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1.概述
    能源是企業生產的基本條件，能源系統運行的穩定與否直接影響產品的質量和企業的經濟效益。能源測控與管理系統通過遍布全廠的能源測控站全面控制和管理能源管網和設備，為生產調度提供準確和實時的數據，保證生產的正常運行，以及在企業內預防性控制能耗和能耗設備，為企業管理、財務、工程、維護人員及時做出最佳決策提供信息和手段。

    對冶金工業而言，能源消耗的居高不下和環境質量的不如人意，是長期困擾冶金企業的難題，尤其是大中型冶金企業，電力、水、副產煤氣、蒸汽、氧、氮、氬等能源介質輸配管網遍布全廠，線路長，輸配要求高，確保連續、安全和經濟的能源供應，是冶金企業能源系統的重要而繁重的任務。采用信息技術作為平臺，綜合新技術、新工藝、配套技術和管理措施，減少能源消耗，形成安全、穩定、經濟和高效的能源供給系統，對于降低鋼鐵生產成本，改善環境質量，提高產品的市場競爭力具有極為重要的意義。

    鋼鐵廠的能源消耗約占鋼鐵成本的比例約20%-40%,不同的裝備水平,工藝流程,產品結構和能源管理水平對能源消耗都會產生不同的影響。實用經濟的節能技術、數字化的平衡輸配系統和基礎能源管理是現代鋼鐵企業實現節能降耗的基礎技術措施。建設公司一體化的集中統一的能源管理系統是數字化能源管理的技術支持措施，也是大型鋼鐵企業提高節能效益的重大技術裝備措施，應從企業發展戰略的高度認識建設企業能源管理系統的必要性和迫切性。

2.能源管理系統的作用
    作為冶金企業自動化和信息化的重要組成部分，EMS不僅對能源的統一調度、優化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環保質量、降低噸鋼能耗和提高勞動生產率有重要作用，而且對于事故預案的制定和執行、事故原因的快速分析和及時判斷處理、能源供需的合理調整和平衡以及在客觀信息基礎上的能源實績分析、能源計劃編制、能源質量管理、能源系統的預測等都是十分有效的。

2.1 完善能源信息的采集、存儲、管理和有效利用
    EMS對能源數據進行分析、處理和加工，能源調度人員和專業能源管理人員就能實時掌握系統狀態，經過系統的合理調整，確保系統運行在最佳狀態。

2.2 在公司層面對能源系統采用分散控制和集中管理
    EMS將在公司全局的角度審視能源的基本管理需求,滿足能源工藝系統的分散特性和能源管理需要集中的客觀要求，以適應鋼廠的戰略發展需要。

2.3 減少管理環節，優化管理流程，建立客觀能源消耗評價體系 
    實現在信息分析基礎上的能源監控和能源管理的流程優化再造，滿足能源設備管理、運行管理等的自動化，建立客觀的以數據為依據的能源消耗評價體系，向管理要效益。

2.4 減少能源系統運行成本，提高勞動生產率
    EMS的建設，對能源管理體制的改革將發揮重要作用。其基本目標之一是可以實現簡化能源運行管理，減少日常管理的人力投入，節約人力資源成本，提高勞動生產率。

2.5 加快系統的故障處理，提高對全廠性能源事故的反應能力
    EMS能迅速從全局的角度了解系統的運行狀況，故障的影響程度等，及時采取系統的措施，限制故障范圍的進一步擴大，并有效恢復系統的正常運行。

2.6 通過優化能源調度和平衡指揮系統，節約能源和改善環境
    EMS將通過優化能源管理的方式和方法，改進能源平衡的技術手段，實時了解鋼廠的能源需求和消耗的狀況，能有效地減少高爐煤氣的放散，提高轉爐煤氣的回收率，采用綜合平衡和燃料轉換使用的系統方法，使能源的合理利用達到一個新的水平。

2.7 為進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理提供條件
    能源管理系統的建設，不僅可有效解決能源實時平衡管理和監控管理，還可以通過對大量歷史數據的歸檔和管理，為進一步對數據進行挖掘、分析、加工和處理創造條件。

3.建設能源管理系統的基本技術路線
    能源管理系統在企業信息化系統中具有重要的地位（如圖1）。公司級ERP或MES完成對包括能源管理系統在內的信息集成和一貫制管理，以實現公司生產、經營的過程優化和提高公司的總體效率，進而提高公司的市場競爭力。

圖1、能源管理系統在信息化系統中的地位

 4.2.1信息處理子系統
    信息處理子系統的基本功能是數據采集和過程監控。它是能源管理系統的基礎子系統，包括了最基本的SCADA系統功能：
    ● 不同需求的數據采集（周期采集、中斷采集、SOE）；
    ● 分類數據歸檔（實時數據、短時數據、統計數據、歷史數據、記錄）；
    ● 實時閉環調節 ；
    ● 邏輯分析處理 （條件聯鎖、越限報警等）；
    ● 人機界面（過程圖、過程曲線、設定和查詢等）；
    ● 管理報表（瞬時報、正點報、日報、月報等）；
    ● 基本數據處理等。

