CN105225054A - 一种工业能源管理公共服务平台 - Google Patents

Abstract

发明提供的一种工业能源管理公共服务平台,包括应用层、数据中心和通讯层。其中，应用层主要包括能耗在线监测、经济运行分析、电子节能监察、企业服务部分；数据中心包括数据储存模块和数据分析模块；通讯层为数据采集和数据统一化、标准化处理部分。该系统基于企业CIM，通过对企业信息、耗能信息的统一化、标准化处理以及双引擎海量大数据管理平台建立统一数据模型；本系统可以对现有各个工业企业监测装置发送的数据进行统一编码并提供统一的模型参数服务，为能耗在线监测、节能诊断决策提供标准的实时数据服务，以解决现有企业能耗在线监测体系不健全，政府机关不能全面、及时掌握工业企业总体用能趋势和经济运行情况等问题。

Description

一种工业能源管理公共服务平台

技术领域

本发明涉及工业能耗在线监测与节能减排领域，特别是一种工业能源管理公共服务平台。

背景技术

近年来，中国年经济增长均维持在8％左右，作为经济发展的支柱的工业是能源消耗的主要领域，随着经济的快速增长，工业能耗也急速增加，尤其体现在钢铁、冶金等高耗能行业。“十二五”期间全国工业能耗占全社会能耗比重超过70％，以煤为主的一次能源结构造成了严重的环境污染:酸雨率全国40％，SO2排放量的90％，NOx排放量的60％都来自于燃煤，全国SO2排放总量超过环境承载能力的70％左右，世界污染严重的20城市中国占16个，生态破坏造成的经济损失已占全国GDP的8％左右，已严重威胁经济和社会的可持续发展。随着工业化、城镇化进程的加快，“十三五”期间工业节能减排任务更重、压力更大，能源消耗与供给的矛盾日益突出。在可以预见的未来，我国能源消耗将是空前的，如何预期能源消耗趋势以及能源对经济和环境等诸多因素的影响，将是对我们的一个巨大的挑战！

国家工信部2012年下发了《关于开展工业能耗在线监测试点工作的通知》(工信部节[2012]340号)文件。按照文件精神及国家工业节能“十三五”规划安排，为切实加强工业能耗信息监测，提高工业能耗预测预警能力，加快推进工业化和信息化深度融合，加强对重点耗能企业的节能管理，亟需一套工业能源管理公共服务平台能够全面、及时掌握能源消耗的详细情况，准确分析能源消费趋势、加强能耗在线监测、预测预警、制定科学的产业政策，同时也是现代企业实现精细化节能管理、促进节能降耗的必然需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明了一种工业能源管理公共服务平台，以解决现有企业能耗在线监测体系不健全，政府机关不能全面、及时掌握工业企业总体用能趋势和经济运行情况、企业节能减排和节能监察意识水平不高、信息化办公水平落后等多种专业应用的问题。

一种工业能源管理公共服务平台，包括应用管理模块、数据采集模块、数据储存模块和数据处理模块，其中：

数据采集模块：采集生产企业的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理；

数据储存模块：为双引擎海量大数据储存库，包括实时数据库和模型数据库，其中实时数据库储存数据采集模块得到的实时数据和企业填报数据，模型数据库储存数据处理模块得到的数据模型以及历史数据；

数据处理模块：首先对数据储存模块中的数据进行分类整合，然后对整合后的数据进行模型转换；

进一步的，所述模型可以是：异常点报告、高能耗信息表、能耗超限信息表、异常点记录、电能消耗、各物料消耗、水资源消耗等。

应用管理模块：主要包括能耗在线监测、经济运行分析、电子节能监察、企业服务部分，根据各应用部分的功能，调取模型数据库及应用部分中的相应数据进行处理和转化，实现所需应用功能。

所述数据采集模块采集的数据按照数据来源和数据特性不同可分为在线监测信息、设备运行工况信息、台帐信息、试验信息、用电信息、配料信息等；其中在线监测信息来自企业内各类不同的设备状态监测系统，设备运行工况信息来自生产控制系统，台帐信息、试验信息、来自生产管理信息系统，用电信息来自电力用电信息采集系统，配料信息来自企业生产配料系统。

所述数据采集模块中所述控制器为状态接入控制器CAC。

应用管理模块中所述能耗在线监测部分为生产过程的动态监控，主要通过原料流、能源流、价值流、设备状态四个方面进行动态监测，以各类能源消耗的趋势曲线、能源结构图等方式监控企业能源消耗；能耗在线监测部分可按系统指标、工序指标、工序介质单耗、重点设施单耗监测四部分对监测数据进行分析和判断。

