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能源管理范文

時間:2023-03-08 15:32:33

序論:在您撰寫能源管理時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。

第1篇

溫亞震的開場白很簡單,在青島舉辦的首期全國能源管理師培訓班上,作為能源管理師培訓項目開發機構職業經理研究中心的主任,溫亞震直言不諱。“說到底,就是為了促進企業節能減排!”

日前,國務院印發了國家發改委會同有關部門制定的《節能減排綜合性工作方案》(以下簡稱《方案》),《方案》特別提出,重點耗能企業要建立能源管理師制度,實行重點耗能企業能源審計和能源利用狀況報告及公告制度,對未完成節能目標責任任務的企業,強制實行能源審計。

引入能源管理師培訓,最終建立高水平的中國能源管理師和能源審計師培養體系,成為經濟和能源可持續發展新的需求。專家指出,高效能源工程的決定性因素是人,這個決定性因素在《方案》中就體現在能源管理師制度上。

據了解,目前部分城市已經開始落實該項制度:青島市國資委自6月26日起,在大中型企業中開展能源管理師培訓;7月2日,揚州市經貿委宣布,該市今年將向高耗能企業派駐能源審計管理師,督促企業節能減排;上海也提出,政府部門和企業應設立能源管理機構和專門崗位,引進能源管理師職稱。

“全國能源管理師項目的啟動,符合國家節能減排、發展循環經濟的政策。”

溫亞震表示,主管部門及各企業必須像抓環境評估一樣對新上企業的能源利用方案進行評定和把關,像抓財務審計一樣對企業能源利用效率進行年度審計,并配套能源價格獎懲政策激勵企業不斷提高能源效率管理水平――這是解決中國經濟快速發展下節能降耗的必由之路。

《經濟》:怎樣定義能源管理師?

溫亞震:企業能源管理師應當是企業中能源管理的核心人物、決策人物和主要管理者,是企業的高級職業經理人。他們要熟知能源與能效管理知識,正確解讀和合理運用政策,做好能源計量、統計和監測管理工作,借鑒成功經驗組織節能規劃和實施。

《經濟》:能源管理師培訓的內容有哪些?

溫亞震:在培訓內容和培訓形式上,我們參考了國外的先進經驗,按照工業制造業、能源企業、建筑及房地產業、城市公共事業四大類進行劃分。同時,來自國家發改委、國資委、科技部的能源管理專家對國家能源政策、節能減排面臨的形勢和企業責任做系統的講解。

企業能源管理師培訓后,將參加統一組織的評價考核。考核通過后,將頒發《企業能源管理師證書》,并將納入企業人才庫進行管理。

《經濟》:今后企業能源管理師培訓如何在全國展開?

溫亞震:我們計劃先在國資委系統開始,推廣企業能源管理師培訓評價制度,并逐步在全國企業中展開。國資委管理的企業大多是大型企業,同時也是能耗大戶,是我們節能減排的重點。首先在他們當中推廣企業能源管理師培訓評價制度,是為其他企業樹立標桿。

第2篇

這儼然是一個充滿“風險”的行當。

18年前,在中國與世界銀行合作實施的《中國節能促進項目》支持下,合同能源管理登陸中國。

18年過去了,在應當成年的時刻,中國的合同能源管理產業依然處在一個蹣跚學步的尷尬年齡。

這與人們原本的預期相去甚遠。

發軔于上世紀70年代的美國的合同能源管理,目前是全球最為流行的節能減排模式。其模式具體來講,就是由節能服務公司投入人才、技術、設備免費為客戶進行節能改造,雙方分享節能效益。節能服務公司、客戶能夠在一個綠色環保的目標下實現雙贏,是該模式的最大亮點。

理論上,合同能源管理產業與中國的綠色經濟發展規劃在對接上不會存在任何“排斥”反應。但現實遠非看上去那么美好。

2010年4月,國家發展和改革委員會(下稱“國家發改委”)聯合財政部、中國人民銀行、國家稅務總局頒布《關于加快推行合同能源管理促進節能服務產業發展的意見》。隨后,財政部、國家發改委等聯合印發了《合同能源管理項目財政獎勵資金管理暫行辦法》。

在一系列政策推動下,各地節能服務公司如雨后春筍般冒出來。截至目前,在國家發改委備案的節能服務公司總數已達到3210家,合同能源管理的春天似乎已經到來。

然而這個幾乎被所有人看好的“雙贏”生意,卻沒有獲得預期的高速成長,大量從事合同能源管理的節能服務公司步履蹣跚、處境被動,這種局面或許是世界銀行當初始料不及的。

“從其模式本身來看,毫無疑問頗具吸引力,合同能源的商機顯然已經被意識到,而問題就出在具體的實施層面。”廈門大學能源經濟研究中心主任林伯強分析稱。

一個好消息是,國家已決定為合同能源管理產業真正迎來春天而注入強心劑。

7月中旬,國務院常務會議特別提到“要發展壯大合同能源管理等節能環保服務業”。

合同能源管理產業能否抓住此次機遇,真正迎來自己的春天?

誠信危機

在采訪的過程中,記者聽到最多的一個詞便是“風險”。其中誠信風險最為關鍵。“從整個行業發展來看,誠信風險是困擾節能服務企業的難題,決定著企業甚至行業的生死存亡。”北京首聚能源科技發展有限公司節能項目經理李賀蘭分析稱。

合同能源管理模式決定了對于節能服務公司而言,在前期會做大量的投入,只有客戶節能改造后獲得的節能效益才能參與分成,收回投資取得利潤。節能項目存在技術種類多、范圍廣、周期長、節能效果認定分歧等多種因素,節能公司和用能單位容易產生糾紛,導致拖延、克扣甚至拒絕回款等現象發生。

李賀蘭所在的公司主要依托綠色照明節能、電機變頻節能、余熱余壓利用三種技術進行節能服務。

合同能源管理最關鍵的是合同。“每一個項目,我們都是從商務洽談開始,挖掘客戶的需求,獲得客戶認可以后,免費為客戶提供整套節能服務方案,包括能源審計、項目設計、設備采購、人員培訓,由節能公司承擔技術風險和資金投入風險。但項目運作一段時間,節能效益逐漸顯現后,企業發現與節能服務公司合作不如干脆去買設備,于是風險就出現了,這樣的行為需要靠合同規范。”李說。

雖然已經有多年的從業經驗且所在的公司也還未曾遭遇過誠信問題,但李賀蘭每次簽訂合同前總是忐忑不安,在法律顧問等協助下,仔細分析每一處可能存在的風險點。“有些情況不可控,過去沒遇到風險不代表未來沒有,甚至客戶公司出現的人事調整都會是潛在風險。”李說。

李的警惕不無道理。幾年前的一樁典型的案例早已成為業內的風險警示樣本。2008年6月,廣東華拿東方能源有限公司與云南曲靖遠東水泥廠簽訂節能服務合同。雙方約定前者幫助后者遠東水泥進行節能設備改造,改造后節省下來的電費雙方五五分成。合同為期十年,當年配套安裝了節能設備。隨后雙方共同認定,使用了節能設備后高溫風機耗電量比改造前降低了近25%,節能效果明顯。但是此后的三年里廣東華拿東方能源有限公司只有被喊去維修設備的情況,而無坐下來評分節能蛋糕的時刻,最終雙方對簿公堂。

一個更為悲觀的例子來自吉林,某節能公司為整條街道進行節能照明改造。改造完成后,節能服務公司在主張節能效益分享時得到的答復是,要錢沒有,拆走你們的燈,但是必須恢復街道的原狀。最后這家節能企業因此破產倒閉。

對于這樣的案例,林柏強有自己的看法:“風險不僅僅存在于節能服務公司,對客戶來說同樣也具有風險。即使什么錢都不用掏,更換掉現有設備已經算是一筆不小的成本,而如果不行,恢復原狀還是成本。這種風險促使其必須找到可靠的節能服務公司,對于小型節能公司同樣存在信任危機。”

