CN104410163B - 一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法，其采用的电能管理系统包括电能监测仪、互联网或局域网、电能管理系统服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接，电能管理人员计算机通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接；电能管理系统服务器中设有数据处理模块、数据采集主站系统和原始数据库，以及与所述数据处理模块连接的报警提示模块，该方法针对单台用电设备建立典型负荷曲线和实时负荷曲线，从而自动分析判断用电设备是否出现异常，并将异常的报警信号发送给报警提示模块。本发明还公开了针对生产流水线上多台关联的用电设备的用电负荷进行自动分析判断并报警的技术方案。

Description

一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法

技术领域

本发明涉及一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法。

背景技术

电力是国民经济发展的基础资源，随着我国现代化建设的进展、科学技术的进步和人民生活水平的不断提高，对电力的需求越来越大。为了缓解电力能源供应的紧张局面，降低电力需求和减少电能消耗，采用电力需求侧管理是一种比较好的应对方法。现有技术中，本发明人研发的企业电能节能管理系统（中国发明专利申请号201010017283.2）运用先进的电能管理思想和技术，对电力用户电能数据进行实时采集、整合，建立了数据中心，构建了电力需求侧管理信息服务系统。

目前，这种电力需求侧管理服务系统能够实时采集并显示用电设备的电力负荷变化情况，电能管理人员通过观察用电设备的负荷曲线，发现各指标间的关系，再结合生产流程与工艺，分析各用电设备的负荷性质、分析电能消耗的合理性，从而找出企业中浪费电能的部位，找到电能优化的办法。但是，目前公开的这种企业电能节能管理系统的缺陷在于：需要电能管理人员仔细的观察和分析才能发现问题，需要消耗大量的人力资源。因此，亟需开发一种基于电能管理系统的更加自动化的安全生产与节能方法，使系统能够自主分析和判断用电设备的异常并及时提示电能管理人员进行处理，提高生产效率，减轻电能管理人员的工作强度。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法，减轻电能管理人员的工作强度。

为达到上述目的，本发明采用以下两种技术方案。

本发明的两种技术方案均是基电能管理系统的安全生产与节能方法。

第一种技术方案针对企业中单台用电设备的异常运行进行分析判断，达到的技术效果是能够通过电能管理系统自动分析判断找出企业中运行异常的某一台用电设备，并将运行异常的报警信号发送给报警提示模块进行提示，从而让电能管理人员及时发现企业用电损耗部位并排除异常因素，减轻电能管理人员的工作强度，提高企业生产安全和节能水平。

第一种技术方案具体为：

一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法，所述电能管理系统包括设在企业用电设备处的电能监测仪、互联网或局域网、电能管理系统服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接，电能管理人员计算机通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接；所述电能管理系统服务器中设有数据处理模块和与数据处理模块连接的数据采集主站系统和原始数据库，其特征在于：

所述电能管理系统中设有与所述数据处理模块连接的报警提示模块，所述数据采集主站系统的输出信号输入原始数据库，所述原始数据库的输出信号经数据提取模块后输出的信号输入所述数据处理模块，所述数据处理模块的输出信号输入报警提示模块；

所述安全生产与节能方法包括以下步骤：

1）电能监测仪采集用电设备的用电信息后，通过互联网或局域网发送到电能管理系统服务器；

2）电能管理系统服务器通过数据采集主站系统接收所述电能监测仪传来的数据，并存入原始数据库；

3）数据处理模块提取其中一台处于正常工作状态的用电设备的原始数据，对原始数据进行分析，针对该台用电设备在一工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的消耗功率为纵坐标的典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；