所述经济运行分析的分析过程为：

(1)工业企业填报数据，包括预设能耗、预设物料消耗、预设产出等；

(2)调取工业企业实时能耗和生产数据与企业填报数据进行对比；

(3)通过预设公式计算各企业能耗/产出比；

(4)汇总全市各工业企业能耗/产出比，对企业耗能情况、产出情况、能源利用率、物料利用率等进行排名。

应用管理模块中所述电子节能监察部分包括政府监察部分和企业自查部分，其中：

政府监察部分为：通过对比企业实施能耗数据和国家/地区规定的能耗限额标准，以能耗趋势曲线的方式向政府监察部门实时反馈企业耗能情况，重点提示超额企业，可根据超额数额对企业进行分级：轻微超额、超额、严重超额等；

企业自查部分为：结合企业能耗预设值和实时能耗数据，以实时能耗曲线方式实时反映企业当前各模块、组件、装置的能耗情况，记录超额部分形成异常点记录，并将该异常点数据实时体现在实时能耗曲线上。

应用管理模块中所述企业服务部分主要包括：高能预警组件、信贷沟通组件、智能管家组件；

所述高能预警组件首先会记录各类型企业能耗预设值，然后调取模型模数库中的相应数据进行对比分析，接近预设值时向企业发出警告；超出预设值时向企业发出超出预设值警报；超出预设最大值时向企业发出高耗能警报；

所述信贷沟通组件通过获取银行贷款信息与条件后筛选有条件企业进行信息传递，实现有信贷需求的企业与银行的及时互动。

所述智能管家组件通过下述步骤实现对企业的能耗进行科学合理的指导：

A.根据企业实时能耗和预设值进行分析对比，对超额部分形成异常点；

B.根据预设程序调节企业各装置、设备的运行状态，消除异常点；

C.如步骤B不能消除异常点，则调取智库中的解决方案；如智能中不存在相应解决方案则在云平台上搜索符合该企业的能耗解决方案；如仍不能获取解决方案则记录该提示不存在解决方案；

D.向企业发送解决方案。

所述工业能源管理系统预留有通讯接口，可采用WebService或UAPI方式接入到企业服务总线。

本发明提供的一种工业能源管理公共服务平台，该系统基于企业CIM，通过对企业信息、耗能信息的统一化、标准化处理以及双引擎海量大数据管理平台建立统一数据模型。本系统可以整合现有各个工业企业监测装置发送的数据并进行统一编码和提供统一的模型参数服务，建立双引擎海量大数据库，为能耗在线监测、节能诊断决策提供标准的实时数据服务，进行时间序列存盘，保存历史数据，提供标准的双引擎海量历史数据服务。

通过该公共服务平台可以很好的适用工业企业生产系统相对独立的特点，实现各异构系统数据的充分交互，提高对各种在线实时数据、历史数据、静态数据的处理、分析、应用。通过工业能源管理公共服务平台对各企业分散的系统数据有效的集成与融合，实现对工业企业能耗的状态评价，形成完整的工业能耗在线监测、状态评价与辅助决策支持体系。

此外，通过该平台实现工业在线监测系统、生产控制系统、生产管理信息系统、配料系统、用电信息采集系统等数据共享，实现对工业生产相关能耗数据的综合利用，为政府各部门机关全面掌握工业企业总体用能趋势和经济运行情况提供多维度、多方位的数据视图和综合数据展现的数据支撑和决策支持服务，使各级领导、业务主管部门能够全面、及时的掌握工业能源消耗的详细情况，提升节能减排和节能监察水平，提高相关项主管部门信息化办公水平和服务企业的意识。

因此，本发明所述一种工业能源管理公共服务平台可以实现如下目标：

1.通过能耗数据在线监测，实现工业用能动态监管；协助企业提高用能水平、实现工业能耗精细化管理。

2.通过能耗数据分析应用，服务工业领域节能减排，为政府部门提供节能管理决策支持，服务企业查问题、提方案、促节能。

3.通过经济指标数据汇总分析，实现对工业企业经济运行情况把握，为政府部门经济决策支持、服务工业与经济可持续发展。

附图说明

图1是本发明的总体应用架构图；

图2是本发明的通讯层结构图；

图3是本发明的数据中心结构图。

具体实施例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的工业能源管理公共服务平台构造了一个主要服务于政府、节能管理部门和工业企业的多方平台，能够跟踪企业用能过程、监管企业能源运行情况，通过信息化手段协助政府相关机构掌控企业总体用能趋势、经济运行情况和信息化办公的一体化综合性信息平台。

