陳妍 王繼勇

目前，大部分港口企業(yè)在能耗管理方面仍采用人工抄電表、用加油本加油等初級(jí)的人工統(tǒng)計(jì)分析方式。這種方式存在能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率低、易出錯(cuò)、耗時(shí)長，數(shù)據(jù)分析不夠深入和無法追溯，考核指標(biāo)不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)碼頭能耗的科學(xué)統(tǒng)計(jì)、有效監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)分析，無法給管理者提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)。隨著能源資源的日趨緊張以及能源需求的日益增加，能源成本在港口企業(yè)生產(chǎn)成本中所占比例逐步上升，使得港口企業(yè)不得不從降低經(jīng)營成本、提高綜合競爭力的角度出發(fā)，加強(qiáng)能源管理。為監(jiān)控和分析港口企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中的能耗狀況，實(shí)現(xiàn)港口企業(yè)管理層對(duì)企業(yè)能耗趨勢(shì)和能源利用水平的分析及監(jiān)控，提高能源管理水平和降低能源成本，有必要建立港口企業(yè)能耗智能監(jiān)控平臺(tái)。天津港太平洋國際集裝箱碼頭有限公司（以下簡稱“太平洋國際碼頭”）研發(fā)的能耗智能監(jiān)控平臺(tái)具有能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)分析、節(jié)能分析、圖表顯示、報(bào)表管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，有助于港口企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理。

1 能耗智能監(jiān)控平臺(tái)結(jié)構(gòu)

太平洋國際碼頭相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)自2015年底開始研發(fā)能耗智能監(jiān)控平臺(tái)，其研發(fā)思路為：從碼頭實(shí)際情況出發(fā)，滿足碼頭能耗管理工作的需求，達(dá)到創(chuàng)新能源管理手段、提高能源利用效率的目的?；谏鲜鏊悸罚邪l(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出能耗智能監(jiān)控平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（見圖1）。

2 能耗智能監(jiān)控平臺(tái)硬件系統(tǒng)

能耗智能監(jiān)控平臺(tái)硬件系統(tǒng)包括智能電表和流量計(jì)等，其中，流動(dòng)機(jī)械流量計(jì)共19個(gè)，高桿燈照明智能電表共80個(gè)，單體建筑智能電表共36個(gè)，場(chǎng)橋直流電表共46個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼頭主要能耗數(shù)據(jù)的全覆蓋。從實(shí)質(zhì)上來講，能耗智能監(jiān)控平臺(tái)是基于數(shù)據(jù)采集、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)代化能源管理工具和平臺(tái)，其能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)覆蓋框架如圖2所示。

（1）岸橋電耗監(jiān)測(cè) 每臺(tái)岸橋在35kV變電站內(nèi)都有對(duì)應(yīng)各自高壓開關(guān)柜的智能電表，智能電表的數(shù)據(jù)通過光纜傳送到平臺(tái)。

（2）場(chǎng)橋電耗監(jiān)測(cè) 場(chǎng)橋電氣房內(nèi)安裝有智能直流電表和數(shù)據(jù)采集器，由數(shù)據(jù)采集器（帶無線3G模塊）采集電量數(shù)據(jù)后通過3G網(wǎng)絡(luò)傳送至服務(wù)器。

（3）路燈和高桿燈電耗監(jiān)測(cè) 每座路燈和高桿燈均裝有智能電表，電量數(shù)據(jù)通過高桿燈遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)中的光纖網(wǎng)絡(luò)傳送。

（4）冷藏集裝箱電耗監(jiān)測(cè) 在冷藏集裝箱區(qū)域安裝交換機(jī)，冷藏集裝箱智能電表數(shù)據(jù)經(jīng)交換機(jī)通過網(wǎng)線進(jìn)行傳輸。

（5）單體建筑電耗監(jiān)測(cè) 將所有單體建筑的電表更換為智能網(wǎng)口電表，并與網(wǎng)線連接，通過采集器采集數(shù)據(jù)后經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送至服務(wù)器。

（6）流動(dòng)機(jī)械及場(chǎng)橋油耗監(jiān)測(cè) 在設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油管路上加裝液體流量傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)機(jī)械柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗監(jiān)測(cè)。流量傳感器將柴油流量轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)發(fā)送給車載終端顯示屏進(jìn)行累計(jì)處理，得到發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際油耗值。

