重点能耗监测系统在油田节能中的应用

刘细凤

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：节能降耗是油气生产企业的项重要社会义务和社会责任。如何实时准确的对企业能耗尤其是电力能耗进行量化的监测，如何合理的制定节电指标，就成为了企业电力能耗 监测所面临的重要问题。本文通过构建电力能耗监测系统，设计了套对电力设备能耗和重点耗能设备进行动态跟踪的监测方案，使相关部门和领导能及时了解和掌握油田节能方面的相关信息，为制定和考核节能指标提供了数据支撑，更有利节能降耗工作的开展，保证下达任务的科学合理和快速准确。

关键词：节能降耗；电力能耗监测系统

1 引言

电力消耗是个企业能耗的重要组成部分，电力能源支出同样也是了企业经营成本的主要组成部分。在目前，现有能耗管理的状况已满足不了实际工作需要，在日常管理中，没有电量分单位计量系统和重点能耗设备跟踪系统，信息的传送也只能以静态报表的方式向上报，不能及时了解和掌握节能方面的动态信息。

为了实现节能减排，为了降低企业的投资与运行成本，为了对节能降耗工作尤其是对企业用电节能有个明确的考核标准，我们决定建设套用电监测系统，并通过这个系统的运行，实行套对电力设备能耗和重点耗能设备进行动态跟踪的监测方案。

2 能耗检测系统的建立与应用

在实施过程中，将所有的能耗设备建立台帐，设置专门节能网页，对重点耗能设备要进行动态跟踪，使相关部门能及时了解和掌握节能方面的相关信息，实现对能耗设备的合理及时的管理和跟踪。

2.1 主要能耗设备分析

油气生产单位的主要能耗集中在机采、注水、集输三大用能系统，包括油、气、水、电四大类耗能。本系统能耗管理主要围绕电量计量和重点能耗设备(注水泵、输油泵、热洗泵、掺水泵)这两部分展开。

其中电量计量主要包括对各单位主变电量、注水电量、注气电量、机采电量以及各变电所计量设备电量、线路电量数据进行动态的监测。重点能耗设备的监测主要包括：输油泵、掺水泵、热洗泵、污水泵、污油泵、加热炉和锅炉等设备。

2.2 能耗监测系统的建设方案

2.2.1 系统建设的主要思路 

建立电量分单位计量数据采集和报表数据库，实现电量数据录入、报表生成及运行曲线等功能；建立重点能耗设备相应的数据模型，通过报表、曲线的形式实现对能耗设备运行参数的动态跟踪。

2.2.2 系统体系结构设计

能耗信息管理系统具体功能有：(1)重点能耗设备运行动态。主要对设备的能耗情况建立单独的数据统计、报表查询、汇总等功能。(2)电量分单位计量。主要包括对各变电所主变电量、注水电量、电容器电量以及各线路电量进行统计，形成各单位耗电日报、月报及耗 电曲线。

2.2.3 系统功能设计

电量分矿计量系统功能；根据业务流程和用户需求，系统主要功能设计分为四项：(1)数据采集功能，完成计算电量消耗基本数据的录入；(2)统计计算功能，根据特定的算法将原始数据加工成结果数据；(3)数据展示功能，将成果数据，以报表或曲线形式展示出来；(4)系统管理维护功能，包括对用户的授权管理。

重点能耗设备系统功能；重点能耗设备(如地面工程中注水泵、输油泵的运行参数以及 中转站和联合站的生产动态数据)，建立相应的数据模型，编制数据采集界面，由相关单位进行数据的录入，zui终实现数据采集、统计计算、报表和曲线生成等功能。

2.2.4 系统的实现

系统实现主要可以分为三大部分：di部分系统数据的采集。主要实现将各个能耗监测节点的日数据录入到系统中。第二部分数据的处理。将原始数据处理成分单位的日、旬、月数据，并组织成所需使用的各种数据实体。第三部分数据的展示。将成果数据，通过报表、曲线等展示方式，将能耗直观的展示出来。

数据的采集：数据采集主要是对能耗监测系统中需要录入的数据建立采集界面，并给录入人员配置相应的用户权限，完成采集应用部署。

数据的处理：数据统计是把数据从原始数据到成果数据组织的过程，是通过编制存储过程和视 图来实现的。存储过程用于完成整个系统的数据组织和报表库的生成，对于每个报表都有个数据库和个存储过程来支持。它从源数据库中提取相应数据、进行必要的计算形成成果数据，供报表、曲线展示使用。本系统采用了视图作为数据调用的手段，其结构和数据是建立在对表的查询基础上的，从而节省了繁琐的计算时间，为其他工作提供稳定的数据源。

数据的展示：曲线是展示数据的种重要方法，它具有形象直观的点，以便让观测者根据结果对所关心内容作前期的预测。为此开发了曲线的展示功能，查询人员通过耗电曲线可以 目了然的查看、分析电量数据，并提出科学合理的能耗控制方案。