面對彼此的不信任和不可控的未知風險,不少節能服務公司,開始將業務重心由節能效益分享轉為銷售節能設備。“賣設備也不完全是壞事,客戶一次性付清設備費用,有利于我們資金周轉,進行后續項目的運作。另外也不再考慮客戶的盈利能力和回款問題。”李賀蘭說。

連鎖反應

合同能源管理的難題遠不僅僅體現在誠信方面。

合同能源管理的商業模式,決定了節能服務公司需要提前墊付資金。項目運作之初,節能公司需先期提供啟動資金、設備及安裝調試。絕大多數節能服務公司都是中小型企業,一旦簽約項目增多,公司墊付資金量就會增大,而節能服務的投資收益回報時間通常較長,很容易造成企業現金流的中斷。

解決資金就必須考慮融資,而身為中小企業的節能服務公司大多尚處于發展初期,存在注冊資本較小、財務制度不規范等問題,在銀行貸款審核過程中信用評級較低,且缺少土地、廠房等接受程度高的抵押品,因此無法獲得大規模的信貸資金。

“貸款也是一個誠信問題。合同能源管理項目回款是銀行貸款的主要還款來源之一,一旦拖欠或拒付,將給商業銀行貸款帶來巨大的償債風險。客觀上回款風險已經成為商業銀行介入合同能源管理項目的最大風險之一。這也決定了合同能源服務企業難以獲得貸款。”建設銀行研究部蔣清海說。

中小型節能服務公司缺錢受到了政府的重視。國家發改委三年前就出臺財政獎勵、稅收減免等一系列支持政策,并明確了政策執行的具體細則,但落實情況并不盡如人意。去年財政部為2339家備案節能服務公司安排財政獎勵資金17億元,但實際進行節能獎勵申報的節能公司不足200家,支出財政獎勵僅3.12億,大量資金富余。

一邊是嗷嗷待哺的中小節能服務企業,一邊是大量富余的獎勵基金。業內認為,造成優惠政策落實不到位的原因有多方面的,包括財政、稅收政策宣傳不夠,節能服務公司不清楚優惠政策的存在和具體內容;補貼申報涉及知識面廣、程序復雜;項目節能效果可測性差,難以達到補貼標準等。其中最為關鍵的是,2010年與獎勵政策一同還出臺了《合同能源管理技術通則》。這條被業內稱為合同能源管理領域的首個國家標準的頒布實施,史無前例地規定了節能效益分享型、節能量保證型、能源費用托管型等三種主要類型的合同能源管理參考合同文本。

國家標準主推“節能效益分享型”,并將其直接與財政補貼政策掛鉤。而那些放棄“效益分享型”模式賣設備的節能服務公司已經不再屬于合同能源管理業務范疇,無法拿到財政部補貼。

難題待解

合同能源管理發展至今,該如何繼續推進?雖然中國有世界最大的節能投資市場,政府也出臺了一系列扶持政策并一再強調發展合同能源管理的重要性,但在原國家發改委、世界銀行、GEF中國節能促進項目辦公室執行主任王樹茂看來,認識、誠信、融資問題阻礙了合同能源管理的推廣。這位曾經將合同管理機制從美國引入中國的專家表示不能盲目樂觀。而他最為關注的是認識問題。“基于能源浪費的‘慣性’,一些企業往往有‘浪費無罪’的誤區。國內很多企業高管對節能減排的重要性和緊迫性的認識還有待提高。同時,政府應該下達具體的指標,通過相關機構對企業節能減排潛力進行分析,企業要向政府承諾節能減排的目標。否則,很多節能項目很難得到實施。”王樹茂分析稱。

如何解決誠信問題,專家和從業者有不同的看法。“政府如果想發展合同能源管理,對行業的政策扶持上需要提供擔保。如果政府機構出面擔保,無論對于節能服務公司還是節能客戶,甚至是提供項目貸款的銀行,誠信問題馬上就會解決,但是政府要承擔一定的風險。”林柏強分析稱。

而在李賀蘭看來,誠信問題并不只是在節能行業存在,在任何行業,小公司的誠信都會受到質疑。中小型節能公司在發展初期不受信任也很正常,隨著業務量和經營實力的增加,節能服務公司的誠信不是問題。但他最擔心的還是簽訂合同后,客戶的不誠信。

對于節能服務企業普遍存在的融資難問題,王樹茂和林柏強意見一致。他同樣認為,節能服務企業沒有財產抵押,銀行不會提供貸款。政府應該鼓勵金融機構對節能項目提供融資幫助。同時由政府來提供擔保,承擔70%以上風險,剩下30%風險銀行承擔,風險降低銀行就會更樂意去為企業提供節能減排項目的貸款。

第3篇

1.1建立組織機構,加強組織領導為了確保工作的順利開展,油田專門成立了由油田主管領導為組長,技術監督處、財務資產處、財務資產部、審計中心、紀委監察處、技術監測中心等6個業務處室和部分所屬單位為成員的能源審計工作領導小組,辦公室設在技術監督處,具體負責能源審計領導小組的日常工作。同時,對油田職能管理部門明確了業務分工,制定并下發了實施方案。各被審計單位也成立了相應的組織機構,明確了負責的主管領導,落實了職能部門,抽調專人,按照能源審計工作小組的要求配合工作,為能源審計的開展提供了有力的組織保障。

1.2成立專業隊伍,加強能源審計機構建設為高質量完成油田能源審計工作,油田成立了一支專業化的能源審計隊伍。由技術監督處負責能源審計的組織協調,確保審計的順利實施;財務資產處負責被審計單位財務數據的核實,確保相關數據的真實、準確;審計中心負責被審計單位相關數據的一致,確保審計結果有效;局紀委監察處負責能源審計的監督工作;油田節能研究所提供能源審計管理平臺和節能技術支撐,成立能源審計項目組。項目組配備了長期從事能源管理、能耗檢測、計量統計、能效評價、節能挖潛、技改方案、財務分析等方面專業技術人員,其中油田技術專家1人、研究生3人、高級工程師4人;具備國家級、省級資格證56項,包括國家能源審計師培訓資格證18個、國家安全評價師證6個、國家注冊會計師證1個、節能檢測員證31個;配備能耗測試儀器設備192臺(套)。2006年12月取得了企業能源審計和節能規劃編制資質,成為河南省第一批唯一一家企業取得資質的單位。

1.3建立制度與標準,規范能源審計工作能源審計工作開展初期,一部分單位并沒有意識到能源審計的積極作用,對能源審計工作熱情不高。為此,在管理上,油田專門以文件的形式下達《關于開展能源審計工作的通知》,明確能源審計工作計劃、工作程序和被審計單位、審計期,嚴格規定工作時間節點,保證了能源審計工作高效、有序進行。同時,修定完善了《節約能源管理辦法》和《節能目標責任考核辦法》,將節能指標納入年度經營承包考核體系,節能指標以能源審計結論為準,為能源審計工作的有效開展提供了管理制度保障。目前,油田能源審計工作已經作為節能管理的一項常態化工作有序開展。為確保能源審計在技術上做到科學準確、客觀公正,油田成立了油田節能專標委,遵循“重點突出、科學先進、實際適用、系統配套”的原則,積級開展節能標準體系建設,共收錄2個層次、5個門類的節能標準282項;根據油田實際情況,制定了《油田企業能源審計方法》、《油田企業節約能源統計方法》等5項油田企業標準,使能源審計工作在統一標準下規范進行。

1.4完善審計工作流程,推動能源審計有序開展依據國家和集團公司相關能源審計工作標準和規定,結合油田實際,完善了中原油田能源審計工作流程:年初由技術監督處編制年度能源審計計劃,并納入油田“節能目標責任評價考核”體系;油田能源審計項目組根據年度能源審計計劃,制定審計實施方案,確定審計目標和具體內容;油田能源審計項目組開展節能監測和現場能源審計,被審計單位如實提供有關資料,積極配合能源審計;能源審計工作完成后,由技術監督處主持召開能源審計項目組、被審計單位參加的審計結論對接會,十日內提交能源審計報告;被審計單位在審計工作完成后三個月內把整改情況反饋給技術監督處及能源審計項目組;能源審計項目組對被審計單位定期回訪,監督整改,將整改效果反饋給技術監督處進行考核。

