基于能源管理系统的能耗评价分析

摘 要：评价分析基于MES平台建设的能源管理系统，通过对能流模块的能源运行和能源统计的仪表计量、节点计量、管网平衡和指标核算数据进行综合分析，并以图形、图表等多种方式展示出来，使管理层能通过能耗的评价分析数据，为节能降本指导经营决策提供数据支撑。

关键词：评价分析;能源管理;管网平衡;指标核算

1 评价分析建设背景

随着我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了很大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，国家对节能减排工作高度重视。在严峻的形势面前，单纯地采用局部改进措施已近极限，只有改变工作思路，从整体上进行系统性节能才是实现节能减排目标的唯一出路。自2012年2018年，各石化企业能源管理中心建设工作已基本完成，但缺少必要的数据分析使管理者无法从总体上掌握公司级和作业部级综合数据，进而影响经营决策。亟需开发必要的分析功能，在原有能流模块的基础上实施了能流评价分析模块，使管理者分类掌握公司综合能耗情况。

2 评价分析概述

评价分析模块是基于MES平台搭建的统一能源管理工厂模型以及产能、用能计划模型的基础上，以“说得清”、“管得住”、“省得下”为能源管理最终的目标，以企业的板块、工厂、装置为空间视角，日、旬、月为时间视角，原始量、确认量、平衡量、平衡确认量、平衡再确认量的五个数据版本为数据视角，实现对天津石化能源日产耗数据、能源计量仪表情况、能源关键指标、主要管网损失情况等进行预警、展示、综合分析，为各级能源管理用户的事前预测、事中分析、事后追踪，提供统一、多视角决策和分析综合视图。

3 评价分析功能

评价分析模块主要基于能流模块的能源仪表计量、能源管网平衡、能源指标核算等数据实现能流数据的综合分析，主要包括产耗分析、计量仪表分析、差异分析、能源指标分析等4大功能。

2.1能源产耗分析

产耗分析界面以板块、工厂和装置为空间视角，以日为时间粒度，分析各核算单元、各类能源介质的外购、自产、消耗、转供、自产、自用、外售等的趋势信息。分析时，采用与计划、与历史两类分析方法，一方面，以计划值为标杆，分析每日能源产、耗进度与计划进度比对一致性情况，突显实际与计划的超、欠幅度;另一方面，利用30日的历史数据，以动态联动的方式，快速发现存在的生产异常波动和与之关联的信息。在业务操作上，能源产耗分析提供多种分析模式操作分析模式。

2.1.1横向分析（图形展示）：

指定日期30天内指定区域的指定介质供、产、转、输、耗各类数据的趋势分析;了解指定区域指定介质的产耗趋势，从大处着眼，发现异常点，对区域产耗情况进行监控。

2.1.2纵线分析（KPI和表格）：

指定区域、日期、介质的数据明细分析，跟计划值的比较，月累计、完成率、超欠值数据等;了解指定区域指定介质的产耗细节，从小处着手，发现具体异常数据，为后续分析提供方向。

2.1.3 通过趋势图能够了解指定区域的介质产耗之间的趋势关系，吻合度越高证明损失量越少。趋势图上可以通过图例选择需要显示的曲线类型，通过点击KPI在列表中显示当前区域及其下属区域的相应类型的指标数据

2.1.4支持对四版数据（原始量、确认量、平衡量、平衡确认量）的分析，从而可以看出每版数据的修正差异。

2.2能源计量分析

计量分析界面展示的是每天公司仪表的快照情况，横向上可以了解仪表新增情况，纵向上可以了解各级区域的仪表分布情况。计量分析重点从企业的仪表概况、数采率、数采有效率、预计准确率、仪表计量改进等五个方面来展示。

2.2.1“总表数”（默认），通过堆积图展示指定区域及其下一级区域的仪表总数及仪表总数构成中实表和虚表的比例，从而能够了解指定区域下各区域的仪表计量条件差异.

2.2.2“总数采率”，通过柱状图按照由高到低的顺序展示指定区域下一级区域的仪表数采率排名，从而能够了解指定區域下各区域的仪表可数采情况。

2.2.3“有效率”，通过柱状图展示指定区域下一级区域的仪表数采数据有效率，有效率即指数据从仪表采集上来以后没有被修改的仪表数量占总可数采仪表的比例，从而能够了解指定区域下各区域的仪表数采可用性和可靠性。

2.2.4“预计值总数”，通过堆积图展示指定区域下一级区域的仪表预计值的情况（修改和未修改），从而了解用户根据经验指定的预计值的可用性和可靠性。

2.2.5“增加表数”，通过堆积图展示指定区域下一级区域的仪表新增的情况（新增总数、新增实表数、新增虚表数、新增数采数），从而了解公司仪表改善情况。

2.3能源差异分析

能源差异分析以典型能源管网为主要分析对象，以日、旬、月三类时间粒度，以“既要整体也要细节”的思路进行展示。主要从整体和细节两个角度去分析：在整体方面，对介质管网的整体的损失量、总进量、总出量、昨日损失量进行历史趋势分析，突显管网整体的损失变化情况;在细节方面，又分为两个维度去分析，一方面以数据自身历史值为样本，采用方差统计，突显出数据在一定时间段内的异变;另一方面，以当期原始量、平衡确认量两大数据版本计算其差异率，突显其人为对计量数据干预的偏离信息。同时，把整个介质管网损失与各节点数据放在同一图例显示，高亮其变化规律。目前已根据生产管理部要求，针对电及蒸汽进行损失显现化分析。

2.4能源指标评价

一是以能源工厂模型中装置的单位综合能耗指标为分析对象，以日、旬、月为时间视角，以原始量、确认量、平衡量、平衡确认量、平衡确认量的5大数据版本为数据视角，与达标值为参照标杆进行对比和分析，对其关键影响因素单耗、产品产量、工艺因素进行跟踪和分析，并实现各装置的单位综合能耗的达标情况展示。

二是以历史值为参照，对每个装置下消耗的水、电、气、风和燃料的单耗趋势进行分析，用标准差来测度统计数据的差异程度求出单耗的波动率，对数据波动大的数据进行聚焦，再对其进行分析，查找问题。

4 评价分析应用效果

3.1 产耗分析界面帮助企业能源管理人员对板块、厂、装置的能源产、供、耗、购、消的信息进行多视角、多维度的趋势分析，使能源管理人员及时跟踪了解能源的详细使用信息，快速定位异常波动和问题。

3.2 计量分析从管理层面对企业及各厂能源仪表进行全面的掌控，对工厂模型中仪表情况进行统计分析，从而得到各个区域各个介质的仪表计量整体情况，同时为仪表的改善提供了指导方向。

3.3 差异分析以管网为视角分析损失点及不平衡量等基础原因，明晰损失介质及其量的分布。在损失与不平衡量统计的基础上，把损失及不平衡量进行显现化，并对重点损失区域进行分析，使管理者快速找出造成损失的原因。

3.4 能源指标通过与自身对比及设定的达标值对比，明确自身与业界的差距，从而指明了工作的总体方向。通过与自身相比较，不断超越自我，从而能更有效地推动企业向业界最好水平靠齐。

5 结论

基于MES平台的评价分析模块，以能源管理能源运行的仪表数据和能源统计的节点、管网、单元和指标核算数据为基础，实现企业主要能耗数据的综合分析，从而为企业能耗“说得清、管得住、省得下”提供了数据支撑。

作者简介：

郭科跃，1980年1月25日，女，汉，天津大港人，本科，高级工程师，就职于天津石化公司信息档案管理中心，研究方向为信息系统的建设实施、技术支持与深化应用.