4.2.2故障處理子系統
    故障處理子系統主要包括：監測；分級報警（按輕、重故障分類）；信息記錄和歸檔（按類別）；故障基本分析（時序記錄分析、在線查詢等） ；故障分析專家系統等。

4.2.3能源管理子系統
    能源管理子系統的基本功能包括：
    ● 能源計劃管理（計劃編制、跟蹤等）；
    ● 能源實績管理（實績分析、歸擋、查詢、平衡分析、成本分析、對標分析等）；
    ● 能源質量管理（質量分析、質量跟蹤、趨勢評估、越限警告 等）；
    ● 運行技術支持（運行方式管理、停復役管理、操作評估等）；
    ● 預測分析（在線預測決策、能耗預測分析、電力負荷預測等）。

5.能源管理系統技術的應用與發展
5.1 寶鋼能源管理系統的應用
    寶鋼股份公司作為能源管理系統技術成功應用的先導型企業，不僅在提高運行管理效率，實現全系統無人值守和投產以來的連續不間斷穩定安全運行方面取得了很大的成績，也為寶鋼股份的節能降耗做出了極大的貢獻。

    寶鋼EMS是一個非常龐大、復雜的系統，擔負著全廠能源的綜合管理與調度。系統I/O點數約為20000點，通信光纜約70KM，共設遍布全廠的43個數據采集子站，共7個局網域。

    系統監控管理范圍為全部公共能源設施共包括17種能源介質，包括：
    ● 供配電系統：共23個變電所(室)；
    ● 給排水系統：2個中央水處理廠輸水系統、4個排水泵站、2個飲料水站、全廠消防系統等；
    ● 動力系統：煤氣加壓站、煤氣混合站、煤氣柜、放散塔、燃氣管網系統、蒸汽系統、氧氮氬氣輸配系統。
圖4為寶鋼能源管理系統網絡結構圖。

圖4、寶鋼能源管理系統網絡圖

    根據對寶鋼股份的初步分析,全廠能源管理系統的建設，可使能源系統的運行管理效率提高約五倍，能源系統日常管理成本減少100%，能源實時平衡能力增加一倍以上，能源管理系統的綜合效益大約在4元/噸鋼左右。

5.2 能源管理系統的最新應用成果
    近年來在能源管理、運行決策支持、預測分析等方面進行了探索，取得了較好的效果，為能源系統的安全穩定和持續經濟運行提供了很好的支持；由寶信軟件負責軟件設計的、正在建設調試中的寶鋼集團一鋼公司能源管理系統汲取了寶鋼股份公司的經驗，在系統的集成度和與ERP系統的信息整合方面進行了探索，正在取得預期的結果；國內大型民營企業，如南鋼聯和寧波建龍，由寶信軟件負責設計總成的能源管理系統在系統優化、平臺選擇、設計標準化和降低綜合造價方面的努力正在取得成果。

5.3能源管理系統技術的發展展望
    一批集成有現代數據分析技術、預測評價技術、地理信息技術、調度決策最優化技術等的能源管理系統將應允而生。

5.3.1數據分析技術
    數據分析、統計、數據挖掘等技術在不同條件下的應用，向業務人員提供高端的綜合應用和整合信息，協助能源管理人員提高他們的數據應用能力，為能源系統的規劃、設計、系統優化服務。

5.3.2預測評價技術
    SCADA系統能夠完成的數據采集是基本的測量數據，其完整性受許多條件的限制。利用預測評價技術可以在有限的測量集下，了解系統（如消耗）的變化趨勢。如在電力系統中廣泛使用的中短期負荷預測，對大型鋼鐵企業也是十分必要的。

5.3.3地理信息技術
    能源系統的數據采集設備和傳輸網絡遍布全廠的每一個角落,利用地理信息技術，能實現管網(線路)地理信息與能源管理系統的無縫結合，對運行管理人員及時準確地掌握系統信息，指揮操作人員加快系統故障的分析和處理，提高能源工藝系統的運行可靠性和穩定性有良好的指導作用。

5.3.4調度決策最優化技術
    大中型冶金企業的能源工藝系統的復雜性，使在線能源平衡調度工作無法達到理想的狀態。優化能源介質的傳輸、合理安排能源介質的轉換、綜合生產需要和經濟要求的能源分配、動態評估能源系統的運行狀態，是解決能源系統的安全運行和經濟運行的必然要求。建立企業能源系統調度決策最優化模型是達到上述要求的有效手段。

6.結束語
    建設公司級能源管理系統，是現代大中型冶金企業實施信息化工程的重要組成部分。可以改進能源系統的運行管理和安全管理水平，完善能源生產和使用的評價體制，提高勞動生產率，減少能源消耗，增加能源回收，改善環境質量，對提高公司的市場競爭力具有重要意義。