2抓住重點環節。科學合理開展能源審計工作

2.1抓住能源消費環節,實施能源管理審計電力、天然氣、油料是油田能源消耗的主要部分,鉆井系統以柴油、電力消耗為主;供熱、供水系統以燃煤、電力消耗為主;油氣生產系統以電力、天然氣消耗、流程中原油損耗為主作為審計重要環節。分析各系統能源利用狀況,挖掘節能潛力,抓住從節能部署、工藝技術、工程改造措施等方面的主要矛盾,找準能源管理審計的切人點。

2.2抓住能源管理環節,實施能源管理審計中原油田在能源審計工作中,綜合考慮生產、技術、管理等因素,從加強精細化管理人手,客觀評價,在審計過程中突出三個重點:(1)把能源管理環節作為審計重點。主要包括:管理機構審計,檢查是否自上而下形成一套完善的節能網絡管理體系;制度建設審計,檢查是否建立健全了能源管理制度及相應考核辦法;計量管理審計,檢查是否采用了完備的計量手段,計量數據是否準確;統計管理審計,檢查是否實行三級能耗統計管理,統計數據是否齊全、準確;定額管理審計,檢查是否實行能源管理指標的樹標對標達標管理,制定能源消耗定額;節能監測管理審計,檢查是否對重點用能單位和設備定期監測,動態調整節能部署;節能技改管理審計,檢查是否定期開展節能潛力分析,有計劃、有步驟地開展節能技術改造和新技術推廣。(2)把能源消耗的真實性作為審計的重點。通過核查財務憑證和供應部門進出料單,對被審計單位的電力、原油、天然氣、成品油及原煤等各類能源消耗量進行審計。如:電力消耗審計是通過核實計劃部門下達的電力消耗計劃、基層單位實際消耗電量以及財務部門支付電力費用是否一致,核查電力消耗的真實性。(3)把節能項目資金管理規范性作為審計的重點。主要核實資金使用是否規范、有無虛報項目套取資金、節能資金實施效果分析,以及通過節能項目后評估,分析節能降耗影響因素。

2.3科學確定審計內容,客觀評價能源管理水平為做到全面、客觀、公正的評價被審計單位的能源管理水平,依據能源審計相關標準,結合油田生產實際,一是中原油田能源審計工作公正性聲明,保證審計工作不受行政干預,按同一審計標準公平、公正開展;二是確定審計內容,即:“能源管理狀況、生產工藝及能源流程、能源計量及能源統計、能源定額管理、能源消費結構、用能系統綜合能耗及實物能耗、能源消費指標計算分析、能源成本指標計算分析、節能量計算、用能設備運行效率計算分析、節能技改項目、節能潛力”等;三是按照油田下達的能源考核指標進行審計比對。

2.4以能效測試為手段,提升能源審計水平在能源審計過程中,中原油田堅持以能效測試為手段,采用可信的數據為評價依據。在能耗變化影響因素分析上,從管理節能、結構調整節能、技術節能3個方面建立科學的分析模型,應用適當的計算方法,分析影響趨勢并做出評價;在用能設備能耗分析上,對重點用能環節和生產工藝進行能效測試,使能源審計工作可通過可靠的基本數據,進行定量分析,進而科學分析節能潛力,提出有針對性的能源管理建議、節能措施和節能技改項目。

3圍繞油氣生產特點。開展能源審計工作

3.1鉆井系統方面

已完成了全油田6家鉆井公司中的鉆井一公司、二公司、三公司、西南鉆井公司、塔里木中原鉆井公司等5家單位的能源審計工作。重點對柴油、電力等主要能源消耗狀況、節能技術改造、能源定額管理等方面進行了審計,提出了“針對不同鉆機類型、井型、區域制定柴油消耗定額,推廣空氣鉆井、旋轉沖擊鉆井、垂直導向鉆井等技術,采用節油裝置,優選與螺桿相匹配的高效鉆頭提高鉆速,對運行設備進行運行參數合理匹配以及西南鉆井公司網電鉆機參數優化”等建議及技改項目。實施后,節能降耗成效顯著,全油田鉆井生產萬元產值綜合能耗比“十•五”末下降了15%。

3.2供熱、供水系統方面

在供熱管理處、供水管理處審計過程中,重點對原煤、電力等主要能源消耗狀況以及燃燒效率、散熱損失和用能管理水平進行了審計。指導制定了《供熱站經濟技術運行等級達標考核標準》,明確了42個供熱站經濟運行等級,提出了達標考核標準以及減少供水流失、優化供水工藝參數等能源管理工作經驗6項、提出管理措施3條、節能建議7條、技術措施5個、治理方案2項,實施后,采暖期每平方米供暖用能由28.4千克標準煤下降到19.8千克標準煤。推廣應用鍋爐DCS控制系統,與熱網微機監控系統聯網,系統熱效率提高了3%。

3.3油氣生產系統方面

共完成了中原油田分公司4個采油廠以及石油化工總廠、天然氣產銷廠、天然氣處理廠的能源審計工作。針對機采、集輸、注水、電力等四大系統,堅持“簡單、適用、安全”的優化原則和“低能耗、高效率”的技術思路,提出了“濮城、文留、胡慶、文衛馬油田集輸系統優化方案”、“衛城注水系統泵控泵(PCP)改造方案”等節能技措項目9個,建議32條。采納實施后,取得顯著節能效果。如:對濮城油田、文留油田集輸系統進行優化,停運濮一聯、濮二聯、文三聯原油脫水、原油穩定等工藝,更新改造高耗能、低效率的輸油泵、鍋爐、加熱爐、負壓螺桿壓縮機等設備,降低能耗、提高綜合運行效率。整體優化改造后,集輸系統效率提高3.2個百分點,加熱爐效率提高1.2個百分點,機泵設備運行效率提高5.3個百分點,噸油處理綜合能耗降低3.67千克標準煤。年節電554萬度,減少天然氣消耗240萬方。

4以能源審計為手段。促進能源管理水平

通過能源審計,油田針對提出的管理意見和建議,進一步完善了能源管理體系與制度的建設。在組織管理上,進一步健全由油田主管部門主管、相關專業職能部門分工負責、各用能單位為實施主體的節能管理模式,基層單位形成了縱向到底、橫向到邊的四級節能管理網絡;在制度保障上,修訂完善了《能源審計實施辦法》等8項制度;在目標責任管理上,實施了目標責任考核,促進油田節能管理工作實現了“五個到位”(組織機構到位、制度保障到位、目標責任到位、檢查考核到位、獎罰兌現到位)。促進了能源計量管理水平提高。通過能源審計,油田能源計量器具配備率由2006年的82.6%達到現在的98.7%、檢定率由76.2%達到現在的97.2%。計量管理的基礎得到進一步夯實,按照“系統計量分開,設備計量到位,定期準時校驗”的原則,繪制了能源計量網絡圖,建立了能源器具管理系統,促進了能耗數據錄取的全面性和準確性,解決了以往能源計量不準、管理考核困難的問題。促進了能耗測試技術水平提高。能耗測試做為能源審計工作必不可少的技術手段,油田進一步加大力度,在做好單臺設備節能監測的基礎上,把工作重點轉向主要生產系統的能源利用效率的測試、分析和評價。能耗測試工作從簡單的節能測試向實用性的分析、評價、評估轉變;從單一的節能測試向綜合型的測試轉變;從主要面向采油廠逐步向鉆井、供水、供電、煉化等領域拓展。2006年以來,共完成了58個項目的系統效率測試評價、評估工作,為油田節能管理發揮了可靠的專業技術支撐。促進了節能技術改造項目實施的針對性。油田管理部門和生產單位根據能源審計提出的節能技術改造建議,圍繞鉆井、供熱、機采、集輸、注水、電力等重點耗能系統,遵循“工藝簡化、系統優化”的原則,對項目進行了合理的統籌安排,重點加強了節能改造項目實施前測試、分析,明確了節能挖潛方向和工藝路線;對實施后的節能改造項目進行測試后評估,對實施效果進行評價分析。20O8年,實施完成節能項目3項,累計節能3623噸標準煤;21309年,實施節能項目4項,累計節能12584噸標準煤;2010年,實施節能項目6項,累計節能21844噸標準煤。