4）数据处理模块提取该台用电设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对该台用电设备在所述工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的实际消耗功率为纵坐标的实时负荷曲线，并将该实时负荷曲线与所述典型负荷曲线进行比较，当该台用电设备的实时负荷出现以下情况时，判断该台用电设备运行出现异常：

a）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于典型消耗功率，且超过幅度大于或等于10%时；

b）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于或等于所述典型消耗功率的5%，且小于或者等于所述典型消耗功率的20%时；

c）当该台用电设备的实际消耗功率在工作中的一个单位时间跨度内波动频繁，且波动的振幅超过该单位时间内的典型消耗功率的平均值的20%时；

5）所述数据处理模块判断该台用电设备运行出现异常后，向所述报警提示模块发送报警信号。

所述安全生产与节能方法还包括步骤6）所述报警提示模块收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。

其中，数据处理模块包括数据分析模块和决策报告生成模块。

第二种技术方案针对企业中多台用电设备组成的生产流水线中的某一台用电设备的异常运行进行分析判断，达到的技术效果时能够通过电能管理系统自动分析判断生产流水线中哪一台用电设备运行异常，并将运行异常的报警信号发送给报警提示模块进行提示，从而让电能管理人员及时发现企业生产流水线中的用电损耗部位并排除异常因素，减轻电能管理人员的工作强度，提高企业生产流水线的整体生产安全和节能水平。

第二种技术方案所采用的电能管理系统与第一种技术方案相同，二者差别在于安全生产与节能方法的步骤不同，第二种技术方案所采用的安全生产与节能方法的步骤具体为：

1）电能监测仪采集用电设备的用电信息后，通过互联网或局域网发送到电能管理系统服务器；

2）电能管理系统服务器通过数据采集主站系统接收所述电能监测仪传来的数据，并存入原始数据库；

3）针对按照连续生产的前后顺序依次设置的前端设备和后端设备，数据处理模块分别提取所述前端设备和所述后端设备处于正常工作状态时的原始数据，对原始数据进行分析，针对所述前端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的典型消耗功率为纵坐标的前端设备典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；针对所述后端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的典型消耗功率为纵坐标的后端设备典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；

4）数据处理模块提取同一时段所述前端设备和所述后端设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对所述前端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的实际消耗功率为纵坐标的前端设备实时负荷曲线，针对所述后端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的实际消耗功率为纵坐标的后端设备实时负荷曲线，将所述前端设备实时负荷曲线与所述前端设备典型负荷曲线进行比较，将所述后端设备实时负荷曲线与所述后端设备典型负荷曲线进行比较，当同一时点所述后端设备的实际消耗功率大于所述后端设备的典型消耗功率的5%，且所述前端设备的实际消耗功率小于或者等于所述前端设备的典型消耗功率的5%时，判断所述后端设备运行出现异常；

5）所述数据处理模块判断所述后端设备运行出现异常后，将分析结果送入决策报告生成模块，所述决策报告生成模块向所述报警提示模块发送报警信号。

所述安全生产与节能方法还包括步骤6）所述报警提示模块收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。

以上两种技术方案基于同一电能管理系统，实现了对单台用电设备的运行异常的自动分析诊断和报警提示，以及对生产流水线上的用电设备的运行异常的自动分析诊断和报警提示，提高了电能管理系统的自动化水平，减轻了电能管理人员的工作强度，进一步提高了企业用电的安装生产和节能水平。

以上两种技术方案可分别单独实施，也可以同时在一套电能管理系统上实施。以上两种技术方案在一套电能管理系统上同时实施时，第一种技术方案的步骤和第二种技术方案的步骤可先后执行，也可由电能管理人员根据实际情况择一执行。譬如先针对单台用电设备的用电负荷进行自动分析诊断，然后再对组成生产流水线相关联的多台设备的用电负荷进行自动分析诊断；或者先针对组成生产流水线相关联的多台设备的用电负荷进行自动分析诊断，再对单台设备的用电负荷进行自动分析诊断；或者电能管理工作人员根据实际情况，选择对某一个具体的单台设备的用电负荷进行自动分析诊断，也可以选择对某几个组成生产流水线的多台设备的用电负荷进行自动分析诊断。