3 能耗智能監(jiān)控平臺(tái)軟件系統(tǒng)

能耗智能監(jiān)控平臺(tái)具有采集、存儲(chǔ)、處理、統(tǒng)計(jì)、查詢和分析能耗數(shù)據(jù)的功能（見圖3），其中，能耗數(shù)據(jù)分析是平臺(tái)的關(guān)鍵功能，即通過對(duì)港口企業(yè)主要生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備能耗數(shù)據(jù)的多維度分解，還原能耗實(shí)況，發(fā)現(xiàn)能耗短板，挖掘節(jié)能潛力。能耗智能監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)分析模塊見圖4。

3.1 船舶能耗分析

船舶能耗分析包括船舶單箱電耗分析、船舶每小時(shí)電耗分析、單船作業(yè)電耗占比分析等。船舶單箱電耗分析涉及船舶單箱電耗數(shù)據(jù)和每小時(shí)電耗數(shù)據(jù)，反映船舶作業(yè)效率和作業(yè)組織情況對(duì)能耗的影響。單船能耗分析涉及船舶裝卸過程中岸橋電耗及其占比。

3.2 岸橋能耗分析

岸橋能耗分析包括作業(yè)與非作業(yè)岸橋電耗分析。將岸橋的電耗分為作業(yè)電耗和非作業(yè)電耗，其中，作業(yè)電耗為有效電耗，非作業(yè)電耗包括待機(jī)電耗、維保電耗等。通過分析可見：若作業(yè)用電量占比高，則說明設(shè)備使用飽滿，能源被有效利用；若作業(yè)用電量占比低，則說明設(shè)備閑置，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

3.3 場(chǎng)橋能耗分析

場(chǎng)橋能耗分析包括用油場(chǎng)橋作業(yè)箱量分析、場(chǎng)橋油耗占比分析等。場(chǎng)橋用油作業(yè)是造成能耗升高的重要因素，其油耗是重點(diǎn)監(jiān)控指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)和分析用油場(chǎng)橋作業(yè)分布和作業(yè)箱量可為港口企業(yè)在能源管理中發(fā)現(xiàn)問題、制定改進(jìn)措施提供依據(jù)。

3.4 高桿燈能耗分析

高桿燈能耗分析涉及單座高桿燈月度用電量分析、高桿燈月度最晚關(guān)燈時(shí)間分析、高桿燈用電量區(qū)間分布分析、高桿燈月度最長照明時(shí)長分析、堆場(chǎng)用電量分布分析等。將堆場(chǎng)按照不同的使用功能進(jìn)行劃分，對(duì)每個(gè)功能區(qū)堆場(chǎng)范圍內(nèi)的高桿燈用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而為場(chǎng)地調(diào)整和高桿燈使用提供參考依據(jù)。

3.5 能耗考核分析

能耗考核分析涉及綜合能源單耗考核、岸橋單耗考核、場(chǎng)橋單耗考核、班組考核、人員考核等。綜合能源單耗是反映港口企業(yè)能耗的重要指標(biāo)，也是反映港口企業(yè)能源管理水平的重要參數(shù)。對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，有助于港口企業(yè)優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)作業(yè)組織和工藝流程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

4 結(jié)束語

太平洋國際碼頭能耗智能監(jiān)控平臺(tái)投入應(yīng)用后收到顯著效果：強(qiáng)化了對(duì)碼頭設(shè)備能耗的現(xiàn)代化管理，促使能源使用效率提升和能源費(fèi)用降低，大大節(jié)省生產(chǎn)成本；通過對(duì)平臺(tái)收集的能耗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)合分析，發(fā)掘設(shè)備能耗的合理性和有效性，從而有針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)能改造；通過分析平臺(tái)數(shù)據(jù)，制定切實(shí)可行的能耗考核指標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各部門、各崗位人員的能耗考核。總之，能耗智能監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用有助于推動(dòng)港口企業(yè)的節(jié)能管理和能耗考核工作，使港口企業(yè)能源管理工作向數(shù)據(jù)化、智能化方向邁進(jìn)。