5下步工作思路及措施

經過幾年來的探索實踐,中原油田在能源審計工作上積累了大量的經驗,取得了顯著效果,工作呈現出良好的發展勢頭。通過能源審計,有效地促進了油田節能工作的制度化、系統化、規范化管理,推進了油田節能降耗的深入開展。下一步,我們將以“鞏固、完善、提高”為工作思路,以打造中原油田能源審計品牌為工作方向,力爭成為同行業技術領先的能源審計單位,為油田節能降耗管理工作做出應有的貢獻。重點做好以下工作。

5.1繼續開展好能源審計工作在全面完成油田第一輪能源審計工作后,結合審計過程中出現的問題,及時查找不足,總結經驗,進一步完善審計手段,為下一步能源審計工作打好基礎。

5.2建設完善審計標準體系開展《石化企業能源審計方法》、《油田能源定額方法》等標準的制訂工作;繼續完善油田節能標準體系建設,制定油田急需的標準和制度;在完善能源審計作業指導書的基礎上,形成油田能源審計工作標準。

5.3繼續強化培訓取證工作采取送出去、請進來、內部集中組織或自學、參加權威部門組織的培訓班等多種形式,強化人員技術業務培訓和資質取證工作,同時,繼續充實專業技術人員到能源審計工作中,使^員技術素質和審計資質不斷有新的提升。

第4篇

序號

考核內容

考核標準

1

有健全的能源管理網絡,并報動力廠備案,更換人員須書面報設備處備案

無能源管理網絡扣300元,網絡不健全一次扣100元,人員更換不報備案一次扣100元

2

每月2日前報送本單位水、電、汽(氣)等各類能源消耗統計數據、能源使用情況分析報表。

不報每次扣300元,遲報一天扣50元,數據不準確一處扣20元

3

完善計量設施,保證計量設施完好率達100

查計量器具不合格一處扣200元

4

杜絕長明燈、長流水、用電爐等浪費能源現象,確有需要的書面申請報生產處,經批準掛牌后才能使用;

發現一處扣100元

5

避免設備空運行,10KV出線功率因數不低于90

發現一處扣100元,在規定期限未整改完成的加倍罰款。發現功率因數低于90罰款200元

6

不得隨意更改管網及計量設施、嚴禁私自更換水表及計量方法

發現一次扣100元

7

嚴禁從消防栓接水供綠化、沖洗道路、洗車等行為

發現一次扣100元

8

按能源管理制度巡檢自己管轄范圍內的各種管線

少巡檢一次扣100元

9

節約用水、用電,盡量提高水、電利用率。沒有被有毒物污染的生產水,必須回收重新利用

有浪費水、電現象的一處扣100元,并限期整改,規定期限內未改正的加倍罰款,經濟可行而無循環措施的發現一處扣100元,并限期整改,屆時無整改措施的加倍罰款,正常運行的節水設施無故停運的,發現一次扣100元

10

各種管線、閥門不得出現跑、冒、滴、漏等現象

發現一處扣100元

11

新增用水、用電,必須書面申請設備處及生產處,經批準后方可實施

沒申請私拉亂接發現一處扣100元,在主管線上開口的扣300元

12

凡需安裝空調、電暖氣等采暖設施的,必須首先書面申請報設備處,經審查批準后方可裝用

未經批準私自使用的發現一處扣100元

13

熱力管道必須按要求做好保溫絕熱措施

發現一處不合格扣100元,私自違規使用的,發現一處扣200元

14

確保管轄范圍內水表的完好及計量準確

水表損壞一處扣100元,人為造成計量不準扣100元

15

對于可斷續生產單位盡量安排在0:00至8:00生產,如有困難的安排在12:00至18:00,22:00至24:00生產,以節約電費

發現一次沒有合理安排生產扣500元

16

室外照明開燈時間夏季20:00至5:30,冬季18:00至7:00

發現一處違規扣50元

17

空調設定溫度不低于26℃,餐廳空調使用時間10:00至13:00,17:00至18:50

發現一次違規扣50元

18

各車間循環水池最高水位離溢流口不小于0.5m,杜絕溢流

發現一處扣100元

19

所有考核罰款分解到人

未分解,所有考核罰款扣單位負責人,遲報按未分解考核

第5篇

【關鍵詞】能源管理系統;鋼鐵企業;能源審計

引言

鐵、鋼材、鐵合金等產品是鋼鐵企業的主要生產產品,在生產這些產品過程中需要消耗大量能量。對鋼鐵企業來說,其能源消耗的成本占據其生產總成本的20%以上,對能源消耗進行有效管理實現節能降耗,提高鋼鐵企業的能源管理水平顯得十分重要。

1、能源管理系統的基本要求

所謂能源管理系統,是指其內部具有完整的能源信息采集系統,能夠實現對數據的分析、處理和加工,能夠從整體的角度對能源的基本管理要求進行分析,整個管理系統能夠實現各工藝系統的能源要求,適應鋼廠的發展。對鋼鐵企業能源管理系統的基本要求進行分析,有以下兩項:1)各工藝流程會消耗大量能源,但同時也會回收一些能源,能源管理系統要能實現對這些回收能夠的有效回收;2)工藝系統中各介質之間有著千絲萬縷的聯系,能源管理系統要能夠根據不同的介質特點并與實際情況相結合,給出合理的管理目標:明確各類能源的使用效率,對其實施優化調控,實現節能降耗;對于調度人員來說,應該對能源系統有全面的了解;能源系統中出現故障時應該出現有較為明顯的異常,便于故障的快速處理;整個能源管理系統要實現圖形化的運行監視,直觀化的操作控制和數據查詢以及定量化的信息管理;能源管理系統要充分結合生產計劃,合理安排生產。

2、鋼廠能源管理系統的主要內容

在鋼廠中,能源管理系統的管理內容包括:審核能源管理機構、平衡企業能量以及審計企業的能源等。其中,審查能源管理機構的主要工作是了解和審查鋼廠中的人員結構,檢查各類計量儀表是否完善并分析其精密程度等。審查能源管理機構的工作與審計企業能源有著緊密的聯系,它決定了能源的審計工作是否真實可靠。平衡企業能量的工作目標是為企業建立各種平衡關系,包括:能源收入與支出的平衡、消耗與有效利用的平衡等。審計企業能源是依據相關法規和標準,檢查和監督企業能源利用的整個過程,其目的是為了真實的了解到企業使用能源的真實情況,為企業節能降耗提供依據。

3、鋼廠能源管理系統的管理模式

在審計鋼廠的能源使用情況之前,需要對其人員管理以及相應的計量系統進行考核,對相應系統的完善情況進行了解。審計鋼廠的能源其實質就是審計其能耗,對各種能源的消耗情況進行考核。根據鋼廠中能源的流動方向,可以將統計工作分為四個環節進行,分別為:購入貯存、加工轉換、輸送分配和最終使用,其中,每個環節又可以分為多個用能單元,如圖1所示。采用這種模式進行用能分析,從而了解企業的能耗情況[1]。