附图说明

图1为本发明中的电能管理系统的网络拓扑结构图。

图2为本发明中的电能管理系统图的模块方框图。

图3为本发明第二种实施例中的生产流水线的工艺流程框图。

附图中：1-用电设备；2-车间配电柜；3-厂变二次侧；4-电能监测仪；5-互联网或局域网；6-电能管理系统服务器；7-电能管理人员计算机；8-数据采集主站系统；9-原始数据库；10-设备电力信息库；11-专家库；111-可视化处理系统；112-配网诊断专家系统；113-能耗审计与评价专家系统；114-电能质量分析专家系统；115-节能空间评估专家系统；116-节能与配网方案专家系统；12-标准库；121-用电水平评价标准库；122-配网评价标准库；123-电能质量标准；124-节能方案库；125-用电能耗标准库；13-数据处理模块；131-数据分析模块；132-决策报告生成模块；14-决策库；15-显示模块；16-报警提示模块。

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说明。

实施例一

如图1所示，本实施例所采用的电能管理系统包括安装在企业用电设备1处、车间配电柜2和厂变二次侧3的电能监测仪4、互联网或局域网5、电能管理系统服务器6、电能管理人员计算机7。电能监测仪4通过互联网或局域网5与电能管理系统服务器6连接，电能管理人员计算机7通过互联网或局域网5与电能管理系统服务器6连接、

如图2所示，所述电能管理系统服务器6中设有数据处理模块13和与数据处理模块13连接的数据采集主站系统8、原始数据库9、设备电力信息档案库10、专家库11、标准库12和决策库14。数据处理模块13包括数据分析模块131和决策报告生成模块132。

在电能管理系统中，数据采集主站系统8的输出信号输入原始数据库9，原始数据库9的输出信号经数据提取模块后输出的信号，和专家库11的输出信号、标准库12的输出信号，以及设备电力信息档案库10的输出信号经数据提取模块后输出的信号一起输入数据分析模块131，数据分析模块131的输出信号输入决策报告生成模块132，决策报告生成模块132的输出信号分别输入决策库14、显示模块15和报警提示模块16。

本实施例的基于上述电能管理系统的安全生产与节能方法包括以下步骤：

1）用电设备1的电能监测仪4采集用电信息后，通过互联网或局域网5发送到电能管理系统服务器6；

2）电能管理系统服务器6通过数据采集主站系统8接收电能监测仪4传来的数据，并存入原始数据库9；

3）数据分析模块131提取其中一台处于正常工作状态的用电设备的原始数据，对原始数据进行分析，针对该台用电设备在一工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的消耗功率为纵坐标的典型负荷曲线并保存在所述原始数据库9中；

4）数据分析模块131提取该台用电设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对该台用电设备在所述工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的实际消耗功率为纵坐标的实时负荷曲线，并将该实时负荷曲线与所述典型负荷曲线进行比较，当该台用电设备的实时负荷出现以下情况时，判断该台用电设备运行出现异常：

a）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于典型消耗功率，且超过幅度大于或等于10%时；

b）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于或等于所述典型消耗功率的5%，且小于或者等于所述典型消耗功率的20%时；

c）当该台用电设备的实际消耗功率在工作中的一个单位时间跨度内波动频繁，且波动的振幅超过该单位时间内的典型消耗功率的平均值的20%时；

5）数据分析模块131判断该台用电设备运行出现异常后，将分析结果送入决策报告生成模块132，决策报告生成模块132向报警提示模块16发送报警信号。

6）报警提示模块16收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机7发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。

实施例一的安全生产与节能方法，针对单台用电设备的用电负荷进行自动分析诊断和报警，电能管理人员不需要再进行数据加工，就能直观地在计算机上收到报警提示信息，或者在手机收到报警提示短信，或者在用电设备的现场听到蜂鸣器的蜂鸣声时，从而及时知道用电设备已经出现了运行异常的情况，因此可进一步及时采取措施排除异常情况，减少安全隐患，减少电能损耗，提高用电设备的安全生产与节能水平。

