智能用电安全及综合能效管理系统-智慧工厂智能用电系统
智能用电安全及综合能效管理系统利用物联网、互联网等技术，可实现对用电回路监测，多种配电系统集约化管理、智能分析用电安全以及用电数据检测等功能。同时实现自动化定时管理、能耗数据检测和分析等，更加便于绿色用电、节能控制等先进的环保理念推荐。
一、背景概述
为贯彻落实党中央、国务院《关于加快推进生态文明建设的意见》和国家“十三五”规划《纲要》《“十三五”节能减排综合工作方案》《计量发展规划(2013-2020年)》《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》等有关工作要求，加快建设重点用能单位能耗在线监测系统，健全能源计量体系，加强能源消费总量和强度“双控”形势分析和预测预警，推动完成“双控”目标任务，在前期试点工作的基础上，国家发展改革委、质检总局共同制定了《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》。
工厂重点用能单位，其中用电管理中心是指采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对工厂的用电系统生产、输配和消耗环节实施集中扁平化的动态监控和数字化管理，改进和优化用电平衡，实现系统性节电降耗的管控一体化系统。它的建设，不仅是重点用能单位实施精细化节能管理、提升能电使用效率的必然要求，也是节能主管部门把握能源消费趋势、加强能耗预测预警、科学制定产业政策的内在要求，是实现低碳发展的必要手段。
同时为贯彻治国理政新战略，适应引领经济发展新常态，以物联网、云计算等技术为支撑，大力推动重点用能单位能耗在线监测系统(以下简称“监测系统”)建设，加快推进重点用能单位完善能源计量体系、提高能源管理精细化水平，促进互联网与节能工作深度融合，提高节能宏观调控能力，推动完成能源消费总量和强度“双控”目标任务。
计划到“十三五”末期，基本建成连接各省(区、市)、相关部门和行业数据共享的监测系统。通过开展能耗大数据分析应用，为政府部门做好能源宏观分析与战略规划、开展能源消费总量与强度“双控”形势分析、实施节能监察、加强能源计量管理、制定节能标准等提供及时准确的数据支持，为统筹能源发展与生态文明建设提供决策支撑，为重点用能单位加强能源日常监控管理、开展能源审计、能效对标、能源计量审查、节能改造等提供支撑服务，切实促进企业提质增效降本。
《中国制造2025》将绿色发展作为主要方向之一，明确提出全面推行绿色制造。与此同时，企业节能改造空间日益减少、企业对节约能源费用的成本有着强烈的愿望，政府对工业节能减排的要求更高，这些都催生了企业高度重视用电精细控制的必要性。
二、用电现状及解决方案
本项目中针对**工厂设计一套智慧用电安全监管与电能管理系统，实现企业用电的智慧化管理，为保证生产用电的独立性和安全性，把传统空开替换为曼顿智慧微断的改造方案。目前,公共区域用电均存在用电管理粗放、安全隐患频繁能源浪费较多等问题。远程智能电源监测管理系统从智慧化管理、安全用电、节能用电三大主题作为切入抓手,充分利用智慧化、信息化的技术手段与科学化的管理相结合,综合治理规范用电、安全用电,向科技要管理、要安全,确保人身、财产不受安全隐患威胁,有效地解决当前存在的问题,尽最大可能杜绝火灾事故的发生。
1、XX工厂现状
xx厂的用电管理只是对各用电设备进行总表进行计量，造成各单位用电消耗数据缺失，不能细化耗能项目、缺少节能分析管控、无法对用能超限考核。各厂区现有传统的电力计量仪表，其中大部分靠人工抄表， 存在工作量大、抄表周期长、数据不准确、不能及时发现能源浪费和泄露等现象、不能查询历史数据、不能实时报警等。
Ø 使用问题：缺乏完善的系统数据平台及对比分析工具，无法掌握用电消耗的数量与构成、分布与流向;
Ø 效率不高：没有一套对用电衡量和管理的工具平台 ，信息化水平和工作效率低。比如APP、微信短信通知预警;