图1为本发明的总体应用架构图，如图所示，一种工业能源管理公共服务平台，包括应用层、数据中心和通讯层，其中：

应用层：主要包括能耗在线监测、经济运行分析、电子节能监察、企业服务部分，根据各应用部分的功能，调取实时数据库、模型数据库及应用部分中的相应数据进行处理和转化，以重点趋势图、报表、地图等形式展现业务功能。

数据中心:包括数据储存模块和数据分析模块：

通讯层：采集生产企业的生产数据和能耗数据，通过状态接入控制器CAC对采集的信息进行统一化、标准化处理,并将处理后的信息发送至数据中心。

应用层中包含的能耗在线监测部分为生产过程的动态监控，主要通过原料流、能源流、价值流、设备状态四个方面进行动态监测，以各类能源消耗的趋势曲线、能源结构图等方式监控企业能源消耗；能耗在线监测部分可按系统指标、工序指标、工序介质单耗、重点设施单耗监测四部分对监测数据进行分析和判断。

应用层中包含的经济运行分析的分析过程为：

(1)工业企业填报数据，包括预设能耗、预设物料消耗、预设产出等；

(2)调取工业企业实时能耗和生产数据与企业填报数据进行对比；

(3)通过预设公式计算各企业能耗/产出比；

(4)汇总全市各工业企业能耗/产出比，对企业耗能情况、产出情况、能源利用率、物料利用率等进行排名。

应用管理模块中所述电子节能监察部分包括政府监察部分和企业自查部分，其中：

政府监察部分为：通过对比企业实施能耗数据和国家/地区规定的能耗限额标准，以能耗趋势曲线的方式向政府监察部门实时反馈企业耗能情况，重点提示超额企业，可根据超额数额对企业进行分级：轻微超额、超额、严重超额等。如某企业超出限额不足5％，则提示监察部门该企业为轻微超额企业；如某企业超额5％～10％，则提示监察部门该企业为超额企业；如企业超额10％以上，则提示监察部门该企业为严重超额企业。

企业自查部分为：结合企业能耗预设值和实时能耗数据，以实时能耗曲线方式实时反映企业当前各模块、组件、装置的能耗情况，记录超额部分形成异常点记录，并将该异常点数据实时体现在实时能耗曲线上，这样管理人员可以及时的获知企业生产过程中的能耗状况，及时获知生产过程中存在能耗异常的设备或组件，提高企业能源利用效率。

应用层中包含的企业服务部分主要包括：高能预警组件、信贷沟通组件、智能管家组件：

所述高能预警组件首先会记录各类型企业能耗预设值，然后调取模型模数库中的相应数据进行对比分析，接近预设值时向企业发出警告；超出预设值时向企业发出超出预设值警报；超出预设最大值时向企业发出高耗能警报；

所述信贷沟通组件通过获取银行贷款信息与条件后筛选有条件企业进行信息传递，实现有信贷需求的企业与银行的及时互动。

所述智能管家组件通过下述步骤实现对企业的能耗进行科学合理的指导：

A.获取企业的异常点；

B.根据预设程序调节企业各装置、设备的运行状态，消除异常点；

C.如步骤B不能消除异常点，则调取智库中的解决方案；如智能中不存在相应解决方案则在云平台上搜索符合该企业的能耗解决方案；如仍不能获取解决方案则记录该提示不存在解决方案；

D.向企业发送解决方案。

该工业能源管理公共服务平台预留有通讯接口，可采用WebService或UAPI方式接入到企业服务总线。

企业可以根据自身需要自行选择、组合、新增应用层中的应用组件。

图2为本发明的通讯层结构图，通讯层的主要作用为采集企业数据和能耗数据。企业数据按照数据来源和数据特性不同可分为在线监测信息、设备运行工况信息、台帐信息、试验信息、用电信息、配料信息等；其中在线监测信息来自企业内各类不同的设备状态监测系统，设备运行工况信息来自生产控制系统，台帐信息、试验信息、来自生产管理信息系统，用电信息来自电力用电信息采集系统，配料信息来自企业生产配料系统。通过状态接入控制器CAC(conditionacquisitioncontroller)对企业数据统一进行规范化、标准化处理。该CAC设于企业内，是一种以标准方式连接企业内各类系统、装置、传感器上，将各类系统、装置、传感器的状态信息转化为标准信息，并对各类系统、装置、传感器进行标准化控制的设备。而企业自填信息和能耗信息则通过互联网采集获取。数据传输方式为有线网络方式或GPRS无线专网方式。

