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，不僅浪費大量的人力物力，同時也具有滯后性且容易產(chǎn)生人為統(tǒng)計錯誤。后期出現(xiàn)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)也僅僅實現(xiàn)能耗信息的總量統(tǒng)計工作，并沒有對能耗進行分項、分類的統(tǒng)計分析以及節(jié)能控制，對企業(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)能僅局限在對部分設(shè)備進行技術(shù)改造、工藝改造, 而沒有能力評估整體能效。

針對上述問題，德國GMC-I 集團提出基于智能監(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的計量儀表進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)能源的在線實時監(jiān)控和管理，為企業(yè)的能源策略提供數(shù)據(jù)支持，同時運用專家系統(tǒng)原理進行能耗設(shè)備的智能化控制，從而達到降低企業(yè)能耗的目的。

德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)GMC-Instruments
德國GMC-I 集團成立于1906 年，經(jīng)過了113 年的傳承與發(fā)展，GMC-I 集團在德國、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)量分析及能效評價；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)、能源管控平臺的完整產(chǎn)品線。**和系統(tǒng)思維是GMC-I 的發(fā)展方向，綜合集成化設(shè)計制造的產(chǎn)品以及軟件和硬件之間相互上乘結(jié)合是GMC-I 的強大優(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)對能源使用過程的信息、數(shù)據(jù)進行收集與處理, 結(jié)合企業(yè)生產(chǎn), 實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。企業(yè)可以通過它實現(xiàn)峰谷用電的自動調(diào)整，需量的自動控制以降低企業(yè)能耗；對節(jié)能設(shè)備的運行監(jiān)測，對企業(yè)能效**把握，為深度挖掘節(jié)能空間提供依據(jù)；實現(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×能源價格+用能容量×基本價格+政策性收費。
前者表示實際能源消耗帶來的費用，后者表示由于制度規(guī)則和政策帶來的費用。

以電費為例：國內(nèi)電網(wǎng)工業(yè)用電實行“兩部制電價”，就是將電價分為基本電價和電度電價兩部分，計算電費時將按用電容量乘以基本電價和按電量乘以電度電價所得的電費之和作為總電費的計算辦法。
電費=用電容量×基本電價+電度電量×電量電價+功率因數(shù)調(diào)整電費。
電度電量×電量電價代表了實際能源消耗帶來的費用；用電容量×基本電價代表規(guī)則性費用，其中用電容量按a、按受電變壓器容量（即變壓器容量）計取或b、按企業(yè)用電*大需量計取。而功率因數(shù)調(diào)整電費則屬于政策性收費，功率因數(shù)過低將導致罰款，反之超過一定標準可以獲得獎勵。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、避免罰款爭取獎勵來實現(xiàn)。

2、降本空間
實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，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)**研究所)：壓縮空氣33%；電機20%；泵20%；通風設(shè)備18%；制冷裝置15%；照明15%。在熱能供給方面同樣存在相當大的節(jié)約潛力(德國Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ系統(tǒng)**研究所)：工藝熱能20%；室溫、熱水20%。對于能源容量費用，可以通過優(yōu)化負荷結(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現(xiàn)降低。對于功率因素調(diào)整費用可通過無功補償避免繳納無功電費，爭取供電公司向企業(yè)的電費返還。

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、峰值負荷優(yōu)化
通過優(yōu)化能源輸入，在保證設(shè)備正常運行和工藝質(zhì)量的前提下將潛在的峰值區(qū)間轉(zhuǎn)換到低峰區(qū)域，平滑負荷曲線，降低支付成本；延長總電能使用時限，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；對緊急狀況出現(xiàn)的電力供應(yīng)可能過載進行**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)
實現(xiàn)節(jié)能目標？
建立德國GMC-I 能源管控系統(tǒng)要實現(xiàn)以下目標：
提供能源消耗的可視化，對能源消耗數(shù)據(jù)在線采集與記錄，幫助企業(yè)**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)化能源計劃。
實現(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，提供能耗預測。
通過優(yōu)化能源輸入，平滑負荷曲線，降低支付成本，減少電力線路與變壓器投資。
不斷優(yōu)化和改進企業(yè)對能源的管理和利用能力，降低能耗消費，減少生產(chǎn)成本，減少排放，在提高企業(yè)競爭力的同時, 節(jié)約資源、保護環(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)拓撲結(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時信息，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時系統(tǒng)狀態(tài)、監(jiān)控操作運行狀態(tài)、在線電能質(zhì)量分析、判斷負荷分布與能量需求、偵測系統(tǒng)負荷變化等功能。

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；可以實現(xiàn)錯誤信息管理，對特偵值不間斷比較，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)輸出實現(xiàn)尖峰負荷管理；對于發(fā)生預定義事件后，控制程序定時器及繼電器進行開關(guān)動作；對熱量和冷量計算均值與積分。

系統(tǒng)管理層：
通過ECS 能源管控系統(tǒng)滿足消費和負荷*佳化及成本中心賬單的基本需求，提供完善詳盡的計量和控制手段，使管理者及時發(fā)現(xiàn)能源使用問題，對能源浪費現(xiàn)象予以及時制止，為企業(yè)和節(jié)能服務(wù)公司**評估企業(yè)節(jié)能潛力提供了**信息和準確數(shù)字依據(jù)。支持企業(yè)實現(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*大需量電費支出，又有利于電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，在用電緊張時更可以實現(xiàn)對負荷的分時段自動控制，削減負荷。利用綜合能源管理，根據(jù)能源使用情況實現(xiàn)對各機臺、車間工序、產(chǎn)品的**單耗考核, 提高了企業(yè)能源利用效率。可以實現(xiàn)對節(jié)能設(shè)備安裝點的監(jiān)測, 使運行人員及時了解到現(xiàn)有節(jié)能設(shè)備運行狀況, 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制為企業(yè)安裝節(jié)能設(shè)備后，雙方對節(jié)能量認定難的問題。能源管控系統(tǒng)應(yīng)用場景如下圖所示：

項目實施
鑒于ECS 能源管理系統(tǒng)是一個與現(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)導的大力支持和業(yè)務(wù)部門的積極投入，項目實施開始前必須組建強有力的實施組織，明確職責劃分，才能有效提高實施效率，**反映業(yè)務(wù)需求，加快決策速度。同時，系統(tǒng)的持續(xù)應(yīng)用與能耗管理優(yōu)化又是一個持續(xù)改進的過程。主要實施流程如下：

調(diào)研與信息化
從能源入戶點開始，按能源路徑查清用能設(shè)備的家底，確定如變壓器、電動機、空壓機、水泵等主要用能設(shè)備的容量、型號、性能參數(shù)；在現(xiàn)場關(guān)鍵位置安裝測量裝置，獲取負荷曲線，實現(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)日常運行狀態(tài)，鎖定費用中心成本、產(chǎn)品成本和性能指標，與先進企業(yè)標桿進行對比，量化分析企業(yè)節(jié)能潛力。

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

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

應(yīng)用
德國GMC-I 集團能源管控系統(tǒng)在沙特利雅得智慧城市項目、奧地利鋁箔廠、德國圖林根鋼鐵廠等多個企業(yè)得到應(yīng)用。從這些企業(yè)實行能源管理的效果看, 通過有效的能源管理可以實現(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, 也為節(jié)約資源、保護環(huán)境作出貢獻。此外, 企業(yè)實施信息化能源管理, 也有利于政府節(jié)能部門及時了解企業(yè)節(jié)能信息。

德國GMC-I集團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是歐洲杰出儀器儀表品牌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。