中冶京诚智能制造系列报道：钢铁工业全方位智慧能源管控系统-京诚鼎宇
中冶京诚钢铁工业
全方位智慧能源管控系统
《中国制造2025》明确提出了“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，以数字化、网络化、智能化为主线萧红的资料 ，强调把绿色低碳转型、可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，部署全面推行绿色制造，努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系，降低能耗、物耗，增强企业国际竞争力。
钢铁工业是传统耗能大户，消耗着大量的宝贵能源，绿色低碳转型迫在眉睫。近年来，国内大中型钢铁企业基本都实施了能源管控系统，通过建立公司级的能源管控中心，初步搭建了能源从生产、输配到使用的全过程管理架构。
但是，很多企业由于建设需求不清晰，改造难度大等原因尸病污染，其能源管理系统的实施效果与建设目标相去甚远。数据统计的精细度不够，缺乏从公司级、分厂级到工序级，由上而下、清晰的能源指标管控体系；缺乏对能源平衡的动态预测分析和优化调度模型；系统上线后依然线上线下两套台账，系统数据无人使用；能源管理有监无控，仅仅将各个站所的信号做了采集监视，能源管控大厅甚至完全成为了仅供参观使用的电视墙工程，难以实现能源精细化、一体化、扁平化的管理目标。
中冶京诚结合我国智能制造总体目标，针对企业能源管控之现状，运用新一代数字化技术、无人值守技术、能源预测和调度模型，打造了钢铁工业全方位智慧能源管控系统瓦罕走廊，实现了钢铁企业水、电、风、气的一体化、高效化、无人化管理，预测企业未来的能源平衡和负荷变化，有效提高能源循环利用和自给比例，协助企业节约能源外购成本。
图1 智慧能源管控系统整体架构
中冶京诚智慧能源管控系统由下而上共分为三个层级，具体包括：能源数据采集与监控层、基础能源管理层和高级模型调度层（图1）。
1、能源数据采集与监控层（SCADA）
系统采用先进的SCADA监控平台，自动采集和监控底层PLC系统、DCS系统、RTU设备以及计量仪表的数据趋势变化，通过统一的平台综合管理钢铁企业水、电、燃气、空压风和氧氮氩等所有能源介质。
中冶京诚智慧能源管控系统集成稳定可靠的无人值守技术，可在能源管控中心远程集中操作钢铁企业水泵房、变电所、空压站和煤气柜等能源设施，实现各能源站所的无人值守，一方面大大提高了能源管控和调度的效率，另一方面也极大降低了站所的值守定员，定员优化率超过30%（图2）。

图2 能源SCADA集中监控平台
2、基础能源管理层
基础能源管理层采用先进的软件平台实现能源计划、能源实绩、能源平衡、能源运行支持和能源质量等基础管理功能。通过对能源进行有计划的生产，有规则的平衡调度，有考核的评价分析，最终达到能源生产、输配、消耗的全流程闭环管理。
先进的KPI管理、高度可配置系统，不仅可以快速设计开发能源管理功能，缩短系统建设周期，而且可以方便用户进行自定义配置管理川西剿匪记。灵活、可配置的工厂模型和能源站所可以让用户在后期工程仅需简单地增加操作即可将新的能源站所纳入管理平台；用户自定义KPI画面支持不同级别、不同权限的管理者定制自己关注的能源指标分析曲线和能源报表（图3）真户晓。

3 用户自定义KPI界面
灵活的多级能源费率（如峰谷平电价）和能源介质折标系数支持功能，自动适应各个地区不同时段的能源价格变化。
灵活的报警参数设定集成短信和邮件发送功能，可以在第一时间将能耗或相关能源设备的报警信息自动发送到相关责任人的手机或邮箱，实现问题的快速响应，快速解决。
各能源介质的自动优化平衡结算功能，可集成各种分摊规则和平衡经验，实现企业所有能源介质的日分析、日结算，与ERP系统全面对接，实现整个能源业务的全面在线流转。
精细化到工序的能源统计功能长安督武司，可实现分工序、钢种和规格统计各种标准能耗，更有效地分析能耗异常原因，细化企业能耗标准，同时结合标准实现生产过程能耗动态监控比对（图4）。

图4 工序能耗动态监控
通过与数字化工厂平台无缝集成，可帮助用户通过数字化平台快速了解企业能源工序平衡状况（图5）。

图5 数字化能源管控
3、高级模型调度层
智慧能源管控系统集成了中冶京诚多年从事水、电、风、气设计的宝贵经验，可提供煤气平衡预测模型、用电负荷预测模型、炉窑集中监控模型、错峰发电控制模型等一系列先进的专家控制模型，为用户动态预测能源平衡，优化煤气利用率和提高自发电比例提供全方位的专家指导服务（图6）。

图6 能源平衡预测模型
3.1、煤气平衡预测模型
煤气平衡预测模型根据钢铁企业的用能特点正室嫡出，将煤气的产、供主要用户及管网平衡进行实时稳定性分析崔走召新书，分析平衡的方向及状态吵闹爱不完，为值班调度员科学调整提供参考。平衡预测按照高炉、转炉、焦炉煤气三种介质分别进行，通过设定各级煤气用户的优先级制定优化调度规则，当煤气供需平衡发生变化时，自动根据调度规则计算，给出优化调度建议，协助煤气调度更好地实现全厂的煤气平衡管理。3.2、用电负荷预测模型
用电负荷预测模型通过结合企业的生产计划、历史用电负荷变化曲线和所在区域电网的负荷约束，脸部毛细血管扩张实时监控钢铁企业的总用电负荷变化和重大耗电设备的运转状况，对未来企业整体用电总负荷变化进行动态预测，避免由重大间歇冲击型负荷冲击电网引起的超需量罚款，竹下俊及时进行错峰调节。
3.3、炉窑集中监控模型
炉窑集中监控模型可对企业的重大煤气消耗用户，如热风炉群、加热炉群，进行群组化监控和生产管控协调，整体优化热风炉换炉时间，避免多组热风炉同时换炉给煤气管网带来巨大冲击影响发电，同时结合热风炉和加热炉自动燃烧控制模型，实现全局调度和工序单体优化模型的全面结合，更有效地协调主要煤气用户和下游发电机组之间的关系。
3.4、错峰发电控制模型
错峰发电控制模型根据峰谷平时段外购电的费用和自发电的成本（燃料成本、用电成本）建立数学模型，充分考虑各用户的有功需求、无功需求、蒸汽需求，同时结合机组设备能力限制、检修计划、燃料供应情况、负荷变化曲线、机组爬坡曲线、煤气柜柜位变化等因素制定成本最优的错峰发电计划可牛闪图，指导各发电机组峰时多发电，谷时多产煤气，在保证生产的前提下第一茧，充分利用各气柜的缓冲能力和发电机组的调节能力，实现对二次能源的最优利用。通过上述模型的配合使用，可至少提高企业的自发电比率3个百分点，每年可为企业节省上千万元的外购电费。
作为中冶京诚新一代钢铁工业智能制造整体解决方案的重要组成部分，智慧能源管控系统集成了稳定可靠的自动化控制技术、高效的互联网平台技术、先进的数字化工厂技术和智能化的模型控制技术，可为钢铁企业、有色冶炼加工企业以及整个制造业提供全面、周到、智能化的能源管控服务，它不仅仅是一套管控软件，而是包含工艺、水、电、风、气等全方位专家支持的智能化能源管理解决方案。
内容来源：中冶京诚-钢铁企业全方位的方案解决专家
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