煤矿企业在为国民经济发展提供核心动力的同时也消耗着大量能源。“双碳”目标这一国家战略给煤矿公司制作提出了挑战，也为其技术升级、节能增效提供了机遇和驱动力。能耗“双控”是实现“双碳”目标的必由之路，而对煤矿企业能耗及碳排放情况做在线监测、精细管理、科学决策是实现能耗“双控”、节能增效的基础。
根据《国民经济与社会持续健康发展第十四个五年规划和 2035 年远大目标纲要》规划部署的碳达峰、碳中和路线，各行业相继提出碳达峰和碳中和的目标和实施方案，“30、 60”也成为了煤炭等能源生产企业的指导目标。
《自然资源部煤炭行业绿色矿山建设规范》要求各矿企应建立矿山生产全过程能耗核算体系，通过采取节能减排措施，控制并减少单位产品能耗、物耗、水耗，减少“三 废”排放。陕西省发改委和生态环境厅也要求各矿企按照《陕西省绿色矿山管理办法》《关于推进用能单位能耗在线监测系统建设的通知》提升能源统计监测能力，健全能耗统计监测和计量体系，加强用能单位能耗在线、概况
陕西煤业《“双碳”工作行动方案(暂行)》等文件中要求：各单位要提高节能管理信息化水平，要开展能耗在线监测系统的建设，应用信息化手段推动环保和能源 管理与节能降耗工作，深挖生产环节的节能减排空间，确保阶段性节能目标实现。
结合陕西煤业要求，以行业发展现状为背景，以各矿需求为切入点，以切实处理问题为目标，同时响应国家有关政策，开发节能环保能耗在线监测管理平台，帮企业对能耗情况做在线监测、精细管理，对污染排放情况，及时进行污染预防，避免超标排放，满足各类环保要求，提高运维工作效率，逐步实现清洁生产。
煤矿公司制作本身是一个复杂系统，生产链条长，耗能设备多，耗能种类多，产生的工业“三废”多。当前煤矿企业侧重于对生产环节进行智能化改造，对能耗监管投入略显不足。
本文就是基于矿区真实的情况，构建一套能耗监管系统，通过本系统的实施，对全矿区的所有能源数据进 行监测、计量、管理、分析、预测，构建全矿各部门、各能耗设备的水、电、热量、柴油等能源记录数据的历史数据库，并把有关数据上传至股份公司及省市平台。
本研究将实时采集各级用能单位或高耗设备能耗信息，自动完成计量、记录、统计及定制报表等功能。对全矿区用能情况按照高耗能设备、重要工序、办公楼宇、各级用能单位做分层管理。
重要设备、重要工序、各级用能单位，结合有效产出数据，构建数字化能耗以及能效模型，进行同比、环比及对标分析，实现能耗预警。
基于长期的能源能耗监测数据，终形成能源大数据诊断报告，结合全矿区生产工艺，为中长期节能技改方案提供强大的数据和决策支撑。
在精细管理、降耗提效的方针下，为煤矿企业管理建立健全能耗量化管理数据的依据。
通过一段时间的数据累积，从不同角度对能源消耗情况做分析预测，提供防止能源浪费、降低能耗、合理规划使用能源的决策支持。
系统采用分散采集、综合监控、集中管理的模式。系统设计遵循可靠性、兼容性、规范性、经济性、可扩展性等原则。
在能耗统计分析中具备极其重大意义的用能单位或设备。在数据接口开放的情况下，计量数据尽量从现有系统中采集，降低投资成本。
能耗在线监测管理系统监测点分布在矿区范围内不同地点，分布范围广且分散。基于以上特点系统网络结构采用分布式结构，以光纤环网为骨干网(部分使用现有4G网络) 星型电气连接各个子系统，系统通过现场总线方式连接检测设备。
系统采用B/S(浏览器/服务器)模式。管理层应用服务器通过以太网交换机与数据库服务器连接，通过与信息管理系统网络的联网，支持和股份公司能耗平台、省市监管平台，矿区综合管控平台无缝对接，支持远程客户浏览访问。
系统管理层根据矿测能耗监测和管理需要，分别实现能源数据采集、存诸、分析、计算，提供能耗统计、能耗预警、同比/环比分析、能流图、能源看板、能源报表等业务功能模块，另外，还有系统管理、信息设置、能源系统建模等系统功能模块的开发，同时实现同股份公司平台和省平台的无缝对接。
能耗在线监测管理子系统从全矿组织架构、各生产环节、能耗设备角度、分别进行能源数据采集、存储、分析、计算，为管理人员提供能耗统计、能耗预警、同比/环比分析、能耗分析、对标分析、能流图、能源看板、能源报表等业务功能模块，另外，还有系统管理、信息设置、能源系统建模等系统功能模块。
边缘数据采集层:主要完成各类能耗数据和有效产出数据采集。边缘采集器向下需要支持常见的工业通信接口和协议，向上需要支持云平台数据通信协议。
数据平台层:主要负责数据存储、分类、计算等。业务应用层:主要完成各种能源信息的统计、分析，包括能耗统计、能耗分析、能耗预警、对标分析、综合报表管理、数据查询等。
