能源管理系统的功能和作用有哪些？

一、能源管理的发展趋势与业务挑战

1.1 能源管理发展背景

当前，我国工业仍普遍面临着高投入、高消耗、高排放的问题。无规范且无序的能源使用，使得企业的能源效率并不理想，能源成本居高不下，这与ESG（环境、社会和治理）和“双碳”（碳达峰、碳中和）的目标背道而驰。因此，推动工业绿色化、智能化并降低工业能耗，已成为我国工业发展的必然趋势。

为此，工业企业正在努力通过技术、结构和管理等多角度进行节能。例如，优化设备和工艺流程，制定和执行严格的能源管理计划，建立和完善能源监测与评估体系，应用先进的储能技术，构建微电网，参与绿电交易等。

虽然企业已广泛实施了技术和结构方面的节能措施，但在管理节能方面的认知程度尚有待提高。

实际上，通过改善管理方式，如监测能源使用状况，分析预警能耗异常等，都可以显著提高节能效果。

在这其中，能源管理系统（EMS）作为一种能源管理的数字化工具，能有效地帮助企业实现从能源采购、存储、加工转换、输送分配到终端使用全过程的精细化管理。已有案例表明，我国有工业企业通过采用EMS，成功实现了能耗下降超过50%的效果。而在全球范围内，实施EMS所能带来的节能效益达到了15%-25%。因此，能源管理的数字化势必将成为未来工业企业发展的重要趋势。

1.2 能源管理发展趋势

企业能源管理的发展大致经过了以下发展阶段：

总结下来，可概括为以下几个阶段：

1）初始阶段（阶段0-1）：这个阶段主要是人工记录能源使用情况，包括能源使用的记录和计算等，通过统计和计算得出能源消耗数据。这对人力资源的依赖较高，效率较低，且容易出错。

2）自动化阶段（阶段2）：随着计算机技术的发展，出现了第一代的自动化能源管理系统，可以自动收集和计算能源数据，大大提高了效率和准确度，但这些系统往往只能处理某一种类型的能源。

3）集成阶段（阶段3-4）：随着技术的进步，第二代的能源管理系统可以处理多种类型的能源数据，通过集成的方式提供全面的能源管理服务，不仅可以管理电能、热能，还可以管理水、气等各种能源。但这个阶段的系统往往仍以数据收集和处理为主，对于能源使用的优化和规划能力有限。

4）智能化阶段（阶段5）：这是当前EMS发展的阶段，借助物联网、大数据、AI等新技术，EMS不仅能高效、准确地收集和处理能源数据，而且能根据历史和现场数据进行预测和优化，实现对能源使用的精细化管理。并且，现代的EMS通常还可以与其他信息系统（如MES、ERP等）集成，实现企业资源全面优化。

在未来，随着技术的不断发展，能源管理系统将更加智能化、互联化，并能实现与智能电网、微电网等新能源系统的连接，提供更为全面、精细的能源管理服务。

能源管理未来可能的发展趋势如下：

1）智能化：借助人工智能、大数据等前沿技术，EMS可以进行实时监控、预测分析和决策优化，实现对能源使用的智能化管理。

2）集成化：现代EMS不仅要管理各种能源，还要与其他企业管理系统（如MES、ERP等）实现集成，以实现企业资源的全面优化。

3）网络化：随着物联网的发展，EMS有望与智能电网、微电网等新型能源系统实现无缝对接，实现能源的网络化管理。

4）绿色化：未来的EMS将更加注重环保和可持续发展，帮助企业实现绿色、低碳的能源使用。

5）云端管理：随着云计算技术的发展，将更多的能源数据上传至云端，进行云端集中管理和处理，提供更稳定、安全的数据存储与备份解决方案。

6）数据驱动：依据大数据分析，以数据驱动决策，通过对过往能源消耗数据的分析，预测未来可能的能源需求变化，提前进行调度和规划。

1.3 能源管理业务挑战

对于我国大多数工业企业而言，现有的能源管理方式较为粗放，从而导致能源利用效率总体偏低，普遍存在以下挑战：

人力依赖：目前，企业在能源数据采集方面仍主要依赖人工，涵盖水、电、气、冷、油等多种能源类型，需要大量的人力进行抄表、制作报表等工作，不仅工作量大，而且极易出错。这不仅导致数据获取延迟，查询效率低，还缺乏可视化展示，大大降低了数据的参考价值。

设备故障：当计量仪表或能源设备出现故障时，企业往往难以及时发现并迅速应对，可能导致能源泄露和供需失衡，影响生产的正常进行。

计量不足：许多企业的智能电表设备安装不足，导致能源计量的精度较低。能耗成本往往仅能汇总到厂级或车间级，难以细化到每个工序、工艺或设备，这对于生产优化和减排分析的支持力度不够。

