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博依特企业(区域)能源管理中心

一、所属类别:重点节能技术

二、适用范围:所属领域为软件和信息技术服务业、工业互联网,适用于造纸、陶瓷、玻璃、食品、电子等工业企业能源系统的智慧管控。

三、技术内容:

技术原理。

基于云计算、大数据等技术,通过实时生产、能耗、设备数据采集、数据驱动建模,对企业能量转换、利用和回收三环节实施动态监控、数据分析和预测,改进和优化以及能量平衡调配,实现能源管控的自动化和信息化,达到提高能效和节能的目的。

关键技术、工艺流程。

1)采用的关键技术:

云计算技术

该系统基于博依特云平台(POI-CLOUD)研发,POI-CLOUD是针对用户生产、能源、设备管理需求,基于阿里云架构和自主研发的生产制造过程模型库,运用物联网、云计算和大数据技术,开发的具有数据采集转换传递、数据分析与挖掘、优化计算和信息化展示功能的智能信息云平台。

工业数据采集技术

基于物联网技术的数据采集系统,具有自适应性、通用性、扩展性特点,支持超过2000种不同通信协议的数据传输,覆盖制造业大多数场景,能快速的与各种协议的设备进行通信,采集频率小于5S

实时数据处理技术

设备、生产过程、能耗等实时数据源源不断进入云平台,并得到快速地处理,包括实时数据清洗、统计汇总、数据分析等,支持如设备实时状态监控、异常预警、实时数据统计等对时间响应要求很高的应用。

大数据存储与分析技术

具备PB级数据存储能力,可存储海量的能源、生产、设备数据,通过对数据进行分析挖掘,建立数据驱动数学模型,如能量系统优化调度模型、预警预测模型。

可视化与交互技术

由定制化模板创建可视化界面,按用户不同角色定制人机交互界面,可在移动终端和PC端直观展现,供用户随时随地接入云平台查询、分析。

2)工艺流程

 

 

企业端数据采集

企业现场的数据采集采用工业安全网闸/网关,确保数据采集的稳定性与可靠性,数据采集的接口无需开发。系统接收来自生产线DCSPLC、电力系统及能源计量仪表的模拟量和数字量数据,并转换为与现场一致格式的数据,发送到实时数据库,所有数据的刷新速度可达到秒级。

实时数据处理

通过实时数据采集,设备、生产过程、能耗等数据源源不断的通过接收服务端进入到云平台,数据需要得到快速地分析和处理,支持如设备实时状态监控、异常预警、实时数据统计等对时间响应要求很高的应用。

系统实现基于阿里云的分布式流计进行开发,该平台具有如下特性:支持SQL 进行实时数据清洗、统计汇总、数据分析;作业可达百万吞吐,计算可达秒级延迟,让流计算真正规模化、实时化;计算可水平扩展,完全弹性伸缩扩展,让流计算真正弹性化、自动化;分布式集群计算无单点,故障无需人工干预自动恢复。

大数据存储与分析

基于阿里云大数据计算产品(MaxCompute)进行开发,提供了TB/PB 级数据仓库解决方案。MaxCompute提供了完善的数据导入方案以及多种经典的分布式计算模型,能够更快速的解决海量数据计算问题,并保障数据安全。通过数据挖掘,采用基于时变延迟非线性动态数据驱动与机理相结合的在线建模方法来建模,建立能效与生产过程工艺被控变量的定量关系,如建立能量系统优化调度模型、预警预测模型等。

数据流入关系数据库

关系数据库用于存储核心基础数据和大数据计算得到的结果数据,直接用于前端各类数据应用,包括能源监测、告警预测、优化调度等等。

任务调度

调度各类数据加工任务完成对数据的处理流程,数据加工任务包括:数据清洗任务、数据转换任务、数据质量分析、模型训练任务等等。数据的加工处理流程发布为工作流,然后交给任务调度模块执行。

权限管理

权限管理模块负责用户与权限的管理,所有的请求都会被鉴权,保证每个用户只能用到系统中的被允许的功能和数据。系统提供多重防护保障云端安全,包括:设备认证保障设备安全与唯一性;传输加密保障数据不被篡改;权限校验保障云端安全等。

交互可视化设计与开发

根据不同用户需求,定制面向能源管理的预警预测、能效对标、节能目标、优化调度等画面,供用户查询、分析。

四、主要技术指标:

1)与传统能源管理技术对比

2-1  POI-EMS与传统能源管理技术对比表

对比项目

博依特能源管理中心(POI-EMS

传统能源管理技术

管理方式

信息化、动态、精细化管理

人为控制、固定、粗化管理

数据采集

实时数据采集、实时监测

不定时人工抄表、数据缺失

数据分析

智能统计分析预测,各类指标计算更精准

人为统计预测、分析数据不准确

抄表

自动抄表,有效降低抄表人员工作强度

人工抄表

工况、环境参数设定依据

历史运行数据,实时环境变化

凭经验操作,被动滞后反映调整

告警

实时监测、快速报警,及时应对不良状况

无告警,发现问题滞后

节能率

3%~10%

3%~5%

2)与本地化能源管理中心对比

2-2  POI-EMS与本地化能源管理中心对比表

对比项目

博依特能源管理中心(POI-EMS

本地化能源管理中心

应用系统

POI-EMS在云平台(POI-CLOUD)上构建,确保数据的安全性与开放性,登录便捷,不受时间、地点限制;

无需采购服务器,部署成本低。

需安装本地客户端,登录受本地局域网限制;

需采购额外的服务器,部署成本高。

数据采集

采用基于物联网技术的实时数据采集系统,支持超过2000种不同通信协议的数据传输,通信快速稳定。

秒级数据采集,无点数限制,并提供数据预清洗技术,避免统计数据出现突变。

数据采集周期长、传输不稳定、不准确,BUG多。

数据存储

PB级数据存储,历史数据永久保留,数据采用分布式三副本机制,提供 99.9999999% 的数据可靠性。

受本地服务器容量限制;数据备份成本高。

数据分析

支持海量实时数据统计分析、模型预测、流程优化,数据分析分钟级,数据告警秒级

难以分析和利用海量数据

维护方式

无需更换应用服务器,专业团队前后端远程维护,响应快、成本低。

需现场维护,服务器需定期更换,成本高。

系统功能

功能丰富、支持个性化配置及定制,包括在线监测、告警追溯、能效分析、能效对标、能耗预测、节能目标、能源报表、数据管理等;

特色功能:设备监测运行分析、节能量在线核算、智能抄表、灵活组合分析、看板配置;

首创能源管理中心健康运行指数,可对能管系统使用情况进行综合评价。

传统EMS主要还是信息的查询管理,缺少智能化的数据分析,无法自定义告警规则、自定义抄表计划、自定义对标对象等,无法对设备进行监测及开工率分析。

交互方式

PC、移动APP、 短信、 E-mail

PC

售后服务

基于POI-EMS的线上用能数据,及团队二十多年知识库、模型库、专家库的积淀,可提供线下的定制化服务:节能潜力诊断、能源托管、用能系统优化咨询,定期推送周、月报等服务。

节能率

3%~10%

3%~8%

五、技术应用情况:

本技术已应用于约60家单位,最长使用年限接近3年。通过信息处理产品标准符合性检测中心的软件产品登记测试;获2017中国智慧能源产业年度优秀项目;纳入广州市节能减排技术及成果推广目录。本技术已交付多个用户在实际生产中实际使用,满足实际生产的性能、可靠性、安全性等指标要求,满足大规模应用,已确定销售方式、产品价格、营销方式,系统的安装、部署、维护等技术支撑和体系完善,并已建立售后支持系统,用户体验良好,故技术成熟度处于第9级。

六、典型用户及投资效益:

案例应用单位:广东理文造纸有限公司

广东理文造纸有限公司于20165月委托广州博依特智能信息科技有限公司建设企业能源管理中心(POI-EMS),该项目建设内容包括软硬件采购、现场安装、数据采集、系统设计与开发、系统测试、上线调试等。项目于20168月完工并投入运行。

4-1-5 项目实施前后实际能耗统计数据

改造前

改造后 

统计月份

产量(t)

综合能耗(tce)

单位产品综合能耗(tce/t)

月均产量(t)

统计月份

综合能耗(tce)

单位产品综合能耗(tce/t)

月均产量(t)

20159-20168

2083990.29

715694.60

0.3434

173665.86

20169-20178

733337.88

0.3358

181994.40

本项目投资额为194万元,完成实际节能量为16597.89吨标准煤,项目实施前主要消耗的能源种类为原煤,原煤的折标系数取0.6959tce/t,以500/吨的原煤单价计算(具体以市价为准),节能效益为1193万元。

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