消費5000噸標準煤以上(含5000噸)、不足1萬噸標準煤的用能單位。能源消費的核算單位是法人企業。

2、行業背景——企業發展用能需求

從外在層面來,《辦法》是國家對企業用能的規定和要求,從運營角度來看,也是企業發展用能的自身需要。

如今,企業用能成本日益增加,電力、天然氣、水等能源價格不斷上漲;企業(特別是工業制造型企業)多樣性及個性化用能需求增加;能源浪費、不合理用能、低效用能現象依然存在,缺乏決策依據,節能措施難以落地。所以,目前很多大型工業制造型企業和商業綜合體都在采取措施來降低用能成本,提高能源綜合利用率,在滿足企業用能安全可靠的前提下,改變用能管理模式,建立能源管理體系,由粗放型轉變為集約化、精細化管理,于細微之處挖掘節能潛力是必行途徑。

3、企業能效管理存在的主要問題

工業企業作為能源消耗的主要群體,實施有效的節能減排管理措施意義深遠。目前,我國工業企業的能效管理仍然存在能源消耗信息缺失或失真、能效管理工具不完善等典型問題,直接造成企業能效管理混亂,節能減排工作難以開展,從而降低企業經濟效益,阻礙企業可持續發展。

①能耗信息缺失或失真

計量檢測設備不足

計量檢測設備精度不高、數據不準確

人工抄表可靠性低

②能效管理工具不完善

難以有效監測和評估耗能設備的用能效率

缺少決策支持數據庫,對于節能評估無法提供可靠參考數據

缺乏有效的企業能效分析評估軟件及平臺,能耗管理措施難以落地

事實上,國內很多大型工業制造型企業在需求側經濟化管理方面還是比較好的,但因為在計量設備還有信息化支撐平臺方面的工作開展較少,所以能效管理的效果可能沒有達到預期要求。

4、企業能效管理目標

節能減排是我國的基本國策。采用技術可行、經濟合理、環境和社會可以接受的企業能源管理方案,減少能源從生產到消耗全過程的損失和浪費,實施能源梯級利用,提高能源利用效率和效益。

企業能效管理的目標是一個從生產到消費的全過程的管理,包括能源供給側和用能側兩個層面。


5、企業能效管理的途徑

目前開展能效管理工作包括兩個途徑:用能側主要是從管理層面,供能側主要是從技術層面,當然這也不能夠嚴格切分。


生產型企業的節能主要從三個方面實現,分別是設備節能、控制節能與管理節能。設備節能,是指通過更換、改造、增加節能設備實現節能;控制節能,是指通過對能源系統進行工藝改造、運行優化實現節能;管理節能,是指通過建立系統全局性的能源運行管理機制來提高能源在企業生產全周期過程中的利用效率,促使企業自主節能實現節能。利用控制技術、計算機技術進行能源管理,實現管理節能,在信息技術時代具有重要意義。

6、企業智慧能源能效管理體系架構

在體系架構層面,無論是在供能端還是在用能端,未來都會應用到一些新興技術,尤其是大數據、人工智能和智能視頻分析技術,它們會對應支撐能源預測、負荷預測、儲能管控、能效診斷、優化調度等。 從整個能源系統運行層面來看,這些技術在未來是不可或缺的,甚至可以發揮一些決定性的作用。


企業智慧能源能效管理體系從雙側切入:

智慧供能——安全、靈活、柔性

1)風、光、柴、儲多能互聯

2)電、冷、熱、氣多能互補

3)智能微網

4)最優化投資

智慧用能——安全、綠色、互動、高效

1)多用戶協同優化

2)用能設備有序管理

3)智慧能源能效信息化管理平臺

4)最優化運營

企業智慧能源能效管理體系建設:供給側

1、能源生產供給形式——綜合能源

在能源供給側層面,目前主要是分布式能源綜合利用,目的是為了適應現代能源供應和消費方式變革的需要,將供能側的多種供能方式和用能側的多種需求進行排列組合而形成的能源服務創新模式


這里能源生產端的主要形式包括分布式光伏、分布式風電、分布式燃氣三聯供、余熱發電、電儲能還有儲冷儲熱等供能形式;用能對應不同用能需求,包括冷熱電負荷、熱水/蒸汽的應用。其應用場景除了大型園區,還包括一些獨立的工業樓宇、商業樓宇等方面。

2、綜合能源主要盈利模式

因為針對供給側分布式能源的投入,尤其是分布式燃氣三聯供的一次性投資是非常高的,所以對盈利模式的關注也是重點之一。


3、典型案例分享——日本智慧城鎮

日本在智慧能源建設方面是比較領先的,而且其國情和中國比較類似,城市人口比較密集,能源結構/功能比較緊張。日本Kashiwa-no-ha智慧城鎮建設項目于2000年啟動,該城鎮占地約300萬平方米,預計到2030年將發展為成熟的智慧都市。