计划调度。实现生产计划、设备及备件计划管理。提供与陕煤股份层系统的接口，实现系统对接。
设备管理。满足企业需求，实现设备管理。最重要的包含生产设备及计量设备基础信息、运行信息、操作记录、预警、故障等管理。
综合报表管理。能够准确的通过企业需求，自动生成所需的报表，也可依据自己需求定制页面和编辑报表。报表最重要的包含能源动力相关的各类制式报表，包括各类生产及消耗报表等。
综合管理。最重要的包含平面管理、流程管理、制度管理、资料管理、用户管理、权限管理、交接班管理、生产管理、帮助管理等。
动态图形监控:设置动态工艺流程画面及单台主机流程画面， 图形动画显示，实时显示各工位号参数及设备正常运行状态，对于涉及面比较广的子系统，可设为多个画面。
实时数据监控:在工艺流程画面显示数据的基础上，实现栅格形式汇总实时显示各工艺参数，设备状态，栅格底色应根据所显示数据的归属分类不同而加以区别，做到一目了然，以便于操作人员集中监视系统状态。
远程操作:对所有设备做远程遥控操作，通过鼠标实现对现场设备(启/停)、电动阀(开/闭)做相关操作，根据权限设密码保护。
预警及报警功能:有关参数超限报警及设备故障报警，发出声光提示，可实时指令打印，有中文提示并自动记录。报警根据紧要程度、事故等级区别对待，通过不同的报警提示音和颜色加以区别。并设立维修模式，保障在维修、检测状态下，可以关闭自动报警功能。
实时趋势图:实时显示各工艺参数的变化趋势，如流量、温度、压力、电流、频率等，有助运行操作人员和管理人员实时掌握生产的基本工艺参数变化情况;
报表: 设班报、日报、月报、年报，分别按分类报表及汇总报表并实时打印，报表设置可依据需求进行调整功能，可根据实际需要和临时变动，随时对报表数据的筛选和计算公式、函数参量做调整。
数据采集 诸存 记录和发布：系统具有各种工艺参数、设备状态、计量数据的采集、诸存、记录功能。各种信息按照不同功能要求分别写入实时历史数据库或管理数据库，供能源管理系统软件使用。系统监控画面和相关信息能够最终靠WEB方式发布，以便于管理人员利用互联网访问和远程浏览。
系统管理:统一管理操作人员、维护工程师、能源管理人员等有关人员的安全操作权限，以保证本系统的安全保密性，防止非法用户对生产控制和重要数据的侵害；
安科瑞企业能源管控系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势变化分析，帮企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。
钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、造纸、化工、物流、食品、水厂、电厂、供热站、轨道交通、航空工业、木材、工业园区、医院、学校、酒店、写字楼和汽车制造、机电设施、电器产品、工器具制造等离散制造业。
现场通过厂区局域网和平台通讯，平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户能在任意能与局域网联通的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。
现场设备层：主要是连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。
网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并利用互联网把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。
平台管理层：包含应用服务器、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。
平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理。实时监测企业各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势变化分析，帮企业加强能源管理，提高能源利用效率和节能潜力，为节约能源改造提供数据依据。
首页展示峰谷平用电、变压器情况、年能耗趋势、单耗趋势、分类能耗等企业级统计数据。
从能源使用种类、监测区域、车间、生产的基本工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，找出能源使用的过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用的过程中的浪费。
