CN103268531B - 一种用于能源中心的能源二级管理平台 - Google Patents

Abstract

一种用于能源中心的能源二级管理平台，属于能源二级管理技术领域。包括动态web界面生成模块、WEB‑UI库模块、后台管理模块、通用权限管理模块、数据接口模块、预开发能源管理业务模块。动态web界面生成模块、webui库模块属于前台，用于显示页面的结构、功能、数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。通用权限模块、后台管理模块、数据接口模块、能源管理业务模块属于后台，实现对数据的保存和读取操作。数据访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。前台模块与后台模块之间通过ajax进行通信。ajax处理用户输入的信息，或者是将这些信息发送给后台进行保存，或者是调用后台中的函数再次读出这些数据。优点在于：安全稳定、经济平衡、优质环保、提高劳动生产率。

Description

一种用于能源中心的能源二级管理平台

技术领域

本发明属于能源二级管理技术领域，特别是提供了一种用于能源中心的能源二级管理平台。

背景技术

当前，在我国加速经济发展的进程中，能源生产难以满足市场对能源的需求，因此，能源价格仍呈上升趋势，这将给耗能型的钢铁企业带来巨大的市场竞争压力。钢铁工业是耗能型工业,其耗能量占我国总能耗的10%左右。

能源中心能源二级管理平台可实现全厂的能源数据进行采集，计算处理，数据显示输出，实现对电、水、煤气、氧、氮、氩、蒸汽各种能源介质设备的生产过程监控、系统故障报警和分析，并对能源管理中心管辖的设备进行远程操作控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于能源中心的能源二级管理平台，为应用系统的开发提供统一的开发标准、易于使用的开发工具，并兼容独立开发的模块，同时预开发能源管理业务模块对能源的发生、消耗过程进行系统、高效管理。

能源二级管理平台以系统采集处理输出的能源生产信息为依据的前提下，充分利用现代自动化信息技术、节能调度技术，对这些数据进行优化配置、深度挖掘，实现EMS的能源管理智能化、精细化运行。创新性地将能源系统和生产系统进行耦合，利用各种数据模型对能源生产和运行进行预测，分析和评估；同时辅以各种新型节能和信息网络技术，实现动态、智能调度。实现人力资源、能源介质、生产科学高效地有机结合起来，实现所有参与生产的能源介质科学高效地循环使用，满足企业能源中心的各种需求，是新一代能源中心的能源二级管理平台。

本发明从系统的角度实现对能源系统计划、生产、输配、调度管理、运行操作、信息分析、人力资源利用、异常处理进行全方位的管理，以最少的人力、最先进的手段、最高效的体制、最完备的信息，实现各项管理目标，全面提高冶金行业能源管理水平。

本发明包括：动态web界面生成模块、WEB-UI库模块、后台管理模块、通用权限管理模块、数据接口模块、预开发能源管理业务模块。能源二级管理平台采用B/S架构，模块化开发方式。能源二级管理平台本身是高度可配置的，所有数据和样式都存储在数据库中，根据需要动态生成界面。同时预开发能源管理业务模块挂接到系统上，尽量减少编码，使开发人员侧重业务流程的实现；能源二级管理平台运行在能源系统管理服务器上；

一、模块连接关系：

1、 动态web界面生成模块、webui库模块属于前台，用于显示页面的结构、功能、数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。

2、 通用权限模块、后台管理模块、数据接口模块、能源管理业务模块属于后台，实现对数据的保存和读取操作。数据访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档；

3、 前台模块与后台模块之间通过ajax进行通信。ajax处理用户输入的信息，或者是将这些信息发送给后台进行保存，或者是调用后台中的函数再次读出这些数据。

二、模块功能与实现：

1）动态web界面生成模块，前台界面采用html5+css3,支持多种浏览器平台，高度兼容IE6、IE7、IE8、IE9、Chrome、Firefox浏览器。开发多种界面模板，支持后台可视化配置自动生成前台界面，减少开发人员html编码错误，提高工作效率。

2）WEB-UI库模块，为保持系统在多种浏览器平台下的界面一致性和兼容性，应用目前流行的extjs商业组件，开发统一的WEB-UI库，利用jquery+jquery ui开发。

3）后台管理模块，后台数据库保存所有数据和预定义样式，根据配置生成需要的html模板界面。后台采用.net 框架,前台后台通讯采用ajax+json进行交互。为保持通用性和可扩展性，后台预留java平台、ruby平台接口。