日本能源管理模式:

1)采用能效管理系統,可降低約9.5%的CO2排放量。能效管理系統分析氣、水、電等數據,以可視化的方式展現CO2的排放情況。系統還向用戶提供節能建議,以降低CO2的排放。

2)優化能源供給,可降低18.5%的峰值負荷。通過儲能裝置,削峰填谷,可降低13.5%的峰值負荷;通過AEMS優化算法優化電力調度,可降低5%的峰值負荷。

3)系統抵御風險的能力。當發生短時或長期斷電時,系統利用多種儲能裝置實現能量供給,保證系統的安全性和穩定性。通過調節用電負荷,保證系統在緊急情況下不中斷電力供應。

4) 提供一個更高質量的生活環境,由示范項目拓展到整個城市和國家的能源管理。

事實上,與國外相比,中國在智慧能源(包括營銷管理)層面是有一定差距的。個人感覺與日本相比,我國在能源能效管理體系建設層面大概只有不到十年的差距。大家有興趣可以去了解一下日本智慧城鎮發展和建設。


4、關鍵技術

在供能側能效管理有三個關鍵技術:綜合能源耦合優化利用、技術方案的可行性、技術方案與經濟收益的平衡分析。

綜合能源耦合優化利用

它的主要的實現方法是利用信息技術分析、控制各類分布式能源與常規能源系統耦合,形成智能化區域能源網絡系統,實現物質流、能量流、信息流的有機融合,構建出一個根據能源需求實現多種能源技術耦合使用的智能化分布式能源系統,實現區域能源物理系統最優配置與能源環境最佳匹配。

用模型來描述,包括分布式能源的子模型、能源梯級利用子模型以及可再生能源耦合子模型,最終實現能源預測、平衡和優化。目前離這項技術的實現還有一段距離。


技術方案的可行性

在進行供能端的智慧能源的能效管理方案建設時,要考慮一個技術方案的可行性,企業利用所處地理位置資源條件,結合自身生產用能特點,預估所選用能技術方案的可行性,從而減少投資成本,最大化收益。


推薦一款國外比較流行的軟件——HOMER軟件。該軟件由美國電力科學實驗室開發,它在各種技術方案評估及可行性研究性設備選型方面是做的比較好的,大家有興趣可以去了解一下。

HOMER軟件功能特點:

1)HOMER會顯示不同敏感約束條件下的最優系統配置結果,按照凈成本現值(NPC)排序,用戶可選擇出最優系統設計方案。

2)據風、光自然資源水平,進行模擬計算和設計,提出新能源混合發電系統的可選方案,可比較不同的混合系統的技術和經濟可行性。

3)可對離網型和并網型混合發電系統進行建模和技術分析。

4)模擬結束后在優化結果界面會顯示系統運行了多少種方案,有多少種可行,有多少種不可行,不可行原因。

5)將某一指標(eg:柴油價格)定義為靈敏度變量時,HOMER 將針對用戶指定的每個靈敏度變量值重新進行優化計算。

6)可通過調整柴油價格、風速、光照輻射強度等,對配置方案實施敏感性分析,可用于分析條件發生改變之后各方案的成本效益。

其具體步驟是目前針對智慧能源能效管理方案評估的主流步驟,包括技術方案設計、預估設備投資運營成本、敏感性參數設置、技術方案可行性及優化分析。


技術方案與經濟收益的平衡分析

對于一個用能標地來說可能有多種的技術方案,而技術方案需要與用能客戶的目標經濟收益相平衡。智慧能源項目運營的經濟性受經濟因素及技術約束的影響。經濟因素來源于項目投資總額、資金成本、能源銷售價格。技術約束主要來源于發電結構和機組運行策略。企業需考慮環境資源、自身生產用能特點,設計用能技術方案,運用軟件分析用能技術方案是否可行,來選擇可行用能技術方案,模擬分析各自具體經濟效益,比較投資回收期及內部收益率等具體經濟指標,確定投資回報最優方案。


企業智慧能源能效管理體系建設:用能側

1、企業用能側智慧能源管理方法

在現階段,相比對于供給側的研究,對于用能側的研究相對較少。而對于用能側的能源能效管理也是節能增效的重要途徑,它通過建立系統全局性的能源需求側管理機制來提高能源在企業生產全周期過程中的利用效率,評估節能效果和能源利用的經濟效益,持續地優化能源利用,實現最高層次的節能增效。其中,基于信息化技術的智慧能源管理信息系統則是實現管理節能的必要手段和途徑之一

