产品概述
电力能效管控系统是帮助用电企业合理计划和使用能源，提高配用电过程的能源利用率，降低单位产品能源消耗，以节约能源成本方式为企业创造经济效益的信息化管控系统。
电力能效管控系统结构由数据采集、数据传输、数据存储、展示及应用等部分组成，各区域电力监控终端（智能用电监控终端、保护测控装置、智能电力仪表等）经有线/无线的专网/公网将数据传送到控制中心，通过数据相关的采集、存储等服务，实现应用层的就地SCADA实时监控和WEB应用服务。
就地SCADA实时监控主要实现各监控终端数据的秒级监控，显示系统实时通信状态和告警信息，同时进行海量的数据存储，提供历史数据的精确查询。通过监控画面可展现各个区域的模拟画面/电力一次系统图，查看当前区域的监测点信息和实时数据。
WEB应用服务实现了数据的智能分类、分析、统计、报表管理和网络共享，同时系统若与生产管理系统对接，可获取产品产量数据。公司用能管理、财务核算、生产管理等人员均可在其权限范围内进行分区域/分层级/分类别/分功能/分时间的数据查询、统计、分析及产品相关的单耗测算、分析和管理等。
能效管控系统可实现配用电能源消耗的信息化、可视化管理，为管理者提供了全过程的监测、分析和评估工具，通过优化配用电系统、用能设备和生产工艺过程，制定科学、合理的用能考核标准和体系等措施，可有效提升企业能效管理水平。
本文介绍了电力能效管控系统的一些应用案例，通过企业能效管理相关的方法和经验分享，帮助读者认识电力能效管控系统在现代企业管理中的角色，了解其在企业实现节能创效方面的重要作用。
应用案例
电力系统损耗及故障分析
能效管控系统对区域配用电各级能耗关口的全覆盖，可以实现不同电压等级、各配电环节的电能损耗数据监测（如：110KV线路损耗、110KV主变损耗、10KV母排损耗、10KV电缆线路损耗、10KV主变损耗、400V母排损耗等）。通过配用电各环节的损耗数据分析可及时发现各环节能耗异常，避免配电系统的异常损耗，同时可进行系统各终端数据的自查和计量校准等（参见图1），此方法还用于供配电系统的部分故障排查。例如，通过查询和分析某型号低压无功补偿柜的历史运行数据曲线，可协助运行人员快速判断设备异常：一次保险熔断（功率因数0.90以下，某相电流明显比另外两项小或为零：该相一组或多组保险熔断）、控制元件故障（系统功率因数过高，某相电流无法自动切断：该相可控硅击穿）、电容减容（系统功率因数低，三相补偿电流有随时间衰减的趋势）等。
图1：监测点分级数据校准分析
供电方式经济性分析
某铸造企业正常生产日由110KV主变供电，为降低主变损耗，节约电费，停产放假（每月固定调休）期间变电站运行人员会调整运行方式，停运110KV主变，由10KV保安线路为企业（保温炉、办公楼、数据中心、安保等负荷）供电，节约了主变的损耗电量。后经能效管理人员对系统监测数据的对比和分析测算：停产放假期间企业日电量约80000度，使用110KV主变供电日损耗约500-1000度（电度电价约0.6元/度），同时10KV电度电价比110KV电度电价高0.03元/度：110KV主变供电电度电费=（80000+1000）*0.6=48600元，10KV保安线路供电电费=80000*0.63=50400元。保安电压供电虽然节约了主变损耗电量（1000度/天），但公司却增加电费支出1800元/天。因此，经信息的有效反馈后，变电站除检修等特殊原因外，不再使用10KV保安线路供电。公司不仅节约了电费支出，同时减少了变电站运行人员的倒闸操作，避免了切换运行方式造成的临时性停电，提高了供电可靠性和满意度。
电能质量分析与优化
通过各终端的监测数据可直观看到各区域电能质量：电压偏差、谐波、功率因数以及用电设备（负载）的三相不平衡率、（无功）特性是否异常等。电能质量的改善，能够减小配用电设备故障率、降低配电环节损耗或部分用电设备的能耗等，从而给企业带来间接的经济效益：某变电所低压动态无功补偿柜内补偿电容经常出现鼓包、漏液、减容甚至发生爆炸，更换各种品牌效果不佳，经系统检测发现，因低压馈线生产用电设备产生的谐波电压电流过大，电压畸变严重。通过增加谐波治理设备，有效降低配电和用电设备故障率，同时降低谐波损耗提高设备运行效率。
