요약:에너지 관리 통제는 공업 단지가 전체적인 에너지 절약과 배출 감소를 실현하는 필수적인 수단이다.상해전기림항중장비산업단지를 대상으로 비교적 좋은 정보기술을 채용하여 단지에너지공급으로부터 기업단말기에너지사용에 이르는 지능에너지관리통제플랫폼을 구축하여 에너지데터의 온라인감시측정과 통계를 실현하는 동시에 기업생산최적화배치기술과 단지에너지공급조화메커니즘을 도입하였다.

키워드:공업단지;에너지 관리 통제;정보 기술;에너지 절약

21세기에 들어선후 우리 나라의 공업화와 도시화건설이 가속화되여 공업단지가 우후죽순처럼 흥성하기 시작하였다.현재 중국 공업단지의 건설과 발전은 무에서 유로, 작은 것에서 큰 것으로, 기능이 단일한 것에서 다원화, 분산에서 집중으로 발전하는 과정을 거쳤으며 국민경제 발전을 추진하는 데 점점 더 중요한 역할을 발휘하고 있다.에너지 부족과 환경오염이 날로 심각해지기 때문에 에너지 절약과 배출 감소도 공업단지 건설과 발전의 요점 중의 하나가 되었다.

공업단지 내에 기업이 매우 많고 단지에는 독립된 에너지 생산 공급 시스템이 있기 때문에 그 시스템의 에너지 절약은 단일한 에너지 생산 시스템, 에너지 수송 시스템 또는 에너지 이용 시스템의 에너지 절약이 아니라 에너지 생산에서 단말기 응용에 이르는 전 과정의 일체화 에너지 절약이다.이를 위해 전체 단지 에너지 정보 모니터링을 바탕으로 산업 사물인터넷을 바탕으로 단지 에너지 모니터링 플랫폼을 구축하고 데이터를 진단 분석하며 최적화 기술로 관리 에너지 절약을 실현해야 한다.공업정보화부절 [2014] 30호문도"에너지 소비 데이터 정보 시스템 구축을 통한 온라인 모니터링, 에너지 진단 등 분석 활용"으로 에너지 절약 감찰 업무의 능력을 제고한다고 지적했다.

1 국내 공업단지의 에너지 관리 현황

에너지 관리의 수준을 보면 에너지 관리의 발전은 다음과 같은 3단계를 거쳤다.

(1) 조방식 에너지 관리는 총 에너지 소비 데이터 (월 계산서, 연간 계산서) 만 가지고 있습니다.공정 및 시설의 에너지 소비 데이터에 대해 알지 못합니다.효과적인 에너지 관리 메커니즘이 부족하다.

(2) 기본 에너지 관리는 인원을 배치하여 인공적으로 표를 베끼고, 표 베끼기 데이터를 종합하고, 표를 작성한다;간단한 검침표와 전력 검측 시스템이 있다;대량의 데이터에 대한 통계, 정리와 분석이 부족하다.

(3) 에너지 관리 체계는 에너지 소모 데이터를 분석하고 정리한다.에너지 사용량, 에너지 소모 원가를 분담한다;각종 핵심 에너지 소모 지표를 생성한다;시스템의 분석 데이터에 근거하여 수요측 관리를 진행한다.에너지 관리 시스템으로 낭비 파악에너지 시스템을 이용한 성과 평가.

현재 국내 공업단지의 에너지 관리는 2단계와 3단계 사이에 있다: 열공업 검표 데이터의 기초 통계가 있고, 일부 기업은 간단한 에너지 소모 분류 통계, 에너지 소모 분담 통계 등 간단한 지표 분석이 있다.그러나 존재하는 문제는 주로 다음과 같다. 첫째, 정보화 정도가 약하여 자동 표 작성, 자동 기록 보관, 자동 보고서 생성 기능을 실현하지 못했다;둘째, 데이터 통계가 정교하지 않아 대량의 데이터에 대해 세밀하고 합리적인 분류 통계가 없다;셋째, 데이터 분석이 제때에 이루어지지 않아 데이터를 분석하지 않았고, 생산과 연계된 핵심 지표를 제시하지 않았으며, 연간 통계에서만 고려했다;넷째, 에너지 절약과 배출 감소는 효과가 없고, 데이터 분석을 이용하여 기업의 에너지 절약과 배출 감소에 건의를 제공하지 않았다;다섯째, 단지와 기업의 련동관리가 긴밀하지 못하다.