Ø 依赖性强：用电管理较大程度依赖有经验的员工，可通过平台大数据分析，智能挖掘节电节费空间及确保用电质量，实现收益最大化;
Ø 用电不明：缺少对各个用电回路监测，各回路实际用电情况不明，能源消耗不清晰;无法了解用电利用损失情况、设备效率、电能利用率、综合能耗;
Ø 运维难：没有故障定位功能，出现故障后，维修难度大;
Ø 数据监测不全：总表进行计量，造成各单位用电消耗数据缺失。
Ø 无节能量化依据：传统的手工方式进行各类工厂用电能耗的计量，造成能耗数据不完整、不准确、不全面，因而无法进行用电能耗分析与诊断，造成用电管理不到位，对各种设备用电也没有行之有效的手段进行节能控制，所以存在各种用电浪费现象。
2、需求分析
**工厂在智慧用电管理系统使用管理精细化方面，有很大的提升空间，具体分为如下几个方面：
(1) 建立智慧用电管理中心
通过建立用电管理中心，企业可以通过智慧微断的监测和数据上传，实时的了解到各个末端用电设备的用电情况，及时的问题和预警告警，保障和提升用电的安全性。
(2) 节能管理
对工厂的照明、空调等动力设备实施的节能技改的收益无法实施监测及量化展示，下达的用电指标无法有效监管，智慧用电管理考核制度难以实施。通过电博士智慧能源运营平台基于曼顿智慧微断实时用电数据和历史用电基准做对比分析，量化用电变化数据，提供可视化的信息图表，衡量用电或节能绩效。
(3) 电能监测
对厂区各个用电回路设备实时在线监测电流、电压、功率、电量等运行电参数，有效保障设备的正常运行。通过曼顿自行主开发的智能微断，可在云平台上实现对用电的实时监测分析，若发生故障第一时间发出报警，为企业解决智慧用电管理提供方案。
(4)安全智能保障
微断“安全智能保障”手段，对厂区各个用电回路进行实时监测、故障预警、故障报警、断电保护等电气安全保障，把事后处理转向事前防范，杜绝因安全隐患引起的事故发生。
Ø 短路、漏电、过流、过载、打火、过压、欠压等保护功能;
Ø 漏保功能自检、功率限定、电量计算;
Ø 在线检测、手机远控遥控、遥控功能限定;
Ø 真正手自一体控制;
Ø 定时开关、故障报警、安全记录。
三、方案设计
1、设计架构
设计架构包含三层：传感器(智慧微断)感知和数据采集层、云平台与大数据分析层、应用服务层。主要涵盖了设备运行参数及用电状况的数据采集、基于分布式闭环控制、云平台大数据分析、以及相关的接口/协议/标准等。
利用物联网、互联网等技术，可实现对用电回路监测，多种配电系统集约化管理、智能分析用电安全以及用电数据检测等功能。同时实现自动化定时管理、能耗数据检测和分析等，更加便于绿色用电、节能控制等先进的环保理念推荐。
2、地图展示
为管理人员和业主提供全面的用能管理服务，提高用能管理的效率和水平，降低运维成本。“以用能数据为导向”的节能和用电安全管理工作，使节能运行管理从简单粗放的定性管理转为科学细致的定量管理，将建筑节能工作引入一个定量化、科学化地发展阶段。
GIS地图展示部分，利用GIS技术将建筑能耗数据在地图上模拟显示，直观查看建筑位置，分布信息数据。
3、数据分析与对比
采用折线图进行对比展示。从而帮助您进一步分析建筑能耗数据。为您提供了设备之间或者建筑自身进行用电能耗对比的平台。您可以将不同的建筑的用电能耗数据或者将同一建筑在不同时间的用电能耗数据，采用柱状图进行对比排名。从而帮助您进一步分析用电数据。
4、 数据报表
根据报表时间类型查询，生成日能计报表、月计报表和年统计报表。
智能用电安全及综合能效管理系统数据分析内是按每个设备作为一个整体进行数据分析。分别根据节能监测的技术要求，对建筑用能的分类进行分析和对建筑用电的分项分析、分户分析、设备分析、配电监测、运行参数、报表打印等进行综合分析，深度解剖设备用电用能情况。
监控中心将用电支路信息图以web的形式清晰地展示于此平台中，可监控每一条用电支路的耗电量、电表读数等实时数据，并可配合声光效果对发生故障或者出现用电安全问题的支路进行实时报警。
