要約：エネルギー管理制御は工業団地全体の省エネ・排出削減を実現するために必要な手段である。上海電気臨港重装備産業園区を対象に、比較的良い情報技術を採用し、園区のエネルギー供給から企業端末のエネルギー使用までのスマートエネルギー管理プラットフォームを構築し、エネルギーデータのオンラインモニタリングと統計を実現すると同時に、企業の生産最適化スケジューリング技術と園区のエネルギー供給協調メカニズムを導入した。

キーワード：工業団地エネルギー管理制御、情報技術省エネ

21世紀に入ってから、我が国の工業化と都市化建設は加速し、工業団地は雨後のタケノコのように繁栄してきた。現在、我が国の工業園区の建設と発展は無から有へ、小から大へ、機能の単一から多元化へ、分散から集中への発展過程を経て、国民経済の発展を推進する中でますます重要な役割を果たしている。エネルギー不足と環境汚染が日増しに深刻化しているため、省エネ・排出削減も工業団地の建設と発展の要点の一つとなっている。

工業園区内には企業が多いため、園区には独立したエネルギー生産供給システムがあることが多いため、そのシステムの省エネは単一のエネルギー生産システム、エネルギー輸送システムまたはエネルギー利用システムの省エネではなく、エネルギー生産から端末装置応用までの全プロセスを一体化して省エネにする。そのためには、園区全体のエネルギー情報モニタリングを基礎として、工業物ネットワークに基づいて園区のエネルギーモニタリングプラットフォームを構築し、データに対して診断分析を行い、最適化技術を採用して管理省エネを実現する必要がある。工業・情報化部節[2014]30号文も、「エネルギー消費データ情報システムを構築し、オンラインモニタリング、エネルギー診断などの分析を運用する」ことにより、省エネ監察活動の能力を高めると指摘している。

1国内工業団地のエネルギー管理現状

エネルギー管理のレベルから見ると、エネルギー管理の発展は以下の3段階を経験した：

（1）粗放型エネルギー管理は総エネルギー消費データ（月請求書、年請求書）のみである、プロセス及び施設のエネルギー消費データについて理解していない、有効なエネルギー管理メカニズムが不足している。

（2）基本的なエネルギー管理は人員を手配して人工的に表を写し、そして表を写したデータをまとめ、表を作る；簡単な抄表と電力検出システムがあります。マスデータの統計、整理、分析が不足している。

（3）エネルギー管理システムはエネルギー消費データの分析と整理を行う、エネルギー使用量、エネルギー消費コストを分担する、各種の重要なエネルギー消費指標を生成する、システムの分析データに基づいて需要側管理を行う、エネルギー管理システムを利用して浪費を発見する、エネルギーシステムを利用して業績考課を行う。

現在、国内工業園区のエネルギー管理は第2段階と第3段階の間にある：熱工抄表データの基礎統計があり、一部の企業は簡単なエネルギー消費分類統計、エネルギー消費分担統計などの簡単な指標分析がある。しかし、存在する問題は主に：1つは情報化の程度が弱く、自動写し、自動記録アーカイブ、自動生成レポート機能を実現していない、第二に、データ統計が精細ではなく、マスデータに対して精緻で合理的な分類統計がない、第三に、データの分析がタイムリーではなく、データの分析が行われておらず、生産に結びついた核心指標が与えられておらず、年度統計だけで考慮されている、第四に、省エネ・排出削減は効果がなく、データ分析を利用して企業の省エネ・排出削減にアドバイスを提供していない、第五に、園区と企業の連動管理が緊密ではない。

2シナリオ設計

本文は上海電気臨港重装備産業園区を対象とし、知能エネルギーサービスシステムを核心とし、エネルギー生産の上流端末とエネルギー消費の下流端末を工業物ネットワークを通じて有機的に結合し、園区の知能エネルギー管理制御プラットフォームを構築し、図lに示すようにする。このプラットフォームはエネルギーの生産、輸送、分配、サービス、ユーザーなどの多くの要素を含み、生産設備、プロセスを頼りとし、科学的な管理プロセスを支持とし、インテリジェント化された情報分析と意思決定モジュールを手段として、エネルギー生産、輸送、配置の集中管理と迅速な応答を実施し、閉ループエネルギー管理システムを構築し、エネルギー供給とエネルギー消費の間の最適化相互作用を実現し、それによって設備利用率を高め、広域単位生産額のエネルギー消費を下げ、エネルギー生産から端末設備のエネルギー使用までのシステム省エネを実現する。