通過建立能源管理信息系統,實現自動采集現場能源數據,智能處理與分析數據信息,可以引導企業合理安排生產,優化生產運行,提高企業綜合管理水平,實現節約能源。目前,能源管理信息系統技術己得到一定發展,能夠有效提高能源管理水平,逐漸成為現代化企業能源管理的基本配置。能源管理信息系統提高企業能源管理效率的另一個方面就是更加科學地進行能源統計。利用計算機技術存儲海量能源數據信息,記錄工藝流程和設備參數,可以生成內容更豐富、門類更齊全的統計報表,以挖掘生產中的節能潛力,綜合提高能源的使用效率

這里涉及到兩項關鍵技術:

①大數據分析技術:基于大數據算法的能效數據價值挖掘,助力企業能效管理能力提升

2. 大屏可視化技術:利用可視化大屏,形象展示園區用能情況和能效優化場景,為園區能效管理提供決策支持。

2、企業用能側智慧能源管理實施路徑


對于企業用能側智慧能源管理實施路徑,上圖中分為6個步驟,個人認為主要為以下三個步驟:

①開展采集和計量設備的安裝;

②采集和計量設備安裝到位和運行后,再根據客戶需求情況,開展能效監測管理系統建設;

③在能效監測管理系統建設同時可以加入屏可視化的系統,在這些工作完成之后,可以開展各種節能管理措施。

3、企業智慧能源能效分析管理系統

企業智慧能源能效分析管理系統的應用場景主要包括以下幾方面:


通過建立能源管理信息系統,實現自動采集現場能源數據,智能處理與分析數據信息,可以引導企業合理安排生產,優化生產運行,提高企業綜合管理水平,實現節約能源。目前,能源管理信息系統技術己得到一定發展,能夠有效提高能源管理水平,逐漸成為現代化企業能源管理的基本配置。能源管理信息系統提高企業能源管理效率的另一個方面就是更加科學地進行能源統計。利用計算機技術存儲海量能源數據信息,記錄工藝流程和設備參數,可以生成內容更豐富、門類更齊全的統計報表,以挖掘生產中的節能潛力,綜合提高能源的使用效率。


4、智慧能效分析管理系統的應用功能架構

應用功能架構分為以下三個層級:


5、能效分析管理系統核心功能

①能耗數據分類統計及綜合對比分析,確定節能目標


能耗模型仿真:對生產設備、暖通空調、照明控制等重點用能設備建立能耗評估模型,結合過程最優理論,通過仿真得出節能降耗理論目標;

能耗構成和成本分攤分析:分析各類能源消耗過程,通過成本分配和分級計費,掌握重點能耗設備、區域、工作時間,以便精細化成本管理,建立合理節能目標;

能效水平對標:與同行業先進能效水平相比,綜合確定企業自身能效水平目標。

②通過用能監測管理和評估,建立能效管理長效機制


自定義綜合能耗信息預覽:支持多種圖形化方式展示建筑;

2D/3D可視化能耗數據監測;

通過分類、分項、分區對能耗數據進行全方位對比與分析,及時掌握耗能分布,隨時處理能源異常;

生成能耗報表。

6、關鍵技術

① 大數據分析技術


② 大屏可視化技術


7、典型案例——上海萬象城項目延伸

依托目前的供能結構利用信息化技術配合需求側管理對其進行能效優化。


未來方向

1、雙側切入

企業能源管理模式不僅包括供能側,應由供能側思維向用能側轉變,需要從雙側切入,多方位進行節能增效。


2、以用能側能效管理提升為先導

針對已經存量的資產,應以用能側能效管理提升為先導,適時地進行能源系統改造。通過智慧能源能效管理系統幫助企業實時、全方位了解用能情況,指導和安排企業生產合理有序進行,從而在保證安全用電的前提下,達到節約用電、智能用電的目的,同時進一步提升企業能源管理水平。

園區通過建設智慧能源能效監測分析平臺,整合分析園區用能情況,實施能源管理節能降費,利用可視化手段和大屏展示技術,形象展示園區能效優化場景,為園區能效管理提供決策支持,促進需求側管理能力提升,滿足政府節能減排要求。

①節能降耗

通過智慧能源能效監測分析平臺整合園區用能數據并進行數據分析,實施能源管理節能降費,節省企業能源成本,并借助大數據平臺手段,為園區及園區內企業帶來長期節能效果、增值效益。

②用能優化

提高園區能源利用效率,保障園區企業的經濟效益,也有利于園區開展用能削峰填谷,保證園區能源系統平穩運行,提升園區客戶用能質量,間接實現園區綜合能源服務商的社會效益。

③決策支持

通過建設基于園區用能大數據的大屏可視化平臺,能夠有效降低數據分析的難度,挖掘能效數據服務價值,幫助園區運營商及用能企業快速響應能源業務變化的需求,為決策者進行精準快速的用能決策提供支撐。


{ganrao}