CN111160598A - 一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源管控领域，尤其涉及一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法及系统，该方法包括：根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准；基于能耗基准计算得到能耗预测值。通过使用本发明，可以实现以下效果：建立不同影响因素下的能耗基准库，考虑到不同因素对能耗基准的影响，针对当前工况的正常能耗进行较为准确的预测，有利于制定更加准确的生产计划以及对能耗的管控。
Description
技术领域
本发明涉及能源管控领域，尤其涉及一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法及系统。
背景技术
通常在一个工厂有多套装置，每套装置又有多个生产单元，每套装置能耗介质有数种，能耗计划、预测周期又分为年、月、日、班、小时等。装置、设备、计量点数量多，能源结构和系统复杂，需要对各装置不同周期的能耗计划、预测、监测、分析。由于工业装置的操作条件的不同，如装置的负荷、环境温度、加工方案等存在波动，装置的能耗可能因操作条件的变化而变化，而现有技术忽略操作条件的变化，简单的以装置能耗的平均值作为基准值是不合理的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法及系统
一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，包括：
根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；
确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准；
基于能耗基准计算得到能耗预测值。
优选的，所述影响因素包括：
加工方案、装置负荷、季节以及工况。
优选的，还包括：
当装置运行正常时，将能耗预测值与实际能耗值进行比较：若能耗预测值大于实际能耗值，则降低对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；若能耗预测值小于实际能耗值，则提高对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；
当装置运行出现故障时，则不对能耗基准以及能耗预测值进行修正。
优选的，还包括：
根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；
当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则触发报警。
一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，包括：
数据库建立模块，用于根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；
计算模块，用于确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准，基于能耗基准计算得到能耗预测值。
优选的，所述能影响能耗基准的影响因素包括：
加工方案、装置负荷、季节以及工况。
优选的，所述计算模块还用于：
当装置运行正常时，将能耗预测值与实际能耗值进行比较：若能耗预测值大于实际能耗值，则降低对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；若能耗预测值小于实际能耗值，则提高对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；
当装置运行出现故障时，则不对能耗基准以及能耗预测值进行修正。
优选的，所述计算模块还用于：
根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；
当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则发送报警指令。
通过使用本发明，可以实现以下效果：
1.建立不同影响因素下的能耗基准库，考虑到不同因素对能耗基准的影响，针对当前工况的正常能耗进行较为准确的预测，有利于制定更加准确的能源计划以及对能耗的管控；
2.以能耗预测值与实际能源消耗值进行比较，调整对应影响因素下的能耗基准对能耗预测值进行修正，进一步制定更加准确的能源计划以及对能耗的管控；
3.根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内，以对工业装置的故障进行判断或预警，及时通知相关岗位人员处理，从而避免能源损失。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法的示意流程图；
图2是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法中步骤S4的示意流程图
图3是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法中步骤S5的示意流程图；
图4是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统的示意框图；
图5是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统中数据采集模块的示意框图；
图6是本发明一实施例一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统中数据展示模块的示意框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的基本思想是引入装置负荷、原料性质、季节等影响因素，通过大数据分析技术，建立不同影响因素下的能耗基准库，针对当前工况的正常能耗水平进行较为准确的预测。针对当前影响因素下的正常能耗水平进行预测，并结合实时能耗数据进行异常判定，判断工业装置实际能源消耗值是否在正常的合理区间，评估工业装置的能源利用水平，推动导致能耗异常的原因分析、解决措施落实。当超出合理区间时，及时通知相关岗位人员处理，从而避免能源损失。
基于上述构思，本发明提出了一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；
在本实施例中需要尽可能多的考虑能够影响能耗基准的影响因素，主要包括：加工方案、装置负荷、季节、事件，当然也可以根据实际的工况添加相关的影响因素或者删除无关的影响因素。加工方案对应的是原材料种类以及对应原材料的加工方式；装置负荷对应的是工业装置的实际工作负荷，例如：100％～110％负荷、90％～100％负荷、80％～90％负荷；季节对应的是春季、夏季、秋季、冬季；事件对应的是工业装置的工况，例如：装置检修、设备故障等。
为保证能够在能耗基准库中匹配到对应影响因素下的能耗基准，因此实际在建立能耗基准库的过程中，需要计算在各种不同影响因素下的能耗基准。系统运行时计算不同装置负荷、事件、加工方案时的能耗基准，通过与能耗基准库比较，能够自动更新不同影响因素下的能耗基准，形成全加工方案、全装置负荷、全部事件、四个季节的动态能耗基准库。
S2：确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准；
基于能耗基准库中已经记录了各种影响因素下的能耗基准，因此根据所要能耗预测所对应的影响因素，就可以在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准。
S3：基于能耗基准计算得到能耗预测值。
能耗预测值＝生产计划值*能耗基准，系统根据匹配的能耗基准和能耗预测值制定相应的生产计划，并根据不同的影响因素实时更新，形成全厂能源计划统筹指令，涵盖所有能源相关计划的编制、分解、传达、执行，如能源计划、物料计划等，规范与之相关工作流程，形成计划单形式传达到相关部门，并可对计划执行情况、完成情况进行追踪。
