企业能源管控平台让化工厂每一度电都发挥*大价值，中央空调调优

安科瑞张俊杰

摘要

在"双碳"战略和工业数字化转型的双重驱动下，企业能源管理正经历从传统粗放式向智能化、精细化方向的深刻变革。安科瑞电气股份有限公司基于近20年行业经验，**性研发的Acrel-7000企业能源管控平台，通过构建"感知-分析-决策-优化"的闭环管理体系，实现了能源流与信息流的深度融合。平台采用边缘计算、数字孪生、群智能算法等先进技术，已在特变电工、大众氢能港等30000+项目中实现平均节能12.8%、碳排放强度降低15.3%的显著成效，为工业企业提供了可量化、可持续的能源数字化转型解决方案。

1. 引言：工业能源管理的新范式

1.1 行业挑战

当前工业企业面临三大能源管理困境：

1. 数据孤岛问题：传统SCADA系统仅实现"监"而难"控"，能耗数据分散于多个独立系统；
2. 能效黑洞现象：据工信部统计，我国工业设备平均运行效率仅为******的60%-70%；
3. 碳管理缺口：90%的中大型企业缺乏**的碳足迹追踪工具。

1.2 技术突破

Acrel-7000平台**性地提出"三级能效对标体系"：

• 设备级：实时计算COP、比功率等23项能效指标
• 系统级：构建能源转换效率动态模型
• 企业级：建立产品单耗与产值能耗双维度评价矩阵

2. 平台架构与技术实现

2.1 系统架构设计

平台采用"云-边-端"协同架构（图1）：

2.2 核心技术突破

1. 动态能效建模技术：

• 基于改进鲸鱼算法(WOA)构建设备能效曲面：
  复制
  COP = f(T_供水,T_回水,P_输入,Q_流量) + ε
• 引入LSTM神经网络预测负荷变化，响应延迟<30s

1. 多模态数据融合：

• 开发专用协议转换中间件，支持Modbus/OPC UA/DL/T645等18种协议
• 采用时间序列数据库（TSDB）实现10万点/秒的高频采集

1. 碳流追踪算法：

• 建立基于EIO-LCA的碳核算模型：
  复制
  Carbon = Σ(E_i×EF_i) + Σ(M_j×CF_j)
  其中E_i为能源消耗量，EF_i为排放因子；M_j为物料投入，CF_j为碳转换系数

3. 典型应用场景与效益分析

3.1 中央空调系统智能调优

在某汽车制造厂实施案例中（图2）：

• 通过冷冻水流量动态调节算法，使ΔT稳定在4±0.3℃
• 采用负荷预测+主机轮换策略，系统COP从3.2提升至4.1
• 年节电量达286万kWh，相当于减排CO₂ 1,782吨

3.2 空压机群控优化

某电子工厂应用表明：

• 基于压力-流量特性曲线，建立多目标优化模型：
  复制
  min(ΣP_i) s.t. Q_demand = ΣQ_i
• 实现气电比从6.8kW·h/m³降至5.9kW·h/m³
• 设备寿命延长23%，年维护成本降低35万元

3.3 光伏-储能协同调度

为某化工园区设计的光储系统：

• 采用模型预测控制(MPC)算法
• 光伏自消纳率从58%提升至82%
• 需量电费降低27%，投资回收期缩短至4.2年

4. 平台**价值

4.1 技术维度

• 开创"能效数字孪生"技术，实现设备虚拟映射误差<2%
• 开发自适应数据清洗算法，异常数据识别准确率达98.7%

4.2 管理维度

• 建立从CEO到班组的四级能效KPI体系
• 提供28类标准能效分析报告模板

4.3 经济维度

• 客户平均投资回报周期2.3年
• 每百万产值能耗下降8-15%

5. 结论与展望

Acrel-7000平台通过深度融合工业物联网、大数据分析和人工智能技术，构建了新一代工业能源数字基础设施。未来将重点研发：

1. 基于强化学习的自适应优化算法
2. 数字孪生与元宇宙技术的融合应用
3. 碳足迹区块链追溯系统