4）通用权限管理模块，通用权限管理模块可独立使用，同时预先内置到平台中，可以配置不同的用户权限级别并为不同的用户分配访问前台系统模块的权限。

5）数据接口模块，数据接口模块负责从SCADA系统和信息化系统获取数据，进行统一处理后存入关系数据库系统，并对外提供访问接口，供其他模块调用。

6）预开发能源管理业务模块，能源系统二级管理系统开发整体设计是基于对能源数据进行采集、处理和分析。预开发能源管理业务模块主要是将企业能源管理的通用部分进行平台模块化开发，为二次开发人员提供基础性平台。主要包括能源计划管理、能源实绩管理、能源调度运行支持管理、能效分析管理、能源质量管理、能源设备管理、能源报表系统、系统配置管理模块。

(1)能源计划管理，根据生产系统提供的钢铁生产计划信息，设备检修信息以及生产原料、能源介质的购入和库存信息，结合从SCADA系统和信息化系统中采集处理的各能源介质的实绩信息，计算能源单耗，根据对能耗历史的分析，帮助制定能源计划，并由能源管理人员，进行能源计划的审核、审批，当审批通过之后，正式发布能源计划，然后就可以进行能源计划的查询，对能源使用计划给出指标指导。

(2) 能源实绩管理，根据从SCADA系统和信息化系统获取电、水、煤气、氧、氮、氩、蒸汽各个能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，计算按部门、工序给出各个能源介质的每日、月、年和任意时间段的能源消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报、周报或月报，并进行实时能源数据的趋势分析和历史实绩数据的折线图、柱状图和饼形图趋势分析。

(3)能源调度运行支持管理，运行支持以能源调度日常运行管理的数字化为目标，通过对涉及运行安全、经济运行事务的管理，提升运行管理和安全水平，实现供能的稳定和安全，从而实现了能源运行管理的规范化、信息化、无纸化管理，系统包括运行方式变更管理、调度管理、能源事故管理、应急预案管理：

运行方式变更管理主要包括变更单、停复役单、动力介质审批单的填写、提交、审批和存档。使流程规范，联机处理，提高能调的准确性和人员效率；

调度管理内容主要包括调度类型、调度的班次、总值班长、交班人员、接班人员，交接重要内容描述；

能源事故管理包括能源事故统计台帐，包括单位，工序，日期，事故名称，影响时间，事故分类，事故等级，责任单位，事故的经过及原因；包括能源事故查询统计，例如生成能源事故分析列表和事故柱形图。

应急预案管理是当能源系统发生重大事故时，EMS系统产生事故预警信号，同时给出相应的应急预案，帮助调度人员进行事故处理操作；应急预案管理内容主要包括序号，介质，工序，站点，触发条件，是否自动触发，自动触发条件，重要程度，处置内容，设备内容的录入。

(4)能效分析管理，包括四级能源指标、工序单耗分析、对标分析、指标综合查询。

四级能源指标是四级能源使用量按公司，分厂，工序，重点能源设备进行查询，查询相应选择时间段的能耗指标量。

工序能耗分析功能支持查询公司内所有工序能耗，可根据公司和分厂，对所有工序能耗进行数据查询和图形化对比分析。支持能耗指标同行对比，内部同比、环比分析功能，通过观测分析指标的变化情况，进行相应的优化，达到节能、企业数据统计与物质跟踪的目的。

(5)能源质量管理，能源介质的质量分析管理，包括能源介质质量标准管理、数据统计分析、质量指标跟踪分析；能源质量管理检测项目参考前述质量数据采集范围。

能源质量管理功能分为三个部分，制定监测点以及相应的监测项目和监测频次任务，收集实时或者手工检测检验数据，对数据进行统计分析。

能源质量数据的采集和录入功能，支持对有在线检测设备的质量数据进行直接采集，对其它无在线检测设备的能源质量数据采用人工录入。

自动计算和生成能源质量管理分析曲线和质量报表的数据源，提供数据查询和质量预警功能，可显示甲方主要工序的动力介质质量当前指标与历史指标对比。

能源质量管理采用统计学的方法采用控制图、排列图、工序能力图工具，完成能源质量峰值和偏差分布以及能源质量过程控制要素分析功能。

(6)能源设备管理，设备管理主要是对能源中心范围内重点能源设备进行运行管理，包括设备台帐信息管理、设备运行状态管理、设备故障管理、设备维修管理、机旁备件管理、设备隐患管理。