在一实施例中，如图2所示，该方法还包括步骤S4：当装置运行正常时，将能耗预测值与实际能耗值进行比较：若能耗预测值大于实际能耗值，则降低对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；若能耗预测值小于实际能耗值，则提高对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；当装置运行出现故障时，则不对能耗基准以及能耗预测值进行修正。
以能耗预测值与实际能耗值进行比较：当发生能耗预测值与实际能耗值相差较大时，需要对该段时间的能耗情况进行检查和分析，查找能耗出入原因，如果是由于客观原因的能耗变化时，高于能耗基准值，分析具体原因，缩小检查范围，促进检修维护工作；低于能耗基准值，总结降低能耗经验和方法。如果是在正常运行下能耗基准出入时，则需要对基准值进行校准，实现能耗基准更新动态。
以预测量和消耗量的差值为依据进行调整，可以改变凭经验对能源系统进行平衡调整的现状，从而制定合理的能源使用计划，减少能量损失，提高企业的节能降耗水平。
在一实施例中，如图3所示，该方法还包括步骤S5：根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则触发报警。
工业装置一旦发生故障，其能耗基准就会和预测能耗基准相差较大，因此将实际能耗基准与预测能耗基准作对比即可判断是否有装置发生故障。根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，实时判断当前的能耗基准是否在范围内，跟踪是否超出正常范围或超出正常范围的数据点发生次数或发生时长达到触发条件及时进行报警，提醒生产操作人员关注。并结合设备能效、运行状态、故障诊断、巡检及检维修纪录等数据的运用，匹配到设备变化的规律，并对潜在的故障进行预警。
当能源基准的数据超出能耗基准阀值后，系统将自动产生提醒消息，并将其推送进行预警。根据类型、所属、等级、批次等分门别类的方式进行归纳，可以APP消息推送、短信发送、系统通知三种方式将消息及时有效的通知到相关人员知晓。
能耗基准库的建立是能源管理的新模式的体现，改变了传统能源管理粗放和滞后的问题，提升了智能化水平，使得能源管理更加精细，能源使用更加合理，能源控制更有水准。对于降低生产成本，具有极为重要的意义。
上述实施例提出一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，相应的，硬件方面，本实施例还提出一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，如图4所示，包括：数据库建立模块，用于根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；计算模块，用于确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准，基于能耗基准计算得到能耗预测值。
在本实施例中，如图5所示，本系统还包括：数据采集模块，用于采集装置上的测量仪表、DCS/PLC系统数据，通过工业防火墙，将物料、能源、辅料等参数数据传输到系统服务器上。
计算模块将服务器上采集到的数据，将数据按照小时、班、日、月的统计粒度进行累计计算，并结合物理上物料流向、能源流程的结构关系，将原始数据进行加工转换成结果所需要呈现的数据。
在本实施例中，如图6所示，本系统还包括：数据展示模块，用于通过可视化、图形化的展示方式，将用户关心的数据最为直观的方式呈现到用户面前，可根据用户需求自由组合，例如：表格、饼图、折线图、柱状图、气泡图等方式，通过不同维度(设备、工序、装置)和粒度(小时、班、日、月、年)展示方式，直观丰富的呈现。
在一实施例中，能影响能耗基准的影响因素包括：加工方案、装置负荷、季节以及工况。在本实施例中需要尽可能多的考虑能够影响能耗基准的影响因素，主要包括：加工方案、装置负荷、季节、事件，当然也可以根据实际的工况添加相关的影响因素或者删除无关的影响因素
在一实施例中，所述计算模块还用于：以能耗预测值与实际能源消耗值进行比较：当发生能耗预测值与实际能耗值相差较大时，需要对该段时间的能耗情况进行检查和分析，查找能耗出入原因，如果是由于客观原因的能耗变化时，高于能耗基准值，分析具体原因，缩小检查范围，促进检修维护工作；低于能耗基准值，总结降低能耗经验和方法。如果是在正在运行下能耗基准出入时，则需要对基准值进行校准，实现能耗基准更新动态。
在一实施例中，所述计算模块还用于：根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则发送报警指令。
需要说明的是，本装置中的数据库建立模块、计算模块的方法描述以及有益效果的描述均在上述实施例中所公开，因此不再赘述。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，其特征在于，包括：
根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；
确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准；
基于能耗基准计算得到能耗预测值。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，其特征在于，所述影响因素包括：
加工方案、装置负荷、季节以及工况。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，其特征在于，还包括：
当装置运行正常时，将能耗预测值与实际能耗值进行比较：若能耗预测值大于实际能耗值，则降低对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；若能耗预测值小于实际能耗值，则提高对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；
当装置运行出现故障时，则不对能耗基准以及能耗预测值进行修正。
4.根据权利要求1所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控方法，其特征在于，还包括：
根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；
当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则触发报警。
5.一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，其特征在于，包括：
数据库建立模块，用于根据不同影响因素下与能耗基准的对应关系建立能耗基准库；
计算模块，用于确定能耗预测所对应的影响因素，针对该影响因素在能耗基准库中匹配到对应的能耗基准，基于能耗基准计算得到能耗预测值。
6.根据权利要求5所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，其特征在于，所述能影响能耗基准的影响因素包括：
加工方案、装置负荷、季节以及工况。
7.根据权利要求5所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，其特征在于，所述计算模块还用于：
当装置运行正常时，将能耗预测值与实际能耗值进行比较：若能耗预测值大于实际能耗值，则降低对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；若能耗预测值小于实际能耗值，则提高对应影响因素下的能耗基准以对能耗预测值进行修正；
当装置运行出现故障时，则不对能耗基准以及能耗预测值进行修正。
8.根据权利要求5所述的一种基于动态能耗基准的能源预测与能耗管控系统，其特征在于，所述计算模块还用于：
根据能耗基准库确定装置在不同负荷情况下的能耗基准正常范围，并实时判断当前的能耗基准是否在正常范围内；
当能耗基准超出正常范围或超出正常范围的次数大于设定阈值或超出正常范围的时间大于设定时长，则发送报警指令。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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