有序用电与电力需求侧管理
能效管控系统通常作为电力需求侧管理平台的子系统，可以通过区域负荷协调控制技术来实现区域负荷调剂、有序用电和自动需求响应，如：某工业园区正常用电负荷约30000KVA，最大负荷45000KVA，1#主变容量40000KVA，为最大限度保障生产用电安全，需开启2#主变与1#主变并联运行，以满足生产需求。为节约电费成本，建议使用优特智能微网协调控制装置，通过与中频电炉控制台、中央空调主机、电动车（班车）充电桩、热水机组等智能用电系统的信息通信或在相关柔性负荷装配智能用电监控终端，进行园区用电负荷的智能协调控制，将园区总负荷控制在40000KVA以下，以减少主变的开启数量，可大幅降低基本电费支出；同时，可根据当地相关政策情况，与供电方签订合同参与需求响应，执行需求侧管理调控信息的自动响应，还可获得相关电费补偿奖励。
用电设备能耗分析与优化
管理人员通过能效管控系统可查看同一设备能耗时比、不同设备的能耗类比等，进行用电设备的能耗分析，查找用电设备的异常能耗并实施改善，实现节能降耗：某铸造分厂停产放假期间，能效管理人员利用系统对多台同型号保温炉进行用电数据对比分析，发现A炉、E炉、G炉用电量较高，能效管理人员将信息及时反馈给生产管理，经运行记录分析及设备检查后发现：A炉操作工在放假期间未按照操作指导书进行定时测温，导致保温运行档位设置不当，产生高能耗；E炉在设备排查中发现一个可控硅击穿导致设备运行能耗上升；G炉内炉衬使用时间较长邻近更换周期，炉衬变薄，保温效果差。对此，管理人员制定一系列措施，对操作工进行批评教育给以相应处罚，重新梳理排查设备巡检要求及规范标准，同时加强内部运行管理避免了此类事件的再次发生；核算部门也在更换炉衬的成本分析中增加了设备能耗因素。
用电设备节能改造分析
能效管控系统可以有效发现用电设备/系统高能耗（能效低）的问题，而通过用电设备/系统的节能改造能够从根源上改善设备/系统能耗状况，实现节能降耗。但不管是企业自主进行的节能改造，亦或是通过节能服务公司以合同能源管理的模式进行节能改造，都离不开节能效果评价和投资效益分析。能效管控系统能帮助企业进行准确的效益测算和分析，从而作出科学合理的投资决策：某公司对其园区内一个典型空压机进行变频节能改造试验，经能耗对比分析后发现，20立方空压机日用电量减少用电量660度，节能量超过35%，通过全公司的节能方案推广和改造，年节约电费40余万元。
表1：节能改造效果分析
表2：节能改造投资效益分析
峰谷用电分析与管控
为平衡电网峰谷负荷，缓和电力供需矛盾，提高电网负荷率和设备利用率，充分发挥价格的经济杠杆作用，调动用户削峰填谷、均衡用电的积极性，供电公司通常会对电力用户执行分时电价（峰谷电价），一天24小时按（尖、）峰、平、谷分为四/三个时段，各时段电价依次下降，且价差较大。企业可通过调整用电负荷的时间，例如将一些相对灵活的生产用电环节转移到电价最低的低谷时段生产，或在尖/峰时段将大功率生产设备适当提前或延后，来降低用电平均价格，以达到节约电费的目的。峰谷用电的管控与深入分析同样离不开能效管控系统的支持，生产管理人员通过系统平台及时查看、跟踪峰谷用电的绩效信息并实施改善，能效管理人员通过监控各用电设备的生产用电曲线，综合分析并提出合理化建议，如：
a）某机械厂热处理产品生产时间约7-9小时，生产管理要求每天夜班23点至次日8点（22点-0点为平时段，0点-8点为谷时段，8点-12点为峰时段）和白班11点-18点（12点-18点为平时段，18点-22点为尖时段）开启热处理炉进行生产，想充分利用低电价进行生产节约电费。但通过监控生产用电曲线发现：热处理生产前期是升温阶段，用电设备满功率开启，温度到达后后期保温阶段用电量很小；能效管理人员通过系统监控数据进行建模测算分析（参见图2），向生产管理提出，生产前期应利用谷或平时段，后期负荷较小可适当涵盖峰或尖时段。
b）某铸造厂中频电炉的熔炼周期有一定时间间隔，经能效管理人员分析后建议在尖/峰时段来临前，提前熔炼好铁水，在尖/高时段使用时进行短时间升温就可以出炉。虽然会造成整体用电量的上升，但考虑峰谷电价综合计算电费对比测算后（单位产品用电量上升，但用电费用下降），该方案是比较划算的。