在購入貯存環節中,涉及到的內容有:能源的供銷、財務以及貯運部門。在這一環節中,需要統計能源的購入量、庫存的增減量、虧損量以及外供量等。采用能量守恒的原理計算出能源的消耗量。在鋼廠中,能源消耗包括一次能源的消耗和二次能源的消耗,如:柴油、煤氣、水、焦炭、蒸汽、氧氣等等。在購入量的統計過程中,還需要進行能源的標煤折算,便于比較。在加工轉換環節中,購入到鋼廠中的能源,有的可以直接利用,有的需要進行轉換后才能投入使用。所謂加工轉換環節,就是根據相應的工藝要求,將能源轉換成生產所需要的形式。在企業中加工的二次能源并不包括直接購入的二次能源。此環節主要包括:焦化廠、氧氣站、空壓站等,分別產出焦炭、焦爐煤氣、氧氣、壓縮空氣等二次能源。對轉換單元所消耗的能源進行統計,建立相應的能量平衡式,計算出等價折標系數。在輸送分配環節中,包括有管道輸送的能源與耗能工質以及電能輸配。對于前者而言,主要包括:輸送耗能工質數量,如:蒸汽、熱水等,管道進出口的壓力以及溫度參數。在最終的使用環節中,消耗的能源分為兩個部分:一是生產過程中所消耗的能源和各類耗能工質;二是職工生活和外供的各類能源消耗以及耗能工質。在鋼廠的生產系統中,包括有:主要生產系統、輔助生產系統、采暖、照明和其它等用能系統。對這些系統消耗的能量進行統計,計算出鋼鐵產品的總綜合能耗、單位綜合能耗、單位產值綜合能耗等指標。非生產用能包括:轉供外銷的各種能源數量,基建項目使用的各種能源數量及其它非生產使用的各種能源數量等,這部分能源消耗不計入鋼鐵企業生產能耗中[2]。

4、鋼廠能源管理方案的實施

鋼廠的能源審計的實施包括三個環節:技術準備、現場審計測試和分析總結。在技術的準備階段,需要成立審計小組,并對小組各成員的工作有明確的分工,編寫相應的現場調查及審計技術方案。在這一階段,需要考查鋼廠的能源管理機構、計量系統及能源購銷、加工轉換、輸送分配和最終使用環節,制定出用能設備的測試方案[3]。在現場審計測試階段,需要收集相關資料,進行現場調查分析和測試。其中,收集數據的主要目的是為鋼廠能量平衡表及能源消耗網絡圖的制作做準備;另外,還需要收集主要耗能設備和生產及技改項目的相關資料,在這些資料的基礎上對設備效率進行測算。在分析總結階段,主要工作是根據調查的數據結果,綜合分析鋼廠的總體用能情況,對產品生產的各項指標進行計算,評價鋼廠的能源利用水平,有針對性的提出節能技術改造方案。

5、結束語

本文從能源的角度出發,對鋼廠能源管理系統及相應的管理方法進行了研究。實施鋼廠的能源審計,不僅能夠使鋼鐵企業對自身生產過程中的能源消耗狀況有清晰的了解,找出企業能源管理中存在的不足,有針對性的運用一些技術改造措施;還可以為同行提供管理依據,使能源審計管理部門實現對其下屬企業的監督,幫助鋼鐵企業實現標準化和規范化的管理。

參考文獻

[1]馮晶,田小果.EM系統在鋼鐵廠能源中心的應用[J].自動化與儀器儀表,2005,3:35-37.

[2]王永川,陳光明.鋼鐵企業能源管理系統方案研究[J].冶金能源,2003,22(6):5-8,36.

[3]鄒寬.鋼鐵企業能源中心及其組織體系[C]//2010年全國能源環保生產技術會議文集.北京:中國金屬學會,2010:65-71.

第6篇

【關鍵詞】建筑;計量;能源管理

On building energy management

Zhang Yu,Huang Qiao-ling,Lai Zhen-bin

(Guizhou Building Research and Testing Center Guiyang Guizhou 550000)

【Abstract】Building energy consumption problem is outstanding day by day,Good energy management architecture has been crunch time,This paper proposes to strengthen energy management method,The importance of sub metering device in energy management,Not only solve the problem of building item energy consumption data collection, but also solve the problem of building energy management.

【Key words】Buildings;Measurement;Energy Management

1. 前言

(1)隨著我國經濟社會的發展和環境資源壓力越來越大,節能減排形勢嚴峻,在大力推進建筑領域節能工作中,公共建筑高耗能的問題日益突出。

(2)建設資源節約型社會,這是中央根據我國的社會、經濟發展狀況,在對國內政治經濟和社會發展歷史進行深入研究之后,做出的戰略決策。節約能源是資源節約型社會的重要組成部分,建筑的運行能耗大約為全社會商品能耗的三分之一。目前在建筑的不同階段采用了不同的節能管理手段,這些管理手段存在節能總目標不明確、節能管理相 互脫節等問題。實際上在不同的建筑階段,建筑節能的目標和本質都是一致的,都是要將建筑能耗控制。由于浪費與管理粗放,使這類建筑的耗電更加突出,針對大型公共建筑電能耗的監測及能源管理的研究,顯得愈加迫在眉睫。

2. 建筑能源管理現狀

2.1 目前,建筑的能源管理主要是由建筑設備管理系統(BAS系統)來實現的,BAS系統可以根據預先編排的時間程序對電力、照明、空調等設備進行最優化的管理,從而達到節能的目的,在實際管理中,通常采用采用以下能源管理措施:

(1)定時法:根據大樓工作息時間按時啟停控制設備,如風機、空調、照明等。

(2)溫度時間延滯法:根據大樓內溫度保持的延滯時間,提前關閉空調主機或供暖鍋爐以達到節能的目的。

(3)調節供水溫度:根據室內外實際溫度調節空調系統的供水溫度,設定合適的供水溫度減少系統主機的過度運行,實現節能。

(4)經濟運行法:在室外溫度達到13 ℃時,可直接將室外新風作為回風;在室外溫度達到24℃時,可直接將室外新風送入室內。在這樣的情祝下,系統可節約對送回風系統進行處理的能源。

(5)設備等壽命運行:對樓內冷熱源主機、泵機、風機等設備進行等時間交替運行,延長設備的運行壽命,節省維護費用。

2.2 以上能源管理措施的節能效果并不明顯,具體原因是多方而的,但歸根結底是因為我國迄今為止尚沒有建立一套行之有效的建筑能源管理方法,而BAS系統屬于工程性產品,并非成套設備,需要BAS系統工程師在現場做二次編程才能實現控制功能,系統性能受現場人為因素的影響很大,在加上許多建筑建設方和管理方、使用方分離,造成很少有用戶真正關心到底節了多少能,用戶在建筑節能方面的投入產出不成比例。事實_巨,由于缺乏建筑物的能源使用模型和完善的計量手段,即使有用戶提出上述問題,也無法得到準確的數據。因此,分項計量裝置的安裝也成了促進能源管理的有效手段。

3. 分項計量的開展

3.1 由于建筑物的建造年代不同,各建筑之間的維護結構、體型系數、窗墻比、照明燈具、空調設備及用能管理等差別很大,加上建筑遮陽、通風形式的不同,對能耗的影響很大。所以不能簡單的用建筑物的能耗總量來衡量其能耗大小,認為能耗總量高的就是不節能。

判斷一棟建筑物能耗的高低,應該通過分項、分類的能耗數據,進行橫向和縱向的比較,認真分析室內的環境質量,結合建筑物的運行管理水平等,才能真正的做到科學、真實、合理。為政府的決策提供數據支持,為進一步的能源管理工作找準方向。

3.2 分項計量安裝原則。

(1)現有的配電系統分項電能管理用表的配置,不涉及現有配電系統的計費電能表計。

(2)用電分項計量安裝是為了加強用能統計、管理,以達到節能的目的,不作為用電計量收費依據。

(3)分項計量安裝不改動供電部門計量表的二次線,不與計費電能表串接。

(4)計量裝置的設置應能有效進行能量計量、管理,并保證計量量值的準確、統一和計量裝置運行的安全可靠。

(5)原有的收費計量表數據,其電量可作為分項計量采集數據的對比參考值。

4. 能源管理意義

(1)幫助建筑用戶實現能源系統由粗放型管理轉變為精細型、科學化管理。在原有的能源管理方式下,一般只記錄建筑電源總進線的月耗電量和月費用,即使能做到記錄每天的總耗電量也不可能記錄所有線路的耗電量和實時電流數據。分項計量設備安裝后,使建筑用戶能實時掌握能源系統運行情況,對運行做出合理的調整策略。

