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一、能源管理的發(fā)展趨勢與業(yè)務挑戰(zhàn)

1、能源管理發(fā)展背景

當前，我國工業(yè)仍普遍面臨著高投入、高消耗、高排放的問題。無規(guī)范且無序的能源使用，使得企業(yè)的能源效率并不理想，能源成本居高不下，這與ESG（環(huán)境、社會和治理）和“雙碳”（碳達峰、碳中和）的目標背道而馳。因此，推動工業(yè)綠色化、智能化并降低工業(yè)能耗，已成為我國工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

為此，工業(yè)企業(yè)正在努力通過技術(shù)、結(jié)構(gòu)和管理等多角度進行節(jié)能。例如，優(yōu)化設備和工藝流程，制定和執(zhí)行嚴格的能源管理計劃，建立和完善能源監(jiān)測與評估體系，應用先進的儲能技術(shù)，構(gòu)建微電網(wǎng)，參與綠電交易等。

雖然企業(yè)已廣泛實施了技術(shù)和結(jié)構(gòu)方面的節(jié)能措施，但在管理節(jié)能方面的認知程度尚有待提高。

實際上，通過改善管理方式，如監(jiān)測能源使用狀況，分析預警能耗異常等，都可以顯著提高節(jié)能效果。

在這其中，能源管理系統(tǒng)（EMS）作為一種能源管理的數(shù)字化工具，能有效地幫助企業(yè)實現(xiàn)從能源采購、存儲、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配到終端使用全過程的精細化管理。已有案例表明，我國有工業(yè)企業(yè)通過采用EMS，成功實現(xiàn)了能耗下降超過50%的效果。而在全球范圍內(nèi)，實施EMS所能帶來的節(jié)能效益達到了15%-25%。因此，能源管理的數(shù)字化勢必將成為未來工業(yè)企業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

2、能源管理發(fā)展趨勢

企業(yè)能源管理的發(fā)展大致經(jīng)過了以下發(fā)展階段：

總結(jié)下來，可概括為以下幾個階段：

1）初始階段（階段0-1）：這個階段主要是人工記錄能源使用情況，包括能源使用的記錄和計算等，通過統(tǒng)計和計算得出能源消耗數(shù)據(jù)。這對人力資源的依賴較高，效率較低，且容易出錯。

2）自動化階段（階段2）：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了第一代的自動化能源管理系統(tǒng)，可以自動收集和計算能源數(shù)據(jù)，大大提高了效率和準確度，但這些系統(tǒng)往往只能處理某一種類型的能源。

3）集成階段（階段3-4）：隨著技術(shù)的進步，第二代的能源管理系統(tǒng)可以處理多種類型的能源數(shù)據(jù)，通過集成的方式提供全面的能源管理服務，不僅可以管理電能、熱能，還可以管理水、氣等各種能源。但這個階段的系統(tǒng)往往仍以數(shù)據(jù)收集和處理為主，對于能源使用的優(yōu)化和規(guī)劃能力有限。

4）智能化階段（階段5）：這是當前EMS發(fā)展的階段，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)，EMS不僅能高效、準確地收集和處理能源數(shù)據(jù)，而且能根據(jù)歷史和現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行預測和優(yōu)化，實現(xiàn)對能源使用的精細化管理。并且，現(xiàn)代的EMS通常還可以與其他信息系統(tǒng)（如MES、ERP等）集成，實現(xiàn)企業(yè)資源全面優(yōu)化。

在未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，能源管理系統(tǒng)將更加智能化、互聯(lián)化，并能實現(xiàn)與智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)等新能源系統(tǒng)的連接，提供更為全面、精細的能源管理服務。

能源管理未來可能的發(fā)展趨勢如下：

1）智能化：借助人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，EMS可以進行實時監(jiān)控、預測分析和決策優(yōu)化，實現(xiàn)對能源使用的智能化管理。