图2：热处理生产峰谷用电分析
产品能耗分析与管控
企业能耗水平的高低不能仅以能源输入（能耗）的总量去评价，大多情况下会以其生产的产品作为参考来度量能源的产出，用能源输入和产出的比值来衡量能源的利用效率。能效管控系统可以对接企业生产管理系统获取（或通过核算人员录入）产量数据，用生产产品的能源消耗量除以标准产品的产量，计算出单位标准产品的能源消耗量，即产品单耗，作为评价用能效率的主要指标。
能效管控系统对产品单耗的测算、统计和数据积累，能够协助生产管理制定合理的单耗基准值。系统对当前生产产品的单耗数据与基准值进行对比分析，直观的向管理人员展示当前生产过程的能耗水平。
能效管控系统通过WEB服务平台，可以实现企业能耗数据信息的有效共享，使能耗管控不再只是一个部门的事：从产品加工到行政部室、从生产管理到财务核算、从一线员工到高层决策都能够参与其中，把用能管理扩展到各个相关部门。
有了能效管理的标准、手段和工具，企业得以建立能源管理体系，对生产用能进行规范化的管理：能效管理结合生产管理部门发布能源管理相关文件，明确各部门能源管理职能、能效管控指标（峰谷电价指标、产品单耗指标等）、能源绩效考核办法等，各部门（分厂）通过能效管控系统可监控自己的用能过程，对能耗情况进行对标分析并实施改善（包括生产工艺优化，操作人员作业过程的分析、评价、改善，生产设备能耗状况的对比分析、改造更新等）；同时能效管理专家为各部门提供专业的技术支持，协助发现、分析各区域能耗异常问题，提出用能改善建议。通过各环节能耗过程的不断优化，逐步提升各部门管控指标，使企业能效水平稳步上升。
图3：能源管理体系运行模式图
计划用能和电力预测
能效管控系统通过对产品单耗的管控和历史用能数据的不断积累，可帮助企业进行更加准确的电力预测，制定精细的用能计划以及相关财务预算、付款计划等。
同时，在电力市场交易中，企业需要申报下个年度、月度甚至日前的用电量、最大负荷、负荷曲线等，相关数据的精准预测都离不开能效管控系统的支持。不难见到，有些售电公司为避免电量偏差考核，保障电力交易能实现预期的盈利为其代理的用能企业安装能效管控系统，以实现企业用电的精准预测。
对接其他系统的扩展应用
为合理配置电力资源，促进经济的协调发展，降低单位GDP能耗，国家已陆续建设了连接各省（区、市）、相关部门和行业数据共享的能耗在线监测系统和电力需求侧管理平台。国家鼓励相关用能企业建设能效管控系统并接入省级平台，同时在政策上给予一定支持。
另外，各类（企业、建筑、电力）能效管控系统也在逐步探索对接区域内的智能微电网、智能照明、中央空调、锅炉、空压机、环境安全监测等控制系统，以统一智能的协调控制实现更多智能化应用，例如通过遥视系统检测商场的人流量，来辅助控制中央空调主机、冷冻水泵的运行数量和功率等。
某科技大厦智能微电网接入能效管控系统，利用能效系统数据可监测微网系统运行异常：通过查询能效管控系统 “电能在线-电能分布图”发现，光伏系统9组光伏逆变器的数据中1#逆变器没有输出，3#、4#、5#输出功率低于其他逆变器输出功率的一半（参见图4）；再查询系统 “用电分析-耗电类比分析”（参见图5），可看到各组光伏逆变器负荷曲线的数据差异（类比曲线发现实时功率减半）；考虑故障发生时有台风过境，同时结合光伏板一次接线图，可以快速分析故障原因：外力（台风）造成光伏硬件部分异常（断线），第1组光伏逆变器串/并联光伏板的主回路故障、第3、4、5组光伏逆变器原并联的两组光伏板有一组断链。
图4：电能在线 >> 电能分布图 >>> UT光伏总监测（发现异常）
图5：用电分析 >> 日耗电类比分析
结束语
从上述诸多案例中我们能够看到，现代化、智能化的能效管控系统给政府和企业带来了巨大的社会和经济效益。除了新技术的发展和系统功能的不断完善，让企业管理者能正确认识能效管控系统，并采取行之有效的用能管理措施是至关重要的。从某种程度上来说，能效管控系统更多的意义在于，它为企业管理者提供了用电能耗过程的可视化服务平台和管理工具，帮助企业进行能源的精细、规范和科学化管理，实现节能创效。