管理不足：在能源管理上，缺乏科学和系统的手段，难以为设定能耗基准和进行能耗考核提供依据。

数据分析：缺乏全面的一手数据以及对相关参数的深度关联分析，其分析与预测困难，易造成能源的浪费。

二、树根互联EMS助力能源精细化管理

2.1 树根互联“能源管理”产品介绍

1）树根互联“能源管理”系统架构

2）树根互联“能源管理”产品功能

?成本中心报表

• 多维度统计企业能源用量

• 用能单元支持自定义配置

• 能源指标支持自定义配置

• 指标公式支持自定义配置

• 数据支持同环比查看分析

计量平衡报表

• 构建可视化的能源计量拓扑关系

• 计算能源损耗的不平衡指标数据

• 快速识别能源“跑冒滴漏”位置

• 数据支持排序，一键定位异常回路

产品单耗管理

• 自动计算产品单耗与产值单耗

• 提供多维度多层级单耗数据分析

• 支持单耗趋势查询与对标分析

• 支持产量补录后重算历史单耗

仪表工况分析

• 仪表属性历史数据趋势查询

• 数据支持多组属性对比分析

• 时间范围与采样频率可按需调整

• 数据支持秒级回溯，真实还原生产过程

• 自动标定数据最大值与最小值

综合能效分析

• 建立科学的设备能效评价体系

• 总结多种类型设备的能效评价标准

• 支持自定义配置能效分析模板

• 支持多种业务对象指标组合分析

• 分析结果支持快照保存记录

用能异常报警

• 自定义配置用能指标报警规则

• 报警消息推送指定用户或工作群

• 支持各种异常场景下工况报警规则配置

• 通过报警消息及时采取行动控制用能异常情况，有效减少能源浪费问题

2.2 典型场景与用例

1）计量网络拓扑

2）能源驾驶舱，能耗数据全面可视化透视

3）灵活的自定义层次化能源指标体系

4）能耗实时透明，发现用能异常，为企业节能降本

5）能耗成本精细管理

精益管理提供助手：系统实现按日、按峰谷平、按工厂、按单个电表查看能耗，为管理生产成本、提供更加精准的报价提供抓手。

6）购电分析工具，实现最经济的能源采购，不花冤枉钱

7）避峰就谷，节能减排

避峰就谷就是不改变作业时间的基础上，尽量保障优先在谷电平点时间用电，如果谷电平点时间不足，那么就在峰电，如果峰电时间还不够就在尖电时间用电，以此类推。以某汽车零部件企业重点能耗设备烘干生产流水线为例，目前作业体现一部分避峰就谷意识，但是未能充分利用平谷用电时间段（下图数据为例）。

2.3 树根EMS核心优势

业务数据灵活可配置

为满足用户各自不同的业务需求，系统支持仪表模型、设备模型、能源成本中心、计量回路等业务对象的自定义建模配置。同时，能源核算周期、能源价格方案、业务统计指标等可根据需要自定义配置和扩展。

自定义报表快速实现

为了满足用户对于数据报表千变万化的需求，系统集成了报表开发工具，可根据需求定制各种报表，无需二次开发，大大提升交付效率。定制好的报表可自定义配置到系统的任意菜单目录下，通过点击菜单连接，即可查看定制好的报表数据。

业务指标秒级计算

基于根云平台强大的IoT数据计算能力，能管系统的指标计算可以做到秒级更新，由此带来的优势有:

• 可以实现生产设备按照生产状态自动统计能耗，从而得到非作业状态下的能耗数据，指导企业对设备排产进行优化或改变管理策略，降低设备非作业能耗，减少浪费；

• 可以实现工况指标和业务指标的实时报警，并及时通知生产人员排查问题，减少不必要的损失。

支持多组织架构

系统架构从功能权限和数据权限角度，考虑了集团型企业的业务需求，可以做到集团总部与各分公司、分工厂共用一套能源管理系统，业务数据是相互逻辑隔离的，但也支持组织管理员将自己组织的数据授予权限供其他组织和集团成员查看。

系统部署方式灵活

按照客户要求，可支持系统在云端由公有云到私有云的部署方式；在本地服务器实现集团级到工厂级的灵活部署方式。

三、树根互联“能源管理”实践案例

他们都在使用树根互联的"能源管理"：

三一重工：四表数据采集项目，助力三一能源管理透明化

立晋钢铁智慧能源管理平台

金康新能源能源管理平台

江铃汽车能源管理平台

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