基于物联网的企业能效管理平台分析与探讨
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摘要：针对当前企业中能耗设备繁杂、能耗量大的现状，分析了一种基于物联网的企业能效管理平台参考模型方案，利用物联网技术与数据挖掘技术对动态采集的能耗信息进行分析，为企业能效的管理决策以及制定节能减排规划提供决策支撑。
关键词：企业能效管理;物联网;决策支持
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）21-0193-02
开放科学（資源服务）标识码（OSID）：
智慧城市的建设，让节能减排成为企业绿色可持续发展的必然趋势[1]。电能能效管理是节能战略的重要组成部分，随着企业电能消耗大幅度上升，优化用电质量，改善传统用电方式，提升电能利用率的任务迫在眉睫。目前，很多企业逐渐在能耗管理方面加大投入，但仍然缺乏统一的企业能耗监测指标和能耗评价体系，过分强调节能目标，而在能耗管理方面缺乏相应的技术支撑[2-4]。虽然一些能耗监控系统在企业电能消耗统计方面发挥了一定的作用，但是用电设备分布广泛、分类繁多的情况下，并不能对大量分散能耗数据进行有效采集、存储、分析与预测，因此对企业实施高效化、智能化的节能降耗管理工作势在必行。
1 基于物联网的企业能效管理平台研究设计思路
基于物联网的企业能效管理平台参考模型将嵌入式技术、传感器技术和通讯技术融人系统的数据采集层和传输层，对能耗数据进行智能采集，并将其数据上传到能耗监测系统中，在此基础上，利用数据存储技术和数据挖掘技术，为企业实时、直观地反映设备能耗趋势、能耗分布状况、设备运行状态，从而形成对全局能源形势的监控。在能效管理服务平台上为高能耗企业与节能设备提供商搭建信息桥梁，企业根据可行的节能方案选用设备，通过不同部门之间的协作达到互利共赢。基于物联网的企业能效管理平台参考模型主要分为以下两大步：
1）建设“企业能效管理系统”服务重点企业，对企业用电数据进行采集，存储并加以分析。
2）分析能耗数据，制定节能方案，建设“基于物联网的企业能效管理平台”向企业提供节电服务。
1.1建设“企业能效管理系统”服务重点企业，对企业用电数据进行采集，存储并加以分析
通过采用基于嵌入式技术和虚拟仪器平台的电能质量实时监测仪，实现对企业的用电数据信息进行采集与电能质量分析，将多线程异步通信技术和海量数据存储技术结合起来，实现大量采集终端的并发能耗数据可靠传输与存储;采用数据清洗、数据挖掘技术从大量的实际数据中，还原和纠正因检测设备故障而缺失或错误的用电数据，并提取隐含在其中的潜在有用的信息，为电力用户企业能效管理云平台的统计、分析与展现提供实时、准确、完善、有效的统计结果数据。
1.2 分析能耗数据，制定节能方案，建设“基于物联网的企业能效管理平台”向企业提供节电服务。
构建云计算中心，将基于物联网的企业能效管理平台在逻辑功能方面划分为物理资源层、云计算基础服务层、云计算管理层三层。
物理资源层为支撑系统运行的基础设施集合。
云计算基础服务层包括数据采集、数据传输、数据检测、数据存储、数据清洗、数据分析等功能。
云计算管理层为系统管理人员及终端用户提供系统管理及系统使用的功能，包括系统管理、用电需求侧管理、运行维护管理等功能。
2 基于物联网的企业能效管理平台技术原理
为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的基于物联网的企业能效管理平台，主站软件使用成熟、标准的J2EEc5]（ Java 2 Enterprise Edition）企业平台架构搭建，采用多层的分布式应用模型、组件再用、一致化的安全模型及灵活的事务控制，使系统具有更好的移植性，以适应企业能效管理平台应用环境复杂、业务规则多变、信息发布的需要，以及系统将来的扩展需要。技术原理如下图所示：
平台采用分布式多层结构，典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。根据本系统业务特点，应用层进一步细分为采集子层和业务子层、对外接口等。主站软件通过对外接口与外系统交互。
表现层：提供统一的业务应用操作界面和信息门户展示窗口，是系统直接面向操作用户的部分。
业务层：实现具体业务逻辑，是系统主站的核心层，根据系统的应用特点，业务层可分为采集子层、业务子层、对外接口等。业务子层，负责对现场采集数据进行清洗和挖掘，将检测数据转化为决策知识，并在决策知识的形成阶段融人专家群智能。
服务层：提供全局通用的业务服务、安全服务等组件服务支持，并实现本系统专用的业务逻辑服务，为业务层提供通用的技术支撑。
数据层：实现海量信息的存储、访问、整理，为系统提供数据的管理支持。数据层通过大型关系型数据库实现。
3 基于物联网的企业能效管理平台优势分析
3.1 可以丰富企业能效管理手段
企业能效管理服务云平台对企业的能耗数据加以收集、整理、分析，形成企业能效分析报告，使企业用户可以更全面直观地了解企业用电效率的整体水平，合理安排生产、科学安装选用节电设备、合理分配用电负荷，为提高用电效率、降低单位GDP能耗指标在数据层面上提供支持。
3.2 可以促进电力需求侧管理和合同能源管理的发展
企业能效管理服务云平台主要以合同能源管理的方式对外提供服务，推动合同能源管理的发展。同时该平台将作为企业和电力需求侧管理[6]的中坚力量，推动电力需求侧管理和企业节能的发展。
3.3 可以促进节能产业和市场的发展
企业能效管理服务云平台可以帮助企业建立起完善的用电监管系统，通过数据分析，结合企业的自身情况，为企业定制节能方案，达到节能效果。在节能方案的实施中，会拉动节能设备制造商、项目施工单位等一系列市场。
3.4 应用水泥企业案例预期效益分析
以水泥企业中高能耗设备生料磨排风机、窑尾收尘排风机、原料磨循环风机为例，应用基于物联网的企业能效管理平台后的节能收益预期如下表1、2所示。
4 结语
企业能耗的高效管理关系着企业的运营成本，基于物联网的企业能效管理平台研究在优化用电质量、提升用电效率，为企业管理层检查节能减排效果、制定节能减排规划，降低企业成本等方面有着重要的研究意义和价值。
参考文献：
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[2]倪章灵.基于物联网的能效监管系统在某高校节能改造中应用研究[J].福建建筑，2019（2）：83-88.
[3]时翔，王澎.基于物联网的能效与能耗管理系统的建设[J].电工技术，2016（2）：273.
[4]杨启岳，张建高，程冠华，等.基于物联网监测数据的光热系统能效评估算法的设计与实现[J].中国能源，2017，39（7）：45-47，24.
[5]陈鹏.基于J2EE架构的新一代电能量计量系统[J].商情，2013（18）：126.
[6]罗漪澜.基于物联网的用户侧能耗管理系统设计[J].机电信息，2019（20）：105，107.
【通联编辑：唐一东】
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