实施例二

本实施例中所采用的电能管理系统与实施例一相同，实施例二与实施例一的区别在于针对的应用场景和电能管理系统执行的步骤不同。

如图3所示，实施例二所针对的是由按照连续生产的前后顺序依次设置的用电设备171、用电设备172、用电设备173组成的某生产线17。用电设备171、172和173也都属于如图1所示的用电设备1的一种。本实施例以判断用电设备172是否出现运行异常情况进行详细解释说明。

实施例二提供的基于上述电能管理系统的安全生产与节能方法包括以下步骤：

1）设在用电设备1（包括用电设备171、172、173）上的电能监测仪4分别采集用电信息后，通过互联网或局域网5发送到电能管理系统服务器6；

2）电能管理系统服务器6通过数据采集主站系统8接收电能监测仪4传来的数据，并存入原始数据库9；

3）以用电设备171为前端设备，以用电设备172为后端设备，数据分析模块131分别提取所述前端设备和所述后端设备处于正常工作状态时的原始数据，对原始数据进行分析，针对所述前端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的典型消耗功率为纵坐标的前端设备典型负荷曲线并保存在原始数据库9中；针对所述后端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的典型消耗功率为纵坐标的后端设备典型负荷曲线并保存在原始数据库9中；

4）数据分析模块131提取同一时段所述前端设备和所述后端设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对所述前端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的实际消耗功率为纵坐标的前端设备实时负荷曲线，针对所述后端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的实际消耗功率为纵坐标的后端设备实时负荷曲线，将所述前端设备实时负荷曲线与所述前端设备典型负荷曲线进行比较，将所述后端设备实时负荷曲线与所述后端设备典型负荷曲线进行比较，当同一时点所述后端设备的实际消耗功率大于所述后端设备的典型消耗功率的5%，且所述前端设备的实际消耗功率小于或者等于所述前端设备的典型消耗功率的5%时，判断所述后端设备运行出现异常；

5）数据分析模块131判断所述后端设备运行出现异常后，将分析结果送入决策报告生成模块132，决策报告生成模块132向所述报警提示模块16发送报警信号。

6）报警提示模块16收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机7发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。

实施例二的安全生产与节能方法，针对生产流水线中的用电设备的用电负荷进行自动分析诊断和报警，自动甄别出运行异常的用电设备，电能管理人员不需要再进行数据加工，就能直观地在计算机上收到报警提示信息，或者在手机收到报警提示短信，或者在用电设备的现场听到蜂鸣器的蜂鸣声时，从而及时知道生产流水线上哪一台用电设备已经出现了运行异常的情况，因此可进一步及时采取措施排除异常情况，减少安全隐患，减少电能损耗，提高生产流水线上用电设备的安全生产与节能水平。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法，所述电能管理系统包括设在企业用电设备处的电能监测仪、互联网或局域网、电能管理系统服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接，电能管理人员计算机通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接；所述电能管理系统服务器中设有数据处理模块和与数据处理模块连接的数据采集主站系统和原始数据库，其特征在于：

所述电能管理系统中设有与所述数据处理模块连接的报警提示模块，所述数据采集主站系统的输出信号输入原始数据库，所述原始数据库的输出信号经数据提取模块后输出的信号输入所述数据处理模块，所述数据处理模块的输出信号输入报警提示模块；

所述基于电能管理系统的安全生产与节能方法包括以下步骤：

1）电能监测仪采集用电设备的用电信息后，通过互联网或局域网发送到电能管理系统服务器；

2）电能管理系统服务器通过数据采集主站系统接收所述电能监测仪传来的数据，并存入原始数据库；

3）数据处理模块提取其中一台处于正常工作状态的用电设备的原始数据，对原始数据进行分析，针对该台用电设备在一工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的消耗功率为纵坐标的典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；