2 시나리오 설계

본고는 상하이 전기 임항 중장비 산업단지를 대상으로 스마트 에너지 서비스 시스템을 핵심으로 하고 에너지 생산의 상류 단말기와 에너지 소모의 하류 단말기를 공업 사물인터넷을 통해 유기적으로 결합시켜 단지의 스마트 에너지 관리 통제 플랫폼을 구축한다. 그림l과 같다.이 플랫폼은 에너지의 생산, 수송, 분배, 서비스, 사용자 등 여러 요소를 포함하며, 생산 설비, 공정 과정을 바탕으로 과학적인 관리 프로세스를 지원하고, 지능화된 정보 분석과 결정 모듈을 수단으로 에너지 생산, 수송, 조달의 집중 관리 통제와 빠른 응답을 실시하며, 폐쇄 루프 에너지 관리 통제 시스템을 구축하고, 에너지 공급과 에너지 소비 사이의 최적화 상호작용을 실현하며, 따라서 설비 이용률을 제고하고, 넓은 지역 단위의 생산 에너지 소모를 낮추며, 에너지 절약 단말기의 에너지 절약 시스템을 실현한다.

정보 지원 플랫폼은 스마트 에너지 관리 제어 플랫폼의 기초이다. 그것은 다중 프로토콜 전환 기술을 통합한 공업 게이트웨이 제품을 채택하여 현장 계기 계기, 센서, 집행기와 공업 제어 시스템 등을 통해 각종 데이터에 대해 정보 수집을 진행하고 단지 네트워크를 통해 데이터 센터에 전달한다;데이터센터는 대량의 이기종 데이터 저장, 발굴 등 기술을 제공하여 스마트 에너지 관리 통제 센터의 각종 응용 시스템에 데이터 보장을 제공한다;생산 응용 차원에서 데이터 정보를 바탕으로 단지의 에너지 관리 통제와 관련 서비스를 완성하고 단말기 인터페이스를 통해 각종 사용자에게 서비스를 제공한다.지능형 에너지 관리 센터의 정보 구조는 그림 2와 같습니다.

3 에너지 관리 소프트웨어 시스템

단지의 관리 모델을 고려하여 단지판과 기업판 두 부분으로 나뉘고 내부 조율 메커니즘을 통해 완전한 체계를 구성한다.

3.1 엔터프라이즈 버전

(1) 생산 에너지 소비 세분화 관리 시스템

제조업체의 생산가공의 기본단위인 표준가공공정창고를 구축하여 기본가공공정에 대한 전자화관리를 실현한다.이를 바탕으로 기술자의 설계에 따라 특정한 제품의 가공 공정을 구축하고 제품 공정의 가공 공정과 작업 시간 관리를 구축한다.그리고 관리자가 제정한 생산 계획에 따라 배열하고 제품 공정 정보와 결합하여 기업의 생산 능력을 평가한다.

(2) 기업 에너지 소비 모니터링 및 통계

필요에 따라 기업 생산 에너지 및 환경 에너지 모니터링 시스템을 구축하고 사용자 필요에 따라 보고서를 인쇄합니다.

(3) 생산 에너지 최적화 스케줄링

에너지 소비를 줄이고 생산 에너지 소비의 변동을 줄일 목적으로 BP 신경망과 모호한 판단이 결합된 스마트 배차 방법을 사용하여 생산을 최적화 배치한다.관리자는 Energy 관리를 위해 지능적인 배열 결과에 따라 생산 계획을 수정할 수 있습니다.

3.2 캠퍼스 버전

(1) 태양광발전 모니터링

실시간 데이터를 통해 태양광 발전 시스템의 발전 매개변수를 모니터링하고 실시간으로 표시해 기록을 형성한다.다원적 다항식 회귀모델로 태양광발전의 예측모델을 구축하고 예측치와 실측치의 비교를 통해 태양광발전 시스템의 운행 상태를 판단한다.

