工厂能耗与能源管理

时间：2026-02-03 涉川

一、方案概述

在工业生产过程中，能源成本在企业运营成本中占比不断提高，用能结构复杂、能耗环节分散、管理手段粗放等问题普遍存在。传统以人工抄表和事后统计为主的能耗管理方式，难以准确掌握能源消耗结构，无法支撑精细化管理和节能决策。

本方案面向工厂用能管理需求，构建基于单相/三相电能计量、水、气、热等多能源综合在线监测的能源管理系统。通过电能表、电流互感器（CT）、电压采集模块以及水表、气表、热量表远传模块，对工厂能源消耗进行实时采集，并通过 4G 数据采集主机实现数据自动上传，形成统一的能源管理与分析平台，为节能降耗、能效评估和能源管理体系建设提供技术支撑。

二、建设目标

实现工厂多能源消耗数据的自动化采集；
准确掌握用能总量、结构及变化趋势；
支撑分项、分区域、分设备能耗统计；
发现异常能耗和能源浪费环节；
为节能改造和能效管理提供量化依据。

三、监测对象与能源类型

电能：单相、三相交流用电；
水资源：生产用水、生活用水；
气体能源：天然气、压缩空气、工业气体；
热能：蒸汽、热水等供热系统。

四、系统架构与组成

系统采用“计量终端—数据采集主机—通信网络—能源管理平台”的分层架构：

计量终端层：电能表、CT、电压采集模块、水表、气表、热量表远传模块；
数据采集层：4G 数据采集主机，负责数据采集、缓存与上传；
平台层：能源管理服务器与应用系统；
应用层：电脑网页、移动端及管理接口。

五、计量与采集方式

5.1 电能计量

单相电能表：用于照明、小型设备用电计量；
三相电能表：用于动力设备及配电回路计量；
电流互感器（CT）：用于大电流回路测量；
电压采集模块：采集三相电压参数。

采集参数包括有功电能、无功电能、电压、电流、功率因数及瞬时功率等。

5.2 水、气、热计量

水表远传模块：采集瞬时流量与累计用水量；
气表远传模块：采集气体流量与累计用气量；
热量表：采集供回水温度、流量及累计热量。

六、通信方式与数据传输

各计量终端通过 RS485 总线或脉冲方式接入数据采集主机。采集主机按照设定周期对数据进行采集和存储，并通过 4G 无线通信网络将数据主动上传至服务器，支持断点续传和数据补报，确保数据完整性与可靠性。

七、系统功能

多能源数据自动采集与集中管理；
实时与历史能耗数据查询；
分项、分区域、分设备能耗统计；
能耗趋势分析与对比分析；
异常能耗识别与告警；
能耗报表自动生成与导出。

八、主要设备与典型参数

8.1 单相电能表

额定电压：220 V；
电流规格：5(60) A；
精度等级：1.0 级。

8.2 三相电能表

额定电压：3×220/380 V；
电流规格：5(100) A 或 CT 接入；
精度等级：0.5S / 1.0 级。

8.3 电流互感器（CT）

变比范围：50/5 A～2000/5 A；
精度等级：0.5 / 1.0 级。

8.4 水、气、热远传模块

通信接口：RS485 / 脉冲；
计量精度：不低于国家计量标准要求。

九、系统实施流程

工厂能源结构与计量点位调查；
计量设备选型与布点设计；
计量终端与采集主机安装；
通信与平台对接；
数据校验与系统调试；
系统验收与运行维护。

十、能耗分析与能源管理应用

能源消耗结构分析；
单位产品能耗分析；
峰谷用电分析；
能源利用效率评估；
节能改造效果评估。

十一、方案优势

覆盖电、水、气、热多能源类型；
数据采集自动化程度高；
支持精细化与分项能耗管理；
系统可扩展性强，适应工厂规模变化。

十二、适用场景

制造业工厂能源管理；
工业园区综合能源监测；
高能耗企业节能监管；
能源审计与节能评估项目。

十三、相关标准与规范

GB 17167《用能单位能源计量器具配备和管理通则》；
GB/T 23331《能源管理体系要求》；
DL/T 645《多功能电能表通信规约》；
CJ/T 系列《水、气、热计量技术规范》。

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