设备台帐信息管理主要包括设备基本信息定义。

设备运行状态管理主要包括：设备运行报警信息统计，设备运行时间统计，设备运行效率分析，设备状态曲线查询显示。

设备故障管理包括对设备故障信息的录入、查询。

设备维修管理包括对设备维修信息录入、查询，对设备维修任务进行定义和任务单预先提醒生成。

机旁备件管理包括备件的出库、入库、盘点、库存统计、库存报警功能。

设备隐患管理包括隐患记录、消除、查询、报警。设备隐患消除：当用户具有操作权限时， 可选择未消除结果列表中的单个信息的选择图标，进入设备隐患消除操作界面进行隐患已消除操作。

(7)能源报表系统，自动生成或用户定制能源中心及各级能源管理部门的常规报表和综合报表，以下为典型的能源数据报表：月动力产品计划报表；月动力产品消耗计划；月煤气平衡计划报表；月能耗计划表；月能耗实绩表；月动力产品实绩；月动力产品消耗实绩；月煤气平衡实绩；日能源平衡报表；旬能源平衡报表；月能源平衡报表；月累计能源平衡报表；能源计划完成报表；能源调度日报；能源平衡报表；能源质量汇总月报表；机旁备件报表；四级能效指标报表；能源综合分析报表；月度整改汇总报表。

为了充分发挥能源管控信息系统的数据信息，需要允许各个相关部门通过WEB访问方式获取能源管控信息系统中的统计数据，统计数据发布画面主要包括实绩报表画面、质量报表画面和能耗统计报表画面。

经授权人员可以远程登陆能源中心WEB服务器，看到相应的发布内容：各单位动力运行和管理人员可查看实时数据；各单位能源统计和结算人员可查看统计数据和能源成本分析表；能源管理人员可以看到本单位能源绩效评价、对标、分析；能源管理部门可以看到不同区域、不同时段、不同频次和细度的能源供用情况；通过授权管理，不同权限的用户只能看到相应的发布信息；访问WEB服务器的计算机必须经端点准入认证管理。

(8)系统配置管理，系统管理组件是系统的基础组件，用来辅助系统的管理员管理和维护整个系统的运行及对系统的公共信息进行配置。主要功能包括：组织定义、用户定义、角色定义、角色菜单定义、角色用户定义、用户密码管理以及数据字典定义、能源统计机构编制和工序信息配置，其中的能源统计机构编制和工序信息配置，是整个能源管理系统的根基。

本发明优点在于：安全稳定、经济平衡、优质环保、提高劳动生产率为应用原则，实现以下主要目标与功能：

(1)有效的事故应急处理和事故追忆，保障生产的安全稳定可靠的运行。

(2)实现对主要能源生产和消耗设备运行参数、运行统计、检修和故障管理，提高设备运行率，降低故障率。

(3)加强能源计划管理，科学的动态平衡调度，达到能源管理事前预测、事中控制，事后分析的目的。

(4)促进和支撑能源运维管控一体化的运行模式，实现站所无人值守，提高劳动生产率。

(5)有效促进和支撑管控一体化能源管理模式的运行，通过对能源的综合管理，提高能源利用效率，实现节能减排目标。

(6)建立能源调度专家知识库，实时指导操作。

(7)实现与SCADA系统和信息化系统资源共享。

(8)有效地能源质量管理分析。

(9)能源管理及四级能耗指标管理体系的运行支持。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的系统总结构图。

图2为本发明具体实施方式的系统各模块关系图。

图3为本发明具体实施方式的系统总流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

1．本发明包括：动态web界面生成模块、WEB-UI库模块、后台管理模块、通用权限管理模块、数据接口模块、预开发能源管理业务模块。本发明的预开发能源管理业务模块包括：能源计划管理、能源实绩管理、能源调度运行支持管理、能效分析管理、能源质量管理、能源设备管理、能源报表系统、系统配置管理。系统总结构图如图1所示。

(1)能源计划管理，根据生产系统提供的钢铁生产计划信息，设备检修信息以及生产原料、能源介质的购入和库存信息，结合从SCADA系统和信息化系统中采集处理的各能源介质的实绩信息，计算能源单耗，根据对能耗历史的分析，帮助制定能源计划，对能源使用计划给出指标指导。

