德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)GMC-Instruments

能耗問題成為企業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，到底該如何降低能源成本？
企業(yè)面臨的能耗問題
伴隨著能源價(jià)格的上漲，能源成本比重也隨之加大。提高能源利用效率，降低能源成本已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

中國單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2 倍多，企業(yè)節(jié)能降本的空間很大。早期的能源管理方式采用手工操作，不僅浪費(fèi)大量的人力物力，同時(shí)也具有滯后性且容易產(chǎn)生人為統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。后期出現(xiàn)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)也僅僅實(shí)現(xiàn)能耗信息的總量統(tǒng)計(jì)工作，并沒有對(duì)能耗進(jìn)行分項(xiàng)、分類的統(tǒng)計(jì)分析以及節(jié)能控制，對(duì)企業(yè)的能耗管理與節(jié)能減排所提供的幫助并不大。而針對(duì)具體節(jié)能設(shè)備生產(chǎn)廠商或一些節(jié)能服務(wù)公司提供的服務(wù)，企業(yè)節(jié)能僅局限在對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、工藝改造, 而沒有能力評(píng)估整體能效。

針對(duì)上述問題，德國GMC-I 集團(tuán)提出基于智能監(jiān)測與控制技術(shù)的企業(yè)能源管控系統(tǒng)節(jié)能降本解決方案，通過能源管控的信息化把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)量儀表進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，為企業(yè)的能源策略提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)運(yùn)用專家系統(tǒng)原理進(jìn)行能耗設(shè)備的智能化控制，從而達(dá)到降低企業(yè)能耗的目的。

德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)GMC-Instruments
德國GMC-I 集團(tuán)成立于1906 年，經(jīng)過了113 年的傳承與發(fā)展，GMC-I 集團(tuán)在德國、瑞士、英國、美國設(shè)立了研發(fā)與生產(chǎn)基地，產(chǎn)品遍及全球市場，擁有如SINEAX、EURAX、SIRAX、MAVOWATT、MAVOLOG、KINAX 等許多知名品牌。

GMC-I 集團(tuán)一直為不同領(lǐng)域的用戶提供測量與管控方面的解決方案，產(chǎn)品范圍涵蓋了工業(yè)測量與控制、能源監(jiān)控與管理、電能質(zhì)量分析及能效評(píng)價(jià)；建立了從電量變送器、多功能數(shù)顯表、在線監(jiān)控設(shè)備、便攜式分析儀器到電能分析系統(tǒng)、能源管控平臺(tái)的完整產(chǎn)品線。創(chuàng)新和系統(tǒng)思維是GMC-I 的發(fā)展方向，綜合集成化設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品以及軟件和硬件之間相互完美結(jié)合是GMC-I 的強(qiáng)大優(yōu)勢。

德國GMC-I 能源管理系統(tǒng)采用智能監(jiān)測與控制技術(shù)對(duì)能源使用過程的信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理, 結(jié)合企業(yè)生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。企業(yè)可以通過它實(shí)現(xiàn)峰谷用電的自動(dòng)調(diào)整，需量的自動(dòng)控制以降低企業(yè)能耗；對(duì)節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測，對(duì)企業(yè)能效全面把握，為深度挖掘節(jié)能空間提供依據(jù)；實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源消耗數(shù)字化管理，節(jié)能制度化，通過提升能源管理水平實(shí)現(xiàn)長效節(jié)能。

能源管理的基本概念
1、能耗成本
能耗成本管理的方法可簡單的表示為：
能耗成本=能源消耗量×能源價(jià)格+用能容量×基本價(jià)格+政策性收費(fèi)。
前者表示實(shí)際能源消耗帶來的費(fèi)用，后者表示由于制度規(guī)則和政策帶來的費(fèi)用。

以電費(fèi)為例：國內(nèi)電網(wǎng)工業(yè)用電實(shí)行“兩部制電價(jià)”，就是將電價(jià)分為基本電價(jià)和電度電價(jià)兩部分，計(jì)算電費(fèi)時(shí)將按用電容量乘以基本電價(jià)和按電量乘以電度電價(jià)所得的電費(fèi)之和作為總電費(fèi)的計(jì)算辦法。
電費(fèi)=用電容量×基本電價(jià)+電度電量×電量電價(jià)+功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)。
電度電量×電量電價(jià)代表了實(shí)際能源消耗帶來的費(fèi)用；用電容量×基本電價(jià)代表規(guī)則性費(fèi)用，其中用電容量按a、按受電變壓器容量（即變壓器容量）計(jì)取或b、按企業(yè)用電最大需量計(jì)取。而功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)則屬于政策性收費(fèi)，功率因數(shù)過低將導(dǎo)致罰款，反之超過一定標(biāo)準(zhǔn)可以獲得獎(jiǎng)勵(lì)。降低企業(yè)能耗成本可以通過減少能源消耗量、降低用能容量、避免罰款爭取獎(jiǎng)勵(lì)來實(shí)現(xiàn)。

