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的人工統(tǒng)計分析方式。這種方式存在能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計效率低、易出錯、耗時長，數(shù)據(jù)分析不夠深入和無法追溯，考核指標(biāo)不準確等缺點，難以實現(xiàn)對碼頭能耗的科學(xué)統(tǒng)計、有效監(jiān)測和系統(tǒng)分析，無法給管理者提供準確的決策依據(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，實現(xiàn)港口企業(yè)管理層對企業(yè)能耗趨勢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。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)控平臺具有能耗數(shù)據(jù)實時采集和遠程傳輸、數(shù)據(jù)分析、節(jié)能分析、圖表顯示、報表管理、數(shù)據(jù)存儲等功能，有助于港口企業(yè)實現(xiàn)能源精細化管理。

1 能耗智能監(jiān)控平臺結(jié)構(gòu)

太平洋國際碼頭相關(guān)研發(fā)團隊自2015年底開始研發(fā)能耗智能監(jiān)控平臺，其研發(fā)思路為：從碼頭實際情況出發(fā)，滿足碼頭能耗管理工作的需求，達到創(chuàng)新能源管理手段、提高能源利用效率的目的。基于上述思路，研發(fā)團隊設(shè)計出能耗智能監(jiān)控平臺拓撲結(jié)構(gòu)（見圖1）。

2 能耗智能監(jiān)控平臺硬件系統(tǒng)

能耗智能監(jiān)控平臺硬件系統(tǒng)包括智能電表和流量計等，其中，流動機械流量計共19個，高桿燈照明智能電表共80個，單體建筑智能電表共36個，場橋直流電表共46個，實現(xiàn)對碼頭主要能耗數(shù)據(jù)的全覆蓋。從實質(zhì)上來講，能耗智能監(jiān)控平臺是基于數(shù)據(jù)采集、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、計算機等先進技術(shù)的現(xiàn)代化能源管理工具和平臺，其能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測覆蓋框架如圖2所示。

（1）岸橋電耗監(jiān)測 每臺岸橋在35kV變電站內(nèi)都有對應(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。

（2）場橋電耗監(jiān)測 場橋電氣房內(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 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 在冷藏集裝箱區(qū)域安裝交換機，冷藏集裝箱智能電表數(shù)據(jù)經(jīng)交換機通過網(wǎng)線進行傳輸。

（5）單體建筑電耗監(jiān)測 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）流動機械及場橋油耗監(jiān)測 在設(shè)備發(fā)動機的燃油管路上加裝液體流量傳感器，實現(xiàn)對流動機械柴油發(fā)動機的油耗監(jiān)測。流量傳感器將柴油流量轉(zhuǎn)換成脈沖信號發(fā)送給車載終端顯示屏進行累計處理，得到發(fā)動機的實際油耗值。

3 能耗智能監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)

能耗智能監(jiān)控平臺具有采集、存儲、處理、統(tǒng)計、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)分析是平臺的關(guān)鍵功能，即通過對港口企業(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)和每小時電耗數(shù)據(jù)，反映船舶作業(yè)效率和作業(yè)組織情況對能耗的影響。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，能源浪費嚴重。

3.3 場橋能耗分析

場橋能耗分析包括用油場橋作業(yè)箱量分析、場橋油耗占比分析等。場橋用油作業(yè)是造成能耗升高的重要因素，其油耗是重點監(jiān)控指標(biāo)。統(tǒng)計和分析用油場橋作業(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長分析、堆場用電量分布分析等。將堆場按照不同的使用功能進行劃分，對每個功能區(qū)堆場范圍內(nèi)的高桿燈用電量進行統(tǒng)計分析，從而為場地調(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)。對該數(shù)據(jù)進行跟蹤分析，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)控平臺投入應(yīng)用后收到顯著效果：強化了對碼頭設(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用降低，大大節(jié)省生產(chǎn)成本；通過對平臺收集的能耗數(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，從而有針對性地進行節(jié)能改造；通過分析平臺數(shù)據(jù)，制定切實可行的能耗考核指標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)，實現(xiàn)