(2)幫助建筑用戶實現對能源系統的低效率、準故障運行的診斷.提高能源系統的運行可靠性。(3)幫助用戶實現國家能源統計要求的能源管理和能源報表上傳、提高業主的管理水平。

(4)持續性地為建筑用戶提供建筑能源消耗情況,特別是暖通空調系統的優化運行基礎數據。空調系統是電耗的主要組成部分,建筑節能改造也是以空調系統為主,在擁有大量能耗數據的前提下,提出有效的空調系統優化運行報告,為后期節能改造提供技術保障。

(5)促使用能單位加強用能管理,制定相應的管理制度,自覺努力提高節能效率,達到節約用能的目的。

(6)有利于定量評價節能效果,通過安裝分項計量裝置,可以采集大量真實的能耗數據,而數據的分析可真實的評價能源管理的效果。

5. 結束語

通過有效的能源管理手段,可采集到建筑物的分項能耗,通過統計與分析建筑的能源消耗,為政府決策部門和業主提供有效的數據依據,促進建筑的節能運行和節能管理,將我國的建筑節能工作推進到既有建筑的運行管理和實質性節能的階段,最終建立起健全、規范化的建筑能源管理休系,進而達到建筑節能的目的。

參考文獻

第7篇

在不同的電網結構下家庭能源管理系統具有不同的功能,家庭能源管理系統作為智能電網的有機組成部分,智能電網為其提出了新的功能需求。傳統電網的能量流向是單向的,即電能由少量大容量發電廠集中生產,然后通過大規模的輸電網、配電網送至用戶側,最終由用戶消費掉。在這種模式下,家庭用戶只是電能的消費者,被動參與電網的運行,家庭能源管理系統的功能就是提高用電效率,實現節能減排,功能單一;并且這種家庭能源管理系統主要考慮單一用戶用電效率的提高和舒適度的增加[8],并未考慮大量用戶協同工作對電網的影響。智能電網除了大容量集中式發電廠外,還包含大量分布式電源和可再生能源,它具有復雜的潮流分布。電網和用戶之間的能量流是雙向的,家庭用戶不僅可以消費來自電網的電能,而且可以將本地分布式發電裝置產生的多余電能售給電網以獲得相應的經濟效益。智能電網是一個完全自動化的供電網絡,其中的每一個用戶和節點都得到實時的控制,并保證從發電廠到用戶端電氣之間的每一個點上的電流和信息的雙向流動;能保證電網上各成員之間的無縫連接和實時互動。除了提高居民側用電效率、實現節能減排外,智能電網環境下的家庭能源管理系統需要具備以下新功能:

1)支持需求響應在居民側的實施。目前電力資產利用效率低,研究表明20%的系統容量僅用于滿足電力峰值需求,其運行時間僅占系統運行時間的5%。通過實施需求響應可以降低電力需求的“峰谷比”和電力資產投資額,提高電力資產的利用效率,增強電力系統運行的安全性。需求響應在大工業用戶和商業用戶中已經得到了實施;然而單個家庭用戶用電量少,而用戶數量眾多,在傳統電網下無法有效實施需求響應。但據美國能源管理委員會(FederalEnergyRegulatoryCommission)報告,居民用戶側是通過實施需求響應來削減電力峰值需求的最大潛在領域。在智能電網環境下,借助于家庭能源管理系統可以實現這一功能。此外,居民用戶通過家庭能源管理系統對電力公司的動態電價信號進行合適的響應,對用電設備進行優化控制可以降低用戶用電費用。

2)支持風力發電、光伏發電等分布式可再生能源接入電網。智能電網中存在大量的分布式電源,其中風電和光伏發電是居民側最常見的分布式可再生能源形式,它們對于提高可再生能源的利用率、優化能源結構、降低用戶用能費用具有重要意義,但同時使配電網中的潮流復雜化。另外風能、太陽能具有間歇性和隨機性的特點,風電和光伏發電的大規模接入會給電網電能質量和電網的安全運行帶來挑戰。家庭能源管理系統需要為家庭用戶擁有的分布式可再生能源接入電網提供支持。

3)支持大規模電動汽車安全接入電網。電動汽車具有節能環保、運行費用低的優點,對于減少交通運輸領域的能量消耗和溫室氣體排放具有重要的作用。但電動汽車具有電池容量大、充電功率高、接入電網充電時間集中的特點。大量電動汽車無序接入電網充電會造成電力需求峰值增加,電網供需失衡,輸電線路和變壓器過載等后果,降低電力資產利用率,壽命,威脅電網的安全運行。通過家庭用電網絡接入電網是電動汽車入網充電的重要方式之一,利用家庭能源管理系統對電動汽車的充電過程進行控制可以削弱或消除電動汽車上網充電對電網的不利影響[14],同時減少用戶的用電費用。綜上,智能電網環境下家庭能源管理系統除了實現提高用電效率、節能減排的基本功能外,還要為居民側需求響應的實施、分布式可再生能源和大規模電動汽車安全接入電網、降低用戶用能費用提供支持,這些新需求的實現為該領域的研究提出了新挑戰。

2智能電網環境下家庭能源管理系統組成

與傳統的家庭能源管理系統相比,智能電網環境下的家庭能源管理系統實現的功能更多、更復雜,需要全新的系統結構支持這些功能的實現。智能電網環境下家庭能源管理系統示意圖如圖1,它主要包括三類設備:用電負載、儲能設備和分布式電源。根據用電模式和用戶需求不同,用電負載分為可調度負載和不可調度負載。HVAC(Heating,VentilationandAirConditioning)系統、洗衣機、干衣機、熱水器、洗碗機、電動汽車、用于家庭泳池的抽水泵等,在一定條件下對這些設備的運行進行調度不會影響到用戶的舒適度,它們是可調度負載。不可調度負載主要包括計算機、打印機、冰箱、家庭娛樂系統、照明系統、安保系統等,對這些負載進行調度會嚴重影響用戶的需求滿意度。對可調度負載的運行進行優化調度是實現居民側需求響應的重要途徑之一。電動汽車是一種特殊的可調度負載,它不僅可以通過G2V(GridtoVehicle)從電網中吸收電能滿足用戶的交通需求,而且還可以通過V2H(VehicletoHome)向家庭環境內的其他用電負載提供應急電能。大量電動汽車在集合者(Aggregator)的協調下可以組成大規模的電動汽車群(VehicleFleet)協同工作,通過V2G(VehicletoGrid)功能在用電高峰期間將電動汽車存儲的電能回饋給電網,起到調峰等輔助作用。電動汽車需要在家庭能源管理系統的控制下有序接入電網,以消除大量電動汽車無序接入電網造成的危害。目前,居民側的分布式可再生能源主要是風力發電和光伏發電。由于風能和光能的間歇性、隨機性,以及風能的反調節特性,需要利用儲能裝置改善風電和光伏發電的電能質量,維持系統穩定,提高其利用率。風電、光伏發電主要供給用戶自身使用,多余的電能賣給電網。儲能系統除了用于提高可再生能源的電能質量和電能利用率外,還可以在電力需求的“谷底”從電網吸取電能,在用電高峰時期供給家庭用電負載使用,或者售給電網來獲取經濟效益,降低用戶的用電費用。家庭能源管理系統與外界既有能量的交換,也有信息的交換。它通過智能電表與外部電網實現雙向能量流動和計量。智能電表也是電力公司和家庭能源管理系統進行通信的信息接口。用戶可以通過Internet網絡和家庭能源管理系統進行交互,比如通過Web頁面監測當前家庭用能情況,對家庭用電設備進行控制。用戶還可以與朋友、同事等進行節能比賽,獲取節能建議等]。用戶也可以通過移動網絡與家庭能源管理系統進行交互,實現上述功能。智能電網環境下的家庭能源管理系統主要包含以下五個功能模塊:1)用戶設置模塊。用戶通過人機界面對家庭環境內的設備進行參數設置,比如室內環境溫度上下限、洗碗機的開始工作時間、電動汽車的充電完成時間等;可以設定不同用電設備的優先級;選定不同的控制模式。用戶通過此模塊完成與系統相關的所有設置。2)檢測模塊。檢測模塊用于實現環境檢測、設備檢測和用戶行為檢測。環境檢測包括室內的溫度、濕度、光照等因素的檢測;設備檢測指用電負載、儲能系統、分布式電源的工作狀態檢測,比如電動汽車的當前連接狀態、充電功率、電池荷電狀態等;用戶行為檢測包括用戶物理位置檢測和家庭環境內用戶行為模式的識別。3)預測模塊。風電、光伏發電具有出力不穩定的特點,利用預測算法對其功率輸出進行預測有利于提高它們的利用率。若用戶采用實時電價,還需要對電價進行預測;另外,也可以對家庭環境內的負載進行預測,這些預測結果用于優化調度過程以提高系統性能。4)優化調度模塊。該模塊是家庭能源管理系統的核心,它根據用戶設置、設備工作狀態、環境信息、人員活動信息、電價信息、可再生能源的出力預測等信息對家庭環境內的可調度用電負載及儲能系統的運行進行優化調度,達到用戶預先設定的某一最優目標,比如最小化用戶用電費用等。5)設備監控模塊。該模塊根據優化調度模塊計算的結果對用電負載、儲能系統的運行進行控制,實時監測設備的工作狀態,并將設備的工作狀態和當前的用電狀態通過人機界面實時反映給用戶。家庭能源管理系統利用通信技術將家庭環境內的用電負載、分布式電源、儲能裝置及檢測控制裝置組成網絡,實現用能的監控,并實現與外部網絡信息流的雙向流動。