3 安科瑞重点用能单位能耗在线监测系统架构及应用功能

3.1 平台的架构

重点用能单位能耗在线监测系统采用“家平台+省级平台+重点用能单位接入端系统”的架构，重点用能单位端能耗监测数据上传到省级平台，再由省级平台上传至家平台。没有建设省级平台的，重点用能单位端能耗监测数据直接上传到家平台。

重点用能单位“接入端系统”部署在重点用能单位内部，由重点用能单位负责建设。主要功能是，通过计量仪表、工控系统等采集、汇总本单位能耗数据，将数据上传至省级平台，或直接上传至家平台。 

图1 安科瑞重点用能单位能耗在线监测系统的架构组成示意图

3.2 平台的应用功能

重点用能单位能耗在线监测系统为节能主管部门、用能单位及社会公众服务，需要提供在线监测、总量控制、节能目标考核、碳排放管理等节能综合管理功能，提供能效水平分析、能源利用状况报告上报、节能标准及技术展示等企业服务功能，同时还需要提供节能法规政策、节能技术产品推广等公众服务功能。

3.2.1数据采集

可通过Modbus(GB/T19582)、DL/T645、CJ/T188等协议，从现场仪表采集需要的能耗实时数据；可从数据采集器获取数据：通过Modbus TCP（GB/T19582）、MQTT、HTTPS等标准通讯协议从数据采集器获取能耗实时数据；可从自动化信息系统获取数据：通过OPC协议从重点用能单位的自动化信息系统采集需要的能耗实时数据；支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，应提供手工填报数据上传的模式。能耗在线监测端设备应提供数据接入的软件配置工具，支持上述多种标准通讯协议的软件配置界面，配置完毕后，在能耗在线监测端设备可运行基于SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188协议的数据接入执行模块，按照配置制定的规则，定时从数据采集点获取数据，送入数据处理模块，进行必要的运算处理，生成符合规范要求的上传数据，再送入数据上传模块进行编码上传。

3.2.2数据上传

按照重点用能单位能耗在线监测系统技术规范定义的系统平台接口协议规范的要求，将用能企业的基础信息、计量器具信息、用能数据及能效数据上传至省级或家平台，上传数据经过HTTPS协议加密传输。如果数据传输失败或超时（网络故障），将重发数据，直至接收成功反馈消息。

3.2.3数据处理及存储

    实时数据及历史数据可按照企业要求的时长、周期进行存储、备份并保证数据存储的性和可靠性；可按照企业管理需要进行分类查询，方便快捷；本地历史数据应存储6个月以上，并可以方便导出。

3.2.4平台功能

企业除了满足zf文件要求的用能数据上传的任务外，还可以建设套本地的能源管理系统，实时掌握企业用能情况，为企业节能降耗、节能改造提供数据服务，具体软件功能：能耗实时监测；能够对各种能源(水、电、气、热等)利用的全过程进行统计、分析，建立能源平衡，并进行平衡分析；统计企业、车间、生产线、重点用能设备的逐时、驻日、逐月用能情况；对企业能耗情况按照家标准及企业需要进行分解如总能耗、分类能耗、分项能耗、区域能耗、产值能耗、产品能耗或人均能耗，统计计算后进行初步分析，实现定额管理，能够进行初步的能源需求预测，初步能源审计功能，可以对企业能源消费结构、去向，综合能耗(产值、单位产品)、节能量(包括减排情况)进行汇总分析，并进行有针对性的对标(地区、行业、企业历史数据)。

3.3重点用能单位能耗在线监测设备选型

表1 重点用能单位能耗在线监测设备选型表

4 结束语

该系统的实施实现了对电量能耗数据应用的相关内容的能耗动态监测，并设置了专门的节能信息管理网页。通过本系统的研制开发，有以下的结论和认识：

通过电力能耗监测软件的投入使用使得企业用电的实际使用情况和变化趋势变得目了然，大大节省了工作人员的人力负担，可以及时高效的反应电力负荷变化情况。

综上所述，本系统是套灵活、高效的集采集、传输、加工、存储和使用等体化的电力能耗管理平台。系统对耗电及重点能耗设备运行情况进行动态跟踪，使节能管理人员能够方便实时的监测耗能的变化情况，对于数据反映出的问题及时做出判断，提出科学合理的节能解决方案，实现实效节能。

【参考文献】

[1] (美)里克特(R1chter，J．)著．李建忠译．《MICR0S0FT.NET框架程序设计(修订版)》 清华大学出版社,2003年.

[2] 曹阳.电力能耗监测系统在油田节能中的应用.[J]节能减排与环境保护.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.

作者简介：

刘细凤，女，主要研究方向为重点能耗监测系统在油田节能中的应用。