三段式过流保护、反时限过流保护、两段式零序101过流/反时限过流保护、两段式零序102过流/反时限过流保护、重合闸、后加速过流保护、过负荷保护、PT断线告警、控制回路故障告警、频率保护、FC闭锁、失压跳闸、逆功率保护、过电压保护、零序过压保护；断路器遥控分/合闸操作；故障录波；独立的操作回路；检同期；U、I、P、Q、Ep、Eq等电参量测量。
反时限过流保护、两段式零序过流保护、热过载保护、过负荷保护、堵转保护、启动时间过长保护、低电压保护、非电量保护、PT断线告警、控制回路故障告警、零序过压告警、FC闭锁、电压不平衡保护、相序保护、电压断相保护、过电压保护；断路器遥控分/合闸操作；故障录波；独立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、
DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T18215-2002、GB/T18883-1999和电力行业标准DL/T614-2008对电能表的各项技术方面的要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
相电压电流+零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压/电流 63 次谐波、50 组间谐波、35 组高次谐波、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动/闪变、电压暂升、电压暂降（故障源定位）、电压中断、冲击电流、1024点波形采样、定时录波、电能质量合格率统计，波形实时显示及故障波形查看，内存32G，16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太网接口+1WiFi+1USB接口支持U盘到处数据，支持61850协议。
液晶屏显示一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、3路温湿度控制及显示、远方/就地、分合闸、储能旋钮、预分预合闪光指示、分合闸完好指示、分合闸回路电压测量、人体感应、柜内照明控制、1路以太网、2路RS485、1路USB接口、GPS对时、高压柜内电气接点无线测温、全电参量测温、脉冲输出、4~20mA输出
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月峰值，电流、电压不平衡度，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos），零序电流In；四象限电能；实时及需量；本月和上月峰值；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月峰值，电流、电压不平衡度，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示
采用DSP+FPGA全数字控制方式，并联在系统中，兼补谐波和无功；可对2～51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿；具备完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能；基于谷歌Fliutter框架构建的遥信、遥控软件平台，具备远程服务与数据处理功能；支持IOS、安卓、PC多平台交互；具备超前和滞后的功率因数校正功能，可将三相不平衡负荷调整至平衡；具备动态过温降载功能，较大限度的保证滤波器的持续运行；具备智能风扇转速控制功能，根据负荷率和环境和温度智能控制风扇转速，降低损耗；具备动态扩容功能。
本系统基于矿区现有相关能耗数据和增加新的能耗采集点，结合大数据分析平台，以低碳发展为目标，以智慧矿山建设为导向，构建了一套能耗及碳排放监管系统。填补数据服务于现场现场能耗监测的空白，充分挖掘煤矿海量数据的价值，起到数字化转型示范作用。符合国家煤矿数字化转型发展规划，是典型的数字化转型案例。
在接入现有电力计量系统的基础上，对公司的用电情况按照高耗能设备、重要工序、办公楼宇、各级用能单位做分层监管。
对生产过程中附带产生的煤矸石、矿井水、瓦斯、二氧化碳等工业“三废”进行监测，并考虑地面绿化对二氧化碳的吸收情况，对矿业公司整体碳排放量进行核算。
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