3智能電網環境下家庭能源管理系統關鍵技術及其未來研究方向

智能電網環境下家庭能源管理系統的技術體系如圖2所示。物理層由負載、儲能系統和可再生能源三類設備構成;在中間層檢測、預測、用戶設置的基礎上對物理層設備的運行進行優化調度,優化調度的結果通過設備監控作用于物理層設備上,利用網絡通信技術構成家庭能源管理系統通信網絡;在中間層的支持下可以實現節能減排、需求響應、可再生能源接入、電動汽車接入等系統功能。在此技術體系中,檢測是進行優化調度和監控的基礎,優化調度是核心,網絡通信技術是實現系統的關鍵技術之一。另一方面,風電、光伏發電出力預測、電價預測和負載預測可直接采用已有的預測算法。因此,本節從檢測技術、網絡通信技術和優化調度算法三方面總結智能電網環境下家庭能源管理系統的關鍵技術研究取得的成果,討論存在的技術挑戰,并指出未來的研究方向。

3.1家庭能源管理系統的檢測技術與傳統的家庭能源管理系統相比,智能電網環境下家庭能源管理系統檢測的物理量范圍更廣、頻率更高、粒度更細。以檢測用電設備的耗電量為例,智能電網環境下的家庭能源管理系統不僅要檢測家庭用戶的總用電量,還要將用電量細化到具體的用電設備和用電時段上。傳統檢測方法需要為每個檢測對象安裝傳感器,成本高,安裝、維護難,并且它是一種侵入式檢測方法,難以被用戶接受。非侵入式負載檢測方法可以彌補傳統方法的不足,是當前的研究熱點。它由MIT的GeorgeHart提出,最初用于居民樓負載監測。該方法通過分析負載的穩態和瞬態特征實現負載的識別。非侵入式負載檢測方法只需要在家庭環境內安裝少量傳感器檢測關鍵節點的用電量,然后通過算法來確定具體設備的工作狀態和耗電量。圖3所示是安裝在用戶側的智能電表在一段時間內測量的用戶用電功率實時曲線圖,可以采用基于“時間窗口”的方法以窗口期功率信號的邊沿特征、順序特征、變化趨勢和持續時間為特征量,通過與特征數據庫中的特征匹配來識別設備,從而將智能電表測量的總功耗分解到具體的用電負載。非侵入式負載檢測方法中設備特征選取和識別算法設計是關鍵,目前的算法有時間序列法、維特比算法、整數規劃法、模糊聚類法、人工神經網絡法、遺傳算法等。非侵入式負載檢測方法采用的儀表少、成本低、安裝維護容易,易于被用戶接受,但對于能耗小、工作模式復雜的設備進行識別比較困難,并且隨著設備數量的增加,識別精度下降;大部分算法需要大量的訓練和標定過程。對家庭環境內用戶的物理位置和行為進行檢測和識別,采用一定的方法對用戶的行為模式進行預測有利于家庭能源管理系統對設備的運行進行優化調度。檢測手段除了傳統的紅外法、RFID標簽法外,還可以通過嵌入在家用電器中的無線收發器接收信號強度的變化來檢測人員活動信息。除了傳統的以數據為中心的人員行為檢測,也可以采用知識驅動的方式進行家庭環境內人員行為檢測,比如利用本體對家庭環境和人員行為進行表示、建模,采用語義推理、分類和領域知識進行人員行為識別。目前,家庭環境內人員活動行為的檢測和識別主要集中在單用戶方面,在實際家庭環境內往往存在多個用戶,他們之間的行為具有耦合性,增大了行為識別和預測的難度,但識別和預測的結果對提高家庭能源管理系統的優化調度性能具有重要價值。因此,非侵入式檢測識別算法、多用戶用能行為檢測和識別是家庭能源管理系統檢測技術領域未來的研究重點。

3.2家庭能源管理系統的網絡通信技術與傳統的家庭能源管理系統不同,智能電網環境下的家庭能源管理系統不僅要對單個家庭環境內的用能進行優化、管理,而且多個家庭還要協同作,因此,智能電網環境下的家庭能源管理系統需要家域網(HomeAreaNetwork)、小區網絡(NeighborhoodAreaNetwork)和廣域網(WideAreaNetwork)三種網絡的支持。每個家庭能源管理系統含有一個智能電表,它是家域網與外部網絡進行信息交換的接口。同一區域的眾多智能電表構成小區網絡,來自各個智能電表的數據在小區網絡數據聚合中心進行聚合,再通過廣域網送到電力公司用于實現用能計量、負載預測等功能;電力公司的需求響應控制命令、電價等信息沿相反的路徑傳輸。三種網絡之間的關系如圖4所示。目前,可用于組建家域網的通信網絡技術如表1所示。由于用戶移動、增減用電負載等操作會造成網絡拓撲結構頻繁改變,因此不適于采用有線方式組建家庭能源管理系統通信網絡。無線通信技術是當前組建家庭能源管理系統家域網的主流技術,其中ZigBee技術由于具有低功耗、自組織、拓撲結構靈活、低成本等優點,是家庭能源管理系統家域網最常用的通信方式。家庭環境內含有大量種類多樣的設備,由不同的制造商生產,采用不同的通信標準,盡管ZigBee技術在該領域得到了廣泛應用,但尚未形成家庭能源管理系統家域網的統一通信標準。這增加了系統集成的難度。另外,目前家庭環境內的大部分用電設備檢測、通信功能有限,需要外置的檢測、通信模塊來檢測自身用能情況和組成網絡,這種方式使家庭能源管理系統實施難度大、成本高、不易被用戶接受。互操作研究仍是家庭能源管理系統家域網領域研究的熱點。通過和智能家電制造商聯合制定家庭能源管理系統的標準,未來的智能家電自身含有能量檢測和通信組網能力,來自不同制造商的智能家電能夠按照同一標準自動組網,自我報告自身用能情況。這種標準的制定有利于解決目前家庭能源管理系統存在的能量檢測精度低、設備互操作難的問題,降低家庭能源管理系統的實現成本,提高用戶接受度。網絡安全問題是智能電網環境下家庭能源管理系統網絡通信領域另外一個研究熱點。在智能電網環境下,用戶通過Internet和移動網絡可以對家庭環境內的設備進行監控,同時家庭能源管理系統采集大量的用戶用電數據。非法用戶可以通過用戶用電數據的分析推斷出用戶的生活習慣,造成用戶隱私泄露;非法的網絡入侵會威脅到系統的安全運行,造成用戶的經濟損失。因此,研究相應的網絡安全技術對于保障家庭能源管理系統的安全運行和用戶隱私及經濟利益具有重要的意義。但家庭能源管理系統中的設備存在資源受限、計算能力弱的特點,比如,智能洗衣機的控制器是典型的中低端嵌入式微處理器,其計算能力有限。并且家庭能源管理系統網絡中涉及控制的信息傳輸要滿足硬實時性的要求。所以傳統的Internet網絡安全技術不能滿足系統需求,因此計算資源受限情況下滿足實時性要求的網絡安全技術是未來的研究重點。另外,家庭能源管理系統采集大量的用戶用電數據,內含用戶隱私,如何在滿足電力公司正常需求的前提下盡量保護用戶隱私也是值得研究的方向之一。