(2)能源实绩管理，根据从SCADA系统和信息化系统获取电、水、煤气、氧、氮、氩、蒸汽各个能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，计算按工序，按成本中心给出各个能源介质的每日或月的消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报或月报的数据源。

(3)能源调度运行支持管理，调度运行支持功能帮助能调人员完成生产调度运行的日常管理，包括运行方式变更管理、调度管理、能源事故管理、应急预案管理：

(5)能源质量管理，能源介质的质量分析管理，包括能源介质质量标准管理、数据统计分析、质量指标跟踪分析；能源质量管理检测项目参考前述质量数据采集范围。

(6)能源设备管理，设备管理主要是对能源中心范围内重点能源设备进行运行管理，包括设备台帐信息管理、设备运行状态管理、设备故障管理、设备维修管理、机旁备件管理、设备隐患管理。

(7)能源报表系统，自动生成或用户定制能源中心及各级能源管理部门的常规报表和综合报表。

(8)系统配置管理，系统管理组件是系统的基础组件，用来辅助系统的管理员管理和维护整个系统的运行及对系统的公共信息进行配置。主要功能包括：组织定义、用户定义、角色定义、角色菜单定义、角色用户定义、用户密码管理以及数据字典定义、能源统计机构编制和工序信息配置，其中的能源统计机构编制和工序信息配置，是整个能源管理系统的根基。

2．系统各模块关系如图2所示。

(1)动态web界面生成模块、webui库模块属于前台，用于显示页面的结构、功能、数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。

(2)通用权限模块、后台管理模块、数据接口模块、能源管理业务模块属于后台，实现对数据的保存和读取操作。数据访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档；

(3)前台模块与后台模块之间通过ajax进行通信。ajax处理用户输入的信息，或者是将这些信息发送给后台进行保存，或者是调用后台中的函数再次读出这些数据；

3．本发明采用B/S架构，模块化开发方式。能源二级管理平台本身是高度可配置的，所有数据和样式都存储在数据库中，根据需要动态生成界面。同时预开发能源管理业务模块挂接到系统上，尽量减少编码，使开发人员侧重业务流程的实现。系统的总体流程如图3所示。

本发明从数据计量采集到各预开发能源管理业务模块应用，减少编码，使开发人员侧重业务流程的实现，提高劳动生产率，辅助企业建立多层级的能源管理体系，使企业数据归口统一，保证数据来源完整可靠，精确展示能耗数据统计结构。

本发明通过统计分析底层计量仪表采集数据，全面、准确、动态地把握钢厂能源状态，精确展示能耗数据。系统通过能源结算数据与费用数据，可为能源成本核算提供依据，精确展示能源成本数据。收集能源循环利用数据进行统计分析，精确展示节能数据。收集介质质量数据，对介质品质进行判定，精确展示能源质量状况。管理能源设备台帐，跟踪设备运行状态，精确展示能源设备数据。收集介质排放数据和质量数据，通过统计分析，精确展示排放物数据。

本发明结合产品、计划产量、历史同期能耗、设备检修几乎为各层级的产用能单位制定合理的产用能计划。结合介质单价和能源外购计划制定合理预算，控制成本。确定分层考核体系，建立分级的产能及耗能、成本考核指标。监控能源产供耗数据，及时反映和定位异常发生。辅助处理能源介质的跑冒滴漏问题。

本发明通过监测介质能源品质，改善产供能质量，提高能源利用率。建立节能评价制度，加强能源改进项目管理和推广，促进节能目标的实现。辅助企业提高全员节能意识，促进节能经验技术共享。建立与能源相关的事件应急预案，建立能源设备技术资料库，辅助能源管理部门应对各类能源突发事件，降低损失。

本发明为能源管理梳理了泛化的能源管理业务，以能源管理的主体流程为骨架，结合可以自由配置的职能岗位、介质组成、统计结构、运算逻辑，以适应不同钢铁行业对能源管理的需求。本发明的研发目标，明确钢铁企业能源管理是以服务钢铁生产为前提,以能源生产、消耗和质量数据的收集为基础，以基于数学模型的归纳、分析为手段，以指导企业合理产能、合理耗能为中心,以提高企业能源利用率、降低能源消耗为目的业务集合。