2、降本空間
實(shí)際能源消耗成本首先是由于設(shè)備使用的電能和熱能產(chǎn)生的。所有附屬設(shè)備都具有未利用的節(jié)省能耗的潛能。使用電能時(shí)，根據(jù)其節(jié)能潛力產(chǎn)生以下能耗構(gòu)成(德國Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ系統(tǒng)創(chuàng)新研究所)：壓縮空氣33%；電機(jī)20%；泵20%；通風(fēng)設(shè)備18%；制冷裝置15%；照明15%。在熱能供給方面同樣存在相當(dāng)大的節(jié)約潛力(德國Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ系統(tǒng)創(chuàng)新研究所)：工藝熱能20%；室溫、熱水20%。對(duì)于能源容量費(fèi)用，可以通過優(yōu)化負(fù)荷結(jié)構(gòu)，將高峰區(qū)間轉(zhuǎn)換到低峰區(qū)域以削峰填谷的方式實(shí)現(xiàn)降低。對(duì)于功率因素調(diào)整費(fèi)用可通過無功補(bǔ)償避免繳納無功電費(fèi)，爭取供電公司向企業(yè)的電費(fèi)返還。

3、能源監(jiān)測
通過調(diào)研、測試、安裝在線監(jiān)測儀表，揭示企業(yè)各個(gè)用能環(huán)節(jié)的能源使用情況，研究分析其合理性與必要性，找出存在的問題，掌握用能情況，制定節(jié)能措施和整改規(guī)劃，通過改造舊設(shè)備，采用新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料等手段降低能耗成本，提高能源利用率。

4、峰值負(fù)荷優(yōu)化
通過優(yōu)化能源輸入，在保證設(shè)備正常運(yùn)行和工藝質(zhì)量的前提下將潛在的峰值區(qū)間轉(zhuǎn)換到低峰區(qū)域，平滑負(fù)荷曲線，降低支付成本；延長總電能使用時(shí)限，使同樣的電能更多的用于生產(chǎn)；限制峰值電力需求，減少電力線與變壓器投資；對(duì)緊急狀況出現(xiàn)的電力供應(yīng)可能過載進(jìn)行安全保障，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性與可靠性。

如何通過德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)？
建立德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
提供能源消耗的可視化，對(duì)能源消耗數(shù)據(jù)在線采集與記錄，幫助企業(yè)全面了解能源現(xiàn)狀及損耗所在。
找到能源管理中的薄弱環(huán)節(jié)，制定節(jié)能規(guī)劃，使企業(yè)能夠優(yōu)化能源計(jì)劃。
實(shí)現(xiàn)單體設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)分析，協(xié)助管理者分析決策，提供能耗預(yù)測。
通過優(yōu)化能源輸入，平滑負(fù)荷曲線，降低支付成本，減少電力線路與變壓器投資。
不斷優(yōu)化和改進(jìn)企業(yè)對(duì)能源的管理和利用能力，降低能耗消費(fèi)，減少生產(chǎn)成本，減少排放，在提高企業(yè)競爭力的同時(shí), 節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。

德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)采用“采集層-集成層-系統(tǒng)管理層”的三層技術(shù)架構(gòu)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

采集層：
通過安裝在現(xiàn)場的智能數(shù)據(jù)采集儀器記錄能源使用的實(shí)時(shí)信息，智能儀表具有RS232、RS485 接口或Ethernet 接口，符合MODBUS、M-BUS、TCP等通訊協(xié)議，通過集成層實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。例如：以Aplus 為代表智能數(shù)采儀可以獲取和控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)、監(jiān)控操作運(yùn)行狀態(tài)、在線電能質(zhì)量分析、判斷負(fù)荷分布與能量需求、偵測系統(tǒng)負(fù)荷變化等功能。

集成層：
通過SMARTCONTROL 獲得所有的能量和消耗數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存到中央數(shù)據(jù)庫，通過內(nèi)部網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)接入提供分析。SMARTCONTROL 可以獲取能量和消耗數(shù)據(jù)以及溫度、開關(guān)狀態(tài)和過程變量；可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤信息管理，對(duì)特偵值不間斷比較，通過開關(guān)狀態(tài)輸出故障指示，以e-mail、SMS（短信）或網(wǎng)絡(luò)方式傳輸信息可以結(jié)合開關(guān)輸出實(shí)現(xiàn)尖峰負(fù)荷管理；對(duì)于發(fā)生預(yù)定義事件后，控制程序定時(shí)器及繼電器進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作；對(duì)熱量和冷量計(jì)算均值與積分。