(2) 캠퍼스 에너지 소비 모니터링 및 통계

캠퍼스 에너지 소비 모니터링 시스템을 구축하고 사용자의 필요에 따라 필요한 월간 에너지 소비 보고서를 출력합니다.

(3) 기업 에너지 사용 종합 조율

첫째, 단지의 에너지소모총량통제이다.각 기업의 에너지 소모 수요 데이터를 상부에 보고한 후, 다음 달의 총 에너지 소모 수요를 얻을 수 있으며, 이로부터 단지의 총 에너지 소모를 얻을 수 있으며, 만약 단지의 에너지 공급 용량을 초과할 경우 관리자와 기업의 협조가 필요하다.둘째는 에너지 공급의 여유를 예측하는 것이다.단지의 다음 달 총 에너지 소모 예측과 단지의 에너지 공급 용량에 근거하여 단지의 에너지 소모 여유량을 도출할 수 있으며, 기업에 피드백하여 기업이 생산을 증가, 조정하는 참고로 제공할 수 있다.셋째, 각 기업간의 에너지사용이 조화롭다.네트워크를 통해 단지와 기업 사이에 효과적인 에너지 스케줄링 인터렉션 플랫폼을 구축하고, 전력 사용량이 기준치를 초과할 때 기업 간의 생산을 조율하며, 특히 실험이 있는 전제하에 더욱 조율을 강화해야 한다.

4 앙코르 산업 에너지 관리 통제 플랫폼 소개

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4.1 시스템 구조

4.2 어플리케이션 장소

철강, 석유화학, 야금, 비철금속, 채광, 의약, 시멘트, 석탄, 물류, 철도, 항공공업, 목재, 화학원료 및 전기기계설비, 전기제품, 공기구 제조 등.

4.3 시스템 기능

4.3.1 시각화 전시

기업의 각종 에너지 소모 총량, 기준치, 에너지 원가, 에너지 소모 추세, 항목별 에너지 소모 비율, 지역 에너지 소모 대비 및 현재 날씨 상황, 오염 상황을 전시하고 기업의 중요한 공예 또는 공정의 에너지 소모 동태를 3차원으로 전시한다.

4.3.2 실시간 모니터링

기업 각 지점의 에너지 사용, 경보 등 상황을 실시간으로 모니터링한다.기업 사용자가 각 지점의 운영 상황을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 동시에 지점의 경보를 더욱 빠르고 효과적으로 파악할 수 있도록 한다.

4.3.3 변압기 모니터링

각 전압기의 부하 상황을 보여줌으로써 변압기 상황을 과학적이고 합리적으로 계획할 수 있다.각종 운행 매개 변수 상태에서 전기 사용 효능의 비교 분석을 통해 비교적 좋은 운행 패턴을 찾아낸다.더 나은 작동 모드에 따라 부하를 조정하여 전력 소비량을 줄이고 전력 손실을 줄일 수 있습니다.

4.3.4 에너지 사용 통계

에너지 사용 종류, 모니터링 구역, 생산 공정/공정 시간, 항목별 등 차원에서 곡선, 케이크 그래프, 직사각형 그래프, 누적 그래프, 디지털 테이블 등 방식으로 기업 에너지 사용 통계, 전년 동기 대비, 전월 대비 분석, 실적 분석, 할인 대비, 단위 제품 에너지 소모, 단위 생산액 에너지 소모 통계를 채택하여 에너지 사용 과정 중의 허점과 불합리한 점을 찾아내어 에너지 분배 전략을 조정하고 에너지 사용 과정 중의 낭비를 줄인다.

4.3.5 제품/생산액 소모량

기업 MES 시스템과 연결하여 제품 생산량 및 시스템에서 수집한 에너지 소모 데이터를 통해 제품 단위 소모에서 제품 단위 소모 추세도를 생성하고 전년 동기 대비 및 전월 대비 분석을 진행한다.기업이 제품의 단위 소모 상황에 따라 생산 공정을 조정하여 에너지 소모를 줄일 수 있도록 하다.