情報サポートプラットフォームはインテリジェントエネルギー管理プラットフォームの基礎であり、マルチプロトコル変換技術を集積した工業ゲートウェイ製品を採用し、現場計器、センサー、アクチュエータ、工業制御システムなどを通じて、各種データに対して情報収集を行い、園区ネットワークを通じてデータセンターに伝達する、データセンターは大量の異種データストレージ、マイニングなどの技術を提供し、インテリジェントエネルギー管理制御センターの各種応用システムにデータ保障を提供する、生産応用面では、データ情報に基づいて園区のエネルギー管理と関連サービスを完成し、端末インタフェースを通じて各種ユーザーにサービスを提供する。スマートエネルギー管理センターの情報構造を図2に示す。

3エネルギー管理ソフトウェアシステム

園区の管理モデルを考慮して、園区版と企業版の2つの部分に分けて、そして内部協調メカニズムを通じて1つの完全な体系を構成します。

3.1エンタープライズ・エディション

（1）生産エネルギー消費の精密化管理システム

製造企業の生産加工の基本ユニット標準加工工程ライブラリを設立し、基本加工工程の電子化管理を実現する。その上で技術者の設計に基づいて、ある製品の加工プロセスを構築し、製品プロセスの加工工程と工数管理を構築する。そして、管理者が作成した生産計画に基づいてクラスを組み、製品プロセス情報を結合して、企業の生産能力を推定する。

（2）企業のエネルギー消費量の監視と統計

必要に応じて企業生産エネルギー消費量と環境エネルギー消費量監視システムを構築し、ユーザーの必要に応じてレポートを印刷する。

（3）生産エネルギー消費最適化スケジューリング

エネルギー消費の低減と生産エネルギー消費の変動の低減を目的として、BPニューラルネットワークとファジィ判定を結合したインテリジェントなシフト方法を用いて、生産に対して最適なスケジューリングを行う。管理者は、省エネ管理の目的を達成するために、インテリジェントなシフトの結果に基づいて生産計画を変更することができます。

3.2園区版

（1）太陽光発電モニタリング

リアルタイムデータを通じて太陽光発電システムの発電パラメータを監視し、リアルタイムに表示し、記録を形成する。多元多項式回帰モデルを用いて太陽光発電の予測モデルを構築し、予測値と実測値の比較により太陽光発電システムの運転状態を判断した。

（2）園区のエネルギー消費量の監視と統計

園区のエネルギー消費監視システムを構築し、ユーザーの必要に応じて必要な毎月のエネルギー消費報告書を出力した。

（3）企業用エネルギー集約協調

一つは園区のエネルギー消費総量の制御である。各企業のエネルギー消費需要データを報告した後、来月の総エネルギー消費需要を得ることができ、これにより園区の総エネルギー消費を得ることができ、園区のエネルギー供給容量を超えると、管理者と企業が協調する必要がある。2つ目はエネルギー供給量の推定である。園区の来月の総エネルギー消費予測と園区のエネルギー供給容量に基づいて、園区のエネルギー消費量の余裕値を得ることができて、そして企業にフィードバックして、企業の増加、生産調整の参考に供することができます。第三に、各企業間のエネルギー協調。ネットワークを通じて園区と企業の間に有効なエネルギースケジューリングインタラクティブプラットフォームを構築し、電力使用量が基準を超えた場合、企業間の生産を調整し、特に試験がある前提で協調を強化しなければならない。

4安科瑞工業エネルギー管理制御プラットフォームの紹介

安科瑞工業のエネルギー管理制御プラットフォームは自動化、情報化技術と集中管理モデルを採用し、企業の生産、輸送と消費の一環に対して集中扁平化の動態監視制御とデータ化管理を実行し、企業の電気、水、ガス、蒸気及び圧縮空気などの各種エネルギー源の消費状況を監視測定し、データ分析、掘削と趨勢分析を通じて、企業が各種エネルギー需要及びエネルギー使用状況、エネルギー品質、製品エネルギー単消費、各工程エネルギー消費、重大エネルギー消費設備のエネルギー利用状況などに対してエネルギー消費統計、同環比分析、エネルギーコスト分析、エネルギー使用予測、炭素排出分析を行うのを助け、企業のエネルギー管理を強化し、エネルギー利用効率を高め、省エネ潜在力を掘り起こし、省エネ評価に基礎データと支持を提供する。

4.1システム構造

4.2応用場所

鉄鋼、石化、冶金、非鉄金属、採鉱、医薬、セメント、石炭、物流、鉄道、航空工業、木材、化学原料及び機電設備、電気製品、工具製造など。

4.3システム機能

4.3.1可視化ディスプレイ

企業の各種エネルギー消費総量、換算値、エネルギーコスト、エネルギー消費傾向、項目別エネルギー消費占有率、地域エネルギー消費対比、および現在の気象状況、汚染状況を展示し、そして企業の重要なプロセスまたはプロセスのエネルギー消費動態を三次元的に展示する。

4.3.2リアルタイム監視

企業の各ポイントのエネルギー使用、警報などの状況をリアルタイムで監視する。これにより、企業ユーザーはリアルタイムで各ポイントの動作状況を監視することができ、同時により迅速かつ効果的にポイントのアラームを把握することができる。