图3是本发明的数据中心结构图；数据中心包括了数据储存模块和数据处理模块，其中：

数据储存模块：采用双引擎海量大数据储存库，包括实时数据库、历史数据库和模型数据库，其中实时数据库储存数据采集模块得到的实时数据和企业填报数据，模型数据库储存数据处理模块得到的数据模型；历史数据库储存历史数据。

数据处理模块：首先对数据储存模块中的数据进行分类整合，然后对整合后的数据进行模型转换，所述模型包括：异常点报告、高能耗信息表、能耗超限信息表、异常点记录、电能消耗、各物料消耗、水资源消耗等，并将实时数据按时间序列存盘，保存为历史数据。

应该注意到并理解，在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (10)

1.一种工业能源管理公共服务平台，包括应用层、数据中心和通讯层，其特征在于：

应用层：主要包括能耗在线监测、经济运行分析、电子节能监察、企业服务部分，根据各应用部分的功能，调取模型数据库及应用部分中的相应数据进行处理和转化，实现所需应用功能；

数据中心包括数据储存模块和数据分析模块；其中：

数据储存模块：为双引擎海量大数据储存库，包括实时数据库和模型数据库，其中实时数据库储存数据采集模块得到的实时数据和企业填报数据，模型数据库储存数据处理模块得到的数据模型以及历史数据；

数据处理模块：首先对数据储存模块中的数据进行分类整合，然后对整合后的数据进行模型转换；

通讯层：采集生产企业的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理。

2.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，所述通讯层采集的数据按照数据来源和数据特性不同可分为在线监测信息、设备运行工况信息、台帐信息、试验信息、用电信息、配料信息等；其中在线监测信息来自企业内各类不同的设备状态监测系统，设备运行工况信息来自生产控制系统，台帐信息、试验信息、来自生产管理信息系统，用电信息来自电力用电信息采集系统，配料信息来自企业生产配料系统。

3.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，所述通讯层的信息传输方式可以为GPRS无线专网方式。

4.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，通讯层中所述控制器状态接入控制器CAC，该状态接入控制器具有兼容其他设备的接入端。

5.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，应用层中所述能耗在线监测部分为生产过程的动态监控，主要通过原料流、能源流、价值流、设备状态四个方面进行动态监测，以各类能源消耗的趋势曲线、能源结构图等方式监控企业能源消耗；能耗在线监测部分可按系统指标、工序指标、工序介质单耗、重点设施单耗监测四部分对监测数据进行分析和判断。

6.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，应用层中所述经济运行分析的分析过程为：

(1)工业企业填报数据，包括预设能耗、预设物料消耗、预设产出等；

(2)调取工业企业实时能耗和生产数据与企业填报数据进行对比；

(3)通过预设公式计算各企业能耗/产出比；

(4)汇总全市各工业企业能耗/产出比，对企业耗能情况、产出情况、能源利用率、物料利用率等进行排名。

7.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，应用层中所述电子节能监察部分包括政府监察部分和企业自查部分，其中：

政府监察部分为：通过对比企业实施能耗数据和国家/地区规定的能耗限额标准，以能耗趋势曲线的方式向政府监察部门实时反馈企业耗能情况，重点提示超额企业，可根据超额数额对企业进行分级：轻微超额、超额、严重超额等；

企业自查部分为：结合企业能耗预设值和实时能耗数据，以实时能耗曲线方式实时反映企业当前各模块、组件、装置的能耗情况，记录超额部分形成异常点记录，并将该异常点数据实时体现在实时能耗曲线上。

8.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，应用层中所述企业服务部分主要包括：高能预警组件、信贷沟通组件、智能管家组件；

9.根据权利要求8所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于：

所述高能预警组件首先会记录各类型企业能耗预设值，然后调取模型模数库中的相应数据进行对比分析，接近预设值时向企业发出警告；超出预设值时向企业发出超出预设值警报；超出预设最大值时向企业发出高耗能警报；

所述信贷沟通组件通过获取银行贷款信息与条件后筛选有条件企业进行信息传递，实现有信贷需求的企业与银行的及时互动。

所述智能管家组件通过下述步骤实现对企业的能耗管理：

A.根据企业实时能耗和预设值进行分析对比，对超额部分形成异常点；

B.根据预设程序调节企业各装置、设备的运行状态，消除异常点；

C.如步骤B不能消除异常点，则调取智库中的解决方案；如智能中不存在相应解决方案则在云平台上搜索符合该企业的能耗解决方案；如仍不能获取解决方案则记录该提示不存在解决方案；

D.向企业发送解决方案。

10.根据权利要求1所述工业能源管理公共服务平台，其特征在于，所述工业能源管理系统预留有通讯接口，可采用WebService或UAPI方式接入到企业服务总线。