3.3家庭能源管理系統的優化調度算法對家庭環境內的用電設備進行調度減少設備的空閑損耗、提高用電效率是傳統家庭能源管理系統的主要調度目的。智能電網環境下家庭能源管理系統實現功能的多樣性、可再生能源出力的不確定性、動態電價、能量流動的復雜性等因素都增大了優化調度的難度。圖5所示是智能電網環境下家庭能源管理系統中的能量流圖,箭頭表示能量流動的方向,箭頭上的符號表示功率的大小。虛線框內的部分為單個家庭用戶擁有,它和大電網之間存在雙向的能量流動關系:家庭用戶可以從大電網購買電能供用電負載消耗,或由存儲系統儲存,并為此支付相應費用;在動態電價機制下,購買電能時段的選擇直接影響到用戶支付費用的多少。用戶也可以將分布式電源產生的多余電能和儲能系統儲存的電能出售給電網來獲得相應的收益,并且售電時段的選擇也與其收益大小密切相關。在一段時間內用戶需要支付的總用電費用由式(1)表示。分布式電源產生的電能可以供給用電負載消耗、儲能系統存儲和售給大電網,在一特定的時刻,不同的選擇會對用戶的用能費用產生不同的影響。同樣,儲能系統能量存儲、釋放策略的選擇也影響著用戶的用能費用。因此,對虛線框內用戶擁有的部件進行控制,實現對圖5所示各組成部分之間的能量流動方向和大小進行優化調度對降低用戶總用能費用具有重要的意義。光伏發電和風力發電的功率輸出不穩定,根據它們的出力預測對可調度用電負載和儲能系統的運行進行調度,能夠提高可再生能源的利用率。此外,需求響應的實施和大規模電動汽車的安全接入電網都需要優化調度算法的支持,因此優化調度問題是智能電網環境下家庭能源管理系統的核心問題。根據優化調度的目的不同,當前的優化調度算法主要分為以下三類:總用電功耗小于目標值的調度算法、最大化可再生能源利用率的調度算法、最小化用戶用能費用的調度算法。1)總用電功耗小于目標值的調度算法。在居民側實施需求響應除了利用動態電價信號通過經濟刺激方法引導用戶改變用電模式外,電力公司還可以根據當前的電力供應情況,直接向用戶需求響應控制信號,向用戶指定需求響應的持續時段和在此期間該用戶的家庭用電上限,電力公司根據事先與用戶簽訂的協議為用戶支付相應的經濟補償。用戶收到需求響應控制信號后,通過家庭能源管理系統中的優化調度模塊對家庭環境內的用電設備進行調度,確保滿足需求響應控制信號的要求,必要時可以犧牲用戶的部分舒適度。優化調度算法不僅要考慮可調度負載對家庭總用電量的影響,還要考慮不可調度負載及可再生能源出力不確定性對調度結果的影響。2)最大化可再生能源利用率的調度算法。光伏發電和風力發電的出力不確定性不利于它們大規模接入電網,限制了它們的利用率,通過大容量的儲能系統可以削弱出力波動,提高可再生能源的利用率,但該方法成本高,不便推廣。同時光伏發電、風力發電的出力波動大,儲能系統的容量不易確定,儲能系統的利用效率低。家庭能源管理系統通過對用電負載和儲能系統的調度,優先消納本地光伏發電、風力發電等可再生能源產生的電能,有利于提高可再生能源的利用率,降低可再生能源出力波動對電網的不利影響。家庭能源管理系統可以根據天氣預報網站分小時的天氣預報信息對可再生能源的出力進行預測,然后根據電價的預測結果和用電負載的優先級對用電設備進行調度,從而最大化可再生能源的利用率,并最小化用戶用能費用。將電動汽車的充/放電與可再生能源發電預測相結合,建立一個同時計及具有V2G功能的電動汽車、風電和光伏發電系統出力不確定性的電力系統協同調度模型,可平抑可再生能源的出力波動,改善電力系統運行的經濟性,提高可再生能源的利用率。3)最小化用戶用能費用的優化調度算法。在智能電網環境下,家庭能源管理系統除了降低負載的空閑損耗來降低用電費用外,可以采取多種方法來降低用戶用電費用:響應電價信號,將部分負載從“高電價時段”調度到“低電價時段”;根據可再生能源發電的出力狀況協同控制用電設備增加低成本可再生能源的利用量,減少從電網購買的電能;將可再生能源產生的多余電量售給電網;利用儲能系統在低電價時存儲電能,在高電價時供給用電負載或售給電網獲取經濟效益等。這種算法是目前最常見的優化調度算法,可表示為如式(2)所示的約束優化問題。不同的調度算法考慮的對象范圍不同,HVAC系統用電占整個家庭電能消耗的22.3%,提高HVAC系統的效率是實現節能減排、用戶側需求響應的重要手段,對降低用戶用電費用具有重要意義。因此,HVAC系統的優化調度算法是該領域當前的研究重點之一。根據動態變化的電價和室外溫度的變化對未來時段HVAC系統的溫度設定進行優化調度,能夠在保證用戶舒適度的條件下降低用戶用能費用。檢測室內人員活動信息,分析用戶行為模式,有針對性地對HVAC系統的運行進行優化調度也可以提高使用HVAC系統的效率,降低用戶用能費用。利用房屋具有的儲能特性,根據可再生能源的出力狀況對HVAC系統進行控制,通過提高可再生能源的利用率來降低用戶用能費用。家庭用戶不僅關心HVAC系統的用能費用,更關心整個家庭環境內的總用能費用,因此優化調度算法還要考慮其他用電負載、儲能系統和分布式電源對優化調度結果的影響。對家庭環境內的分布式能源資源和儲能系統進行優化調度,也可以降低用戶的用能費用[55-56]。與只考慮用電負載、儲能系統、分布式能源中的某一類或幾類的優化調度算法相比,在統一的框架下綜合考慮用電負載、儲能系統和分布式電源的優化調度模型和算法能夠獲得更優的結果。在實際應用中,并非所有用戶都同時擁有用電負載、儲能系統、分布式能源和向電網出售電能的能力,但研究表明用戶擁有儲能系統、分布式電源和向電網出售電能的能力有助于降低用戶的用能費用。T.Hurbet和S.Grijalva在優化調度算法僅考慮用電負載的基礎上,依次加入儲能系統、用戶向電網售電能力、光伏發電系統和發電機組,每種情況下都用三種不同的算法對系統進行優化調度,相應的用戶用能費用如表2所示。從表2可見每種優化調度算法下用戶用能費用都隨著新設備和用戶向電網售電能力的加入而減少。智能電網環境下家庭能源管理系統的優化調度算法除了以上三類主要算法之外,一些研究人員提出了通過對一定數量的HVAC系統、熱水器、電動汽車進行協同調度控制,為電力系統的運行提供調頻、調峰等服務的算法。研究表明用戶的用能費用與用電負載、儲能系統、分布式電源和向電網出售電能等因素均有關系,但在統一的優化框架下綜合考慮這些因素的研究目前較少。另外,已有的調度算法對可再生能源出力預測、負載預測、電價預測、用戶用能不確定性和環境因素(比如室外環境溫度)等不確定性因素對優化調度結果的影響研究不足。因此,在不確定性環境下基于統一優化框架綜合考慮各種因素的調度算法是該領域未來的研究方向之一。

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