Claims (9)

1.一种用于能源中心的能源二级管理平台，其特征在于，包括动态web界面生成模块、WEB-UI库模块、后台管理模块、通用权限管理模块、数据接口模块、预开发能源管理业务模块；预开发能源管理业务模块包括：能源计划管理、能源实绩管理、能源调度运行支持管理、能效分析管理、能源质量管理、能源设备管理、能源报表系统、系统配置管理；能源二级管理平台运行在能源系统管理服务器上；

模块连接关系：

动态web界面生成模块、webui库模块属于前台，用于显示页面的结构、功能、数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面；

通用权限模块、后台管理模块、数据接口模块、能源管理业务模块属于后台，实现对数据的保存和读取操作；数据访问，能访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档；

前台模块与后台模块之间通过ajax进行通信；ajax处理用户输入的信息，或者是将这些信息发送给后台进行保存，或者是调用后台中的函数再次读出这些数据；

模块功能与实现：

1)动态web界面生成模块，前台界面采用html5+css3,支持多种浏览器平台，高度兼容IE6、IE7、IE8、IE9、Chrome、Firefox浏览器；开发多种界面模板，支持后台可视化配置自动生成前台界面，减少开发人员html编码错误，提高工作效率；

2)WEB-UI库模块，为保持系统在多种浏览器平台下的界面一致性和兼容性，应用目前流行的extjs商业组件，开发统一的WEB-UI库，利用jquery+jquery ui开发；

3)后台管理模块，后台数据库保存所有数据和预定义样式，根据配置生成需要的html模板界面；后台采用.net框架,前台后台通讯采用ajax+json进行交互；为保持通用性和可扩展性，后台预留java平台、ruby平台接口；

4)通用权限管理模块，通用权限管理模块可独立使用，同时预先内置到平台中，可以配置不同的用户权限级别并为不同的用户分配访问前台系统模块的权限；

5)数据接口模块，数据接口模块负责从SCADA系统和信息化系统获取数据，进行统一处理后存入关系数据库系统，并对外提供访问接口，供其他模块调用；

6)预开发能源管理业务模块，能源系统二级管理系统开发整体设计是基于对能源数据进行采集、处理、和分析；预开发能源管理业务模块主要是将企业能源管理的通用部分进行平台模块化开发，为二次开发人员提供基础性平台。

2.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源计划管理，根据生产系统提供的钢铁生产计划信息，设备检修信息以及生产原料、能源介质的购入和库存信息，结合从SCADA系统和信息化系统中采集处理的各能源介质的实绩信息，计算能源单耗，根据对能耗历史的分析，帮助制定能源计划，并由能源管理人员，进行能源计划的审核、审批，当审批通过之后，正式发布能源计划，然后就可以进行能源计划的查询，对能源使用计划给出指标指导。

3.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源实绩管理，根据从SCADA系统和信息化系统获取电、水、煤气、氧、氮、氩、蒸汽各个能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，计算按部门、工序给出各个能源介质的每日、月、年和任意时间段的能源消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报、周报或月报，并进行实时能源数据的趋势分析和历史实绩数据的折线图、柱状图和饼形图趋势分析。

4.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源调度运行支持管理，调度运行支持以能源调度日常运行管理的数字化为目标，通过对涉及运行安全、经济运行事务的管理，提升运行管理和安全水平，实现供能的稳定和安全，从而实现了能源运行管理的规范化、信息化、无纸化管理，系统包括运行方式变更管理、调度管理、能源事故管理、应急预案管理。

5.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能效分析管理，包括四级能源指标、工序单耗分析、对标分析、指标综合查询。

6.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源质量管理，能源介质的质量分析管理，包括能源介质质量标准管理、数据统计分析、质量指标跟踪分析；能源质量管理检测项目参考前述质量数据采集范围。

7.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源设备管理，设备管理是对能源中心范围内重点能源设备进行运行管理，包括设备台帐信息管理、设备运行状态管理、设备故障管理、设备维修管理、机旁备件管理、设备隐患管理。

8.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：能源报表系统，自动生成或用户定制能源中心及各级能源管理部门的常规报表和综合报表。

9.根据权利要求1所述的能源中心的能源二级管理平台，其特征在于：系统配置管理，系统管理组件是系统的基础组件，用来辅助系统的管理员管理和维护整个系统的运行及对系统的公共信息进行配置。