系統(tǒng)管理層：
通過ECS 能源管控系統(tǒng)滿足消費(fèi)和負(fù)荷最佳化及成本中心賬單的基本需求，提供完善詳盡的計(jì)量和控制手段，使管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源使用問題，對(duì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象予以及時(shí)制止，為企業(yè)和節(jié)能服務(wù)公司全面評(píng)估企業(yè)節(jié)能潛力提供了全面信息和準(zhǔn)確數(shù)字依據(jù)。支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)避峰用谷和削峰填谷,使企業(yè)能源管理從節(jié)能定性分析向節(jié)能定量分析的轉(zhuǎn)變。既可節(jié)省企業(yè)的最大需量電費(fèi)支出，又有利于電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在用電緊張時(shí)更可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的分時(shí)段自動(dòng)控制，削減負(fù)荷。利用綜合能源管理，根據(jù)能源使用情況實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)臺(tái)、車間工序、產(chǎn)品的全面單耗考核, 提高了企業(yè)能源利用效率?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能設(shè)備安裝點(diǎn)的監(jiān)測, 使運(yùn)行人員及時(shí)了解到現(xiàn)有節(jié)能設(shè)備運(yùn)行狀況, 并充分發(fā)掘其潛力。另外，也徹底解決了節(jié)能服務(wù)公司通過合同能源管理機(jī)制為企業(yè)安裝節(jié)能設(shè)備后，雙方對(duì)節(jié)能量認(rèn)定難的問題。能源管控系統(tǒng)應(yīng)用場景如下圖所示：

項(xiàng)目實(shí)施
鑒于ECS 能源管理系統(tǒng)是一個(gè)與現(xiàn)場生產(chǎn)息息相關(guān)的信息系統(tǒng)軟件，又是一套企業(yè)管理軟件，因此需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和業(yè)務(wù)部門的積極投入，項(xiàng)目實(shí)施開始前必須組建強(qiáng)有力的實(shí)施組織，明確職責(zé)劃分，才能有效提高實(shí)施效率，全面反映業(yè)務(wù)需求，加快決策速度。同時(shí)，系統(tǒng)的持續(xù)應(yīng)用與能耗管理優(yōu)化又是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過程。主要實(shí)施流程如下：

調(diào)研與信息化
從能源入戶點(diǎn)開始，按能源路徑查清用能設(shè)備的家底，確定如變壓器、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、水泵等主要用能設(shè)備的容量、型號(hào)、性能參數(shù)；在現(xiàn)場關(guān)鍵位置安裝測量裝置，獲取負(fù)荷曲線，實(shí)現(xiàn)能源流向可視化，找到用能過程中的問題和不足。

診斷分析
找出能耗問題是客觀限制還是人為原因，通過儀器監(jiān)測和現(xiàn)場測試，結(jié)合系統(tǒng)日常運(yùn)行狀態(tài)，鎖定費(fèi)用中心成本、產(chǎn)品成本和性能指標(biāo)，與先進(jìn)企業(yè)標(biāo)桿進(jìn)行對(duì)比，量化分析企業(yè)節(jié)能潛力。

優(yōu)化改進(jìn)
針對(duì)能耗問題和節(jié)能潛力制定整改規(guī)劃，消除泄漏、停止浪費(fèi)，切實(shí)落實(shí)節(jié)能措施，提高能源利用率，挖掘再生能源潛力。

節(jié)約完善
通過實(shí)施能源管理系統(tǒng)，不斷優(yōu)化和改進(jìn)企業(yè)對(duì)能源的管理和利用能力，降低能耗消費(fèi)，減少生產(chǎn)成本，及時(shí)結(jié)算，減少排放，在提高企業(yè)競爭力的同時(shí), 也為節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境作出了貢獻(xiàn)。

應(yīng)用
德國GMC-I 集團(tuán)能源管控系統(tǒng)在沙特利雅得智慧城市項(xiàng)目、奧地利鋁箔廠、德國圖林根鋼鐵廠等多個(gè)企業(yè)得到應(yīng)用。從這些企業(yè)實(shí)行能源管理的效果看, 通過有效的能源管理可以實(shí)現(xiàn)5%~15%的節(jié)能效果。

信息化的能源管理系統(tǒng)能夠開發(fā)企業(yè)節(jié)能空間、發(fā)掘節(jié)能潛力、發(fā)揮技術(shù)節(jié)能的效果、降低企業(yè)能耗、節(jié)約能源成本, 在提高企業(yè)競爭力的同時(shí), 也為節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)。此外, 企業(yè)實(shí)施信息化能源管理, 也有利于政府節(jié)能部門及時(shí)了解企業(yè)節(jié)能信息。

德國GMC-I集團(tuán)遍布世界各國的電能質(zhì)量解決方案
于2009年2月在天津高新區(qū)注冊(cè)成立，是德國GMC-Instruments在中國的子公司，以推廣宣傳GMC-Instruments品牌，技術(shù)和產(chǎn)品為己任，并提供本地化的技術(shù)支持和服務(wù)。GMC-Instruments主要產(chǎn)品包括：
電氣安全/安規(guī)測試儀，絕緣/接地測試儀，數(shù)字模擬多用表，電能質(zhì)量分析儀，高精度直流電源，多功能電量表，能源管理系統(tǒng)，測量傳感器/變送器，角位變送器，各種記錄儀等。
德國GMC-InstrumentsGmbH是歐洲著名儀器儀表品牌GMC-Instruments持有者，專業(yè)研發(fā)制造測試/測量以及工業(yè)過程測量控制用儀器、儀表和器件。