4）数据处理模块提取该台用电设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对该台用电设备在所述工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以该台用电设备的实际消耗功率为纵坐标的实时负荷曲线，并将该实时负荷曲线与所述典型负荷曲线进行比较，当该台用电设备的实时负荷出现以下情况时，判断该台用电设备运行出现异常：

a）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于典型消耗功率，且超过幅度大于或等于10%时；

b）当该台用电设备在所述工作时段内同一时点的实际消耗功率大于或等于所述典型消耗功率的5%，且小于或者等于所述典型消耗功率的20%时；

c）当该台用电设备的实际消耗功率在工作中的一个单位时间跨度内波动频繁，且波动的振幅超过该单位时间内的典型消耗功率的平均值的20%时；

5）所述数据处理模块判断该台用电设备运行出现异常后，向所述报警提示模块发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的基于电能管理系统的安全生产与节能方法，其特征在于：所述安全生产与节能方法还包括步骤6）所述报警提示模块收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。

3.一种基于电能管理系统的安全生产与节能方法，所述电能管理系统包括设在企业用电设备处的电能监测仪、互联网或局域网、电能管理系统服务器、电能管理人员计算机，电能监测仪通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接，电能管理人员计算机通过互联网或局域网与电能管理系统服务器连接；所述电能管理系统服务器中设有数据处理模块和与数据处理模块连接的数据采集主站系统和原始数据库，其特征在于：

所述电能管理系统中设有与所述数据处理模块连接的报警提示模块，所述数据采集主站系统的输出信号输入原始数据库，所述原始数据库的输出信号经数据提取模块后输出的信号输入所述数据处理模块，所述数据处理模块的输出信号输入报警提示模块；

所述基于电能管理系统的安全生产与节能方法包括以下步骤：

1）电能监测仪采集用电设备的用电信息后，通过互联网或局域网发送到电能管理系统服务器；

2）电能管理系统服务器通过数据采集主站系统接收所述电能监测仪传来的数据，并存入原始数据库；

3）针对按照连续生产的前后顺序依次设置的前端设备和后端设备，数据处理模块分别提取所述前端设备和所述后端设备处于正常工作状态时的原始数据，对原始数据进行分析，针对所述前端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的典型消耗功率为纵坐标的前端设备典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；针对所述后端设备在一个工作时段内的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的典型消耗功率为纵坐标的后端设备典型负荷曲线并保存在所述原始数据库中；

4）数据处理模块提取同一时段所述前端设备和所述后端设备在实时运行时的实时数据并进行分析，针对所述前端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述前端设备的实际消耗功率为纵坐标的前端设备实时负荷曲线，针对所述后端设备的电力负荷，建立一条以时间为横坐标、以所述后端设备的实际消耗功率为纵坐标的后端设备实时负荷曲线，将所述前端设备实时负荷曲线与所述前端设备典型负荷曲线进行比较，将所述后端设备实时负荷曲线与所述后端设备典型负荷曲线进行比较，当同一时点所述后端设备的实际消耗功率大于所述后端设备的典型消耗功率的5%，且所述前端设备的实际消耗功率小于或者等于所述前端设备的典型消耗功率的5%时，判断所述后端设备运行出现异常；

5）所述数据处理模块判断所述后端设备运行出现异常后，将分析结果送入决策报告生成模块，所述决策报告生成模块向所述报警提示模块发送报警信号。

4.根据权利要求3所述的基于电能管理系统的安全生产与节能方法，其特征在于：所述安全生产与节能方法还包括步骤6）所述报警提示模块收到报警信号后执行以下一种或多种报警提示步骤：

①向所述电能管理人员计算机发送报警提示信息；

②向电能管理人员的手机发送报警提示短信；

③向用电设备所在现场的联动蜂鸣器发送报警信号，从而启动联动蜂鸣器发出蜂鸣声。