4.3.6 성과 분석

각종 에너지 사용, 소모, 전환에 대하여 작업반, 지역, 생산라인, 공사 구간 등에 따라 일, 주, 월, 년, * 기간 성과 통계를 에너지 계획 또는 정액으로 제정한 성과 지표에 따라 KPI 비교 심사를 진행하여 기업이 내부 에너지 효율 수준과 에너지 절약 잠재력을 이해하도록 돕는다.

4.3.7 에너지 소비 예측

기업 생산 공정, 생산 설비 등의 에너지 소모 사용 상황을 분석하고 에너지 소모 계산 모델을 구축하며 인공지능 알고리즘에 따라 데이터와 모델을 수정하여 에너지 절약에 효과적인 결정 근거를 제공한다.

4.3.8 운행 모니터링

시스템은 지역, 공정 구간, 설비 에너지 소모에 대해 데이터 수집을 진행하고, 설비 및 공정 운행 상태, 예를 들면 온도, 습도, 유량, 압력, 속도 등을 모니터링하며, 변배전 시스템의 1차 운행 감시를 지원한다.동적 모니터링 평면도에서 관리되는 에너지 소비 데이터를 직접 빠르게 탐색할 수 있으며, 에너지 종류, 작업장, 작업 구간, 시간 등 차원에 따라 관련 에너지 사용량을 조회할 수 있다.

4.3.9 분석 보고서

년, 월, 일로 기업의 에너지 이용 상황, 회선 손실 상황, 설비 운행 상황, 운영 상황 등에 대해 다방면의 통계 분석을 진행하여 사용자로 하여금 다방면으로 시스템의 운행 상황을 이해하게 하고 사용자에게 데이터 기초를 제공하여 사용자가 설비 이상을 쉽게 발견할 수 있도록 함으로써 개선점을 찾아내고 에너지 사용 상황에 대해 에너지 절약 잠재력을 발굴한다.

4.3.10 사건 신고

설비와 시스템 운행을 지속적으로 모니터링하고, 통신 실패, 데이터 이상, 정액 초과, 공정 매개 변수 이상 한계, 설비 이상 또는 고장에 대해 경보를 진행하며, 기업에 주의와 문제 찾기를 일깨우고, 경보 로그를 형성한다.

4.3.11 모바일 지원

APP는 Android, iOS 운영체제를 지원하여 사용자가 에너지 분류, 지역, 작업장, 공정, 작업반, 설비 등 서로 다른 차원에 따라 기업의 에너지 소모, 효율 분석, 동일 전월 대비 분석, 에너지 소모 할인, 에너지 사용 예측, 운행 감시, 이상 경보 등을 쉽게 파악할 수 있다.

4.4 현장 장치 옵션

5 결어

공업단지의 에너지관리통제에는 흔히 에너지생산시스템, 에너지수송시스템 또는 에너지리용시스템이 포함되는데 이는 정보기술을 빌어 구축한 전반 과정이 일체화된 에너지관리체계를 빌어 지능분석과 최적화수단을 도입하여 단지 전체의 에너지절약과 오염물방출감소의 목표를 달성해야 한다.본고는 임항중장비산업단지를 위해 설계하고 구축한 스마트 에너지 관리 통제 플랫폼으로 정보 기술을 빌려 다차원, 다시도, 다차원적인 에너지 공급, 에너지 사용 데이터의 온라인 모니터링, 통계 분석 시스템을 실현했다.표준 가공 에너지 소모와 가공 작업 시간 창고를 기초로 생산 계획과 에너지 사용 스케줄의 최적화를 완성하여 생산 과정 중의 무효 에너지 소모와 단위 생산액 에너지 소모를 낮추는 목표를 실현하였다.에너지 공급과 에너지 사용이 상호 작용하는 폐쇄 루프 에너지 관리 제어 모델을 구축하여"에너지 소비를 위한 에너지 공급"뿐만 아니라"에너지 공급을 위한 에너지 소비"를 고려하여 에너지 공급 설비와 생산 설비의 이용률을 높이고 단지의 단위 생산액 에너지 소비를 낮추었다.