2）集成化：現(xiàn)代EMS不僅要管理各種能源，還要與其他企業(yè)管理系統(tǒng)（如MES、ERP等）實現(xiàn)集成，以實現(xiàn)企業(yè)資源的全面優(yōu)化。

3）網(wǎng)絡化：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，EMS有望與智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)等新型能源系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，實現(xiàn)能源的網(wǎng)絡化管理。

4）綠色化：未來的EMS將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，幫助企業(yè)實現(xiàn)綠色、低碳的能源使用。

5）云端管理：隨著云計算技術(shù)的發(fā)展，將更多的能源數(shù)據(jù)上傳至云端，進行云端集中管理和處理，提供更穩(wěn)定、安全的數(shù)據(jù)存儲與備份解決方案。

6）數(shù)據(jù)驅(qū)動：依據(jù)大數(shù)據(jù)分析，以數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，通過對過往能源消耗數(shù)據(jù)的分析，預測未來可能的能源需求變化，提前進行調(diào)度和規(guī)劃。

3、能源管理業(yè)務挑戰(zhàn)

對于我國大多數(shù)工業(yè)企業(yè)而言，現(xiàn)有的能源管理方式較為粗放，從而導致能源利用效率總體偏低，普遍存在以下挑戰(zhàn)：

人力依賴：目前，企業(yè)在能源數(shù)據(jù)采集方面仍主要依賴人工，涵蓋水、電、氣、冷、油等多種能源類型，需要大量的人力進行抄表、制作報表等工作，不僅工作量大，而且極易出錯。這不僅導致數(shù)據(jù)獲取延遲，查詢效率低，還缺乏可視化展示，大大降低了數(shù)據(jù)的參考價值。

設備故障：當計量儀表或能源設備出現(xiàn)故障時，企業(yè)往往難以及時發(fā)現(xiàn)并迅速應對，可能導致能源泄露和供需失衡，影響生產(chǎn)的正常進行。

計量不足：許多企業(yè)的智能電表設備安裝不足，導致能源計量的精度較低。能耗成本往往僅能匯總到廠級或車間級，難以細化到每個工序、工藝或設備，這對于生產(chǎn)優(yōu)化和減排分析的支持力度不夠。

管理不足：在能源管理上，缺乏科學和系統(tǒng)的手段，難以為設定能耗基準和進行能耗考核提供依據(jù)。

數(shù)據(jù)分析：缺乏全面的一手數(shù)據(jù)以及對相關(guān)參數(shù)的深度關(guān)聯(lián)分析，其分析與預測困難，易造成能源的浪費。

二、樹根科技EMS助力能源精細化管理

1、樹根科技“能源管理”產(chǎn)品介紹

1）樹根科技“能源管理”系統(tǒng)架構(gòu)

2）樹根科技“能源管理”產(chǎn)品功能

成本中心報表

多維度統(tǒng)計企業(yè)能源用量

用能單元支持自定義配置

能源指標支持自定義配置

指標公式支持自定義配置

數(shù)據(jù)支持同環(huán)比查看分析

計量平衡報表

構(gòu)建可視化的能源計量拓撲關(guān)系

計算能源損耗的不平衡指標數(shù)據(jù)