4.3.3変圧器の監視

各電圧器の負荷状況を展示し、変圧器の状況のために科学的で合理的な計画を行うことができる。各種の運転パラメータ状態における電気使用効率の比較分析を通じて、比較的に良い運転モードを探し出した。好ましい運転モードに基づいて負荷を調整することにより、電力消費量を低減し、電力損失を低減させる。

4.3.4エネルギー統計

エネルギー使用種類、監視区域、生産プロセス/工程時間、セクションなどの次元から、曲線、円グラフ、ヒストグラム、累積図、デジタル時計などの方式を用いて企業のエネルギー使用統計、前年同期、サイクル分析、実績分析、換算比較、単位製品のエネルギー消費、単位生産値のエネルギー消費統計を用いて、エネルギー使用過程における抜け穴と不合理な場所を探し出して、それによってエネルギー分配戦略を調整して、エネルギー使用過程における浪費を減らす。

4.3.5製品/生産高単耗

企業MESシステムとドッキングし、製品の生産量とシステムで収集したエネルギー消費データを通じて、製品の単消費の中で製品の単消費傾向図を生成し、前年同期と前月比の分析を行った。そのため、企業は製品の単消費状況に応じて生産プロセスを調整することができ、それによってエネルギー消費を低減することができる。

4.3.6業績分析

各種エネルギーの使用、消費、転換について、班組、区域、生産ライン、工程などに基づいて日、週、月、年、*時間帯の業績統計がエネルギー計画または定額に基づいて制定された業績指標に基づいてKPI比較審査を行い、企業が内部のエネルギー効率レベルと省エネ潜在力を理解するのを助ける。

4.3.7エネルギー消費予測

企業の生産プロセス、生産設備などのエネルギー消費状況を分析することにより、エネルギー消費計算モデルを構築し、人工知能アルゴリズムに基づいてデータとモデルを修正し、省エネのために有効な意思決定根拠を提供する。

4.3.8運行監視

システムは区域、工程、設備のエネルギー消費に対してデータ収集を行い、設備及びプロセスの運行状態、例えば温度、湿度、流量、圧力、速度などを監視し、そして変配電システムの一回の運行監視をサポートする。動的モニタリング平面図から管理されたエネルギー消費データを直接閲覧でき、エネルギー種類、作業場、工程、時間などの次元に基づいて関連エネルギー使用量の検索をサポートする。

4.3.9分析報告書

年、月、日を用いて企業のエネルギー利用状況、線路損失状況、設備運行状況、運行維持状況などに対して多方面の統計分析を行い、ユーザーに多方面にシステムの運行状況を理解させ、そしてユーザーにデータ基礎を提供し、ユーザーが設備異常を発見するのに便利で、それによって改善点を探し出し、そしてエネルギー使用状況に対して省エネ潜在力を掘り起こす。

4.3.10イベントアラーム

設備とシステムの運行を継続的に監視し、通信失敗、データ異常、定額超過、プロセスパラメータ異常越限、設備異常或いは故障に対して警報を行い、企業に問題の注意と検索を注意し、警報ログを形成する。

4.3.11モバイル端末のサポート

APPはAndroid、iOSオペレーティングシステムをサポートし、ユーザーがエネルギー分類、地域、職場、工程、班組、設備などの異なる次元に基づいて企業のエネルギー消費、効率分析、同環比分析、エネルギー消費の割引、エネルギー使用の予測、運行監視、異常警報などを把握するのに便利である。

4.4現場設備の型式選択

5結語

工業園区のエネルギー管理制御にはエネルギー生産システム、エネルギー輸送システムまたはエネルギー利用システムが含まれることが多く、これには情報技術によって構築された全プロセス一体化のエネルギー管理システムが必要であり、知能分析と最適化手段を導入し、園区全体の省エネ・排出削減の目標を達成する必要がある。本文は臨港重装備産業園区のために設計・構築されたインテリジェントエネルギー管理制御プラットフォームであり、情報技術を利用して、多層、多面図、多次元度のエネルギー供給、エネルギー使用データのオンラインモニタリング、統計分析システムを実現した、標準加工エネルギー消費量と加工工数ライブラリを基礎として、生産計画とエネルギー使用スケジューリングの最適化を完成し、生産過程における無効エネルギー消費量と単位生産額エネルギー消費量を低減する目標を実現した、エネルギー供給とエネルギー使用を相互作用させる閉ループエネルギー管理モデルを構築し、「エネルギー消費に向けたエネルギー供給」を考慮するだけでなく、「エネルギー供給に向けたエネルギー消費」を考慮し、エネルギー供給設備と生産設備の利用率を高め、園区の単位生産額エネルギー消費を低減した。