快速識別能源“跑冒滴漏”位置

數(shù)據(jù)支持排序，一鍵定位異常回路

產(chǎn)品單耗管理

自動計算產(chǎn)品單耗與產(chǎn)值單耗

提供多維度多層級單耗數(shù)據(jù)分析

支持單耗趨勢查詢與對標分析

支持產(chǎn)量補錄后重算歷史單耗

儀表工況分析

儀表屬性歷史數(shù)據(jù)趨勢查詢

數(shù)據(jù)支持多組屬性對比分析

時間范圍與采樣頻率可按需調(diào)整

數(shù)據(jù)支持秒級回溯，真實還原生產(chǎn)過程

自動標定數(shù)據(jù)最大值與最小值

綜合能效分析

建立科學的設備能效評價體系

總結(jié)多種類型設備的能效評價標準

支持自定義配置能效分析模板

支持多種業(yè)務對象指標組合分析

分析結(jié)果支持快照保存記錄

用能異常報警

自定義配置用能指標報警規(guī)則

報警消息推送指定用戶或工作群

支持各種異常場景下工況報警規(guī)則配置

通過報警消息及時采取行動控制用能異常情況，有效減少能源浪費問題

2、典型場景與用例

1）計量網(wǎng)絡拓撲

2）能源駕駛艙，能耗數(shù)據(jù)全面可視化透視

3）靈活的自定義層次化能源指標體系

4）能耗實時透明，發(fā)現(xiàn)用能異常，為企業(yè)節(jié)能降本

5）能耗成本精細管理

精益管理提供助手：系統(tǒng)實現(xiàn)按日、按峰谷平、按工廠、按單個電表查看能耗，為管理生產(chǎn)成本、提供更加精準的報價提供抓手。

6）購電分析工具，實現(xiàn)最經(jīng)濟的能源采購，不花冤枉錢

7）避峰就谷，節(jié)能減排

避峰就谷就是不改變作業(yè)時間的基礎(chǔ)上，盡量保障優(yōu)先在谷電平點時間用電，如果谷電平點時間不足，那么就在峰電，如果峰電時間還不夠就在尖電時間用電，以此類推。以某汽車零部件企業(yè)重點能耗設備烘干生產(chǎn)流水線為例，目前作業(yè)體現(xiàn)一部分避峰就谷意識，但是未能充分利用平谷用電時間段（下圖數(shù)據(jù)為例）。

3、樹根EMS核心優(yōu)勢

（1）業(yè)務數(shù)據(jù)靈活可配置

為滿足用戶各自不同的業(yè)務需求，系統(tǒng)支持儀表模型、設備模型、能源成本中心、計量回路等業(yè)務對象的自定義建模配置。同時，能源核算周期、能源價格方案、業(yè)務統(tǒng)計指標等可根據(jù)需要自定義配置和擴展。

（2）自定義報表快速實現(xiàn)

為了滿足用戶對于數(shù)據(jù)報表千變?nèi)f化的需求，系統(tǒng)集成了報表開發(fā)工具，可根據(jù)需求定制各種報表，無需二次開發(fā)，大大提升交付效率。定制好的報表可自定義配置到系統(tǒng)的任意菜單目錄下，通過點擊菜單連接，即可查看定制好的報表數(shù)據(jù)。

（3）業(yè)務指標秒級計算

基于根云平臺強大的IoT數(shù)據(jù)計算能力，能管系統(tǒng)的指標計算可以做到秒級更新，由此帶來的優(yōu)勢有:

可以實現(xiàn)生產(chǎn)設備按照生產(chǎn)狀態(tài)自動統(tǒng)計能耗，從而得到非作業(yè)狀態(tài)下的能耗數(shù)據(jù)，指導企業(yè)對設備排產(chǎn)進行優(yōu)化或改變管理策略，降低設備非作業(yè)能耗，減少浪費；

可以實現(xiàn)工況指標和業(yè)務指標的實時報警，并及時通知生產(chǎn)人員排查問題，減少不必要的損失。

（4）支持多組織架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)從功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限角度，考慮了集團型企業(yè)的業(yè)務需求，可以做到集團總部與各分公司、分工廠共用一套能源管理系統(tǒng)，業(yè)務數(shù)據(jù)是相互邏輯隔離的，但也支持組織管理員將自己組織的數(shù)據(jù)授予權(quán)限供其他組織和集團成員查看。

（5）系統(tǒng)部署方式靈活

按照客戶要求，可支持系統(tǒng)在云端由公有云到私有云的部署方式；在本地服務器實現(xiàn)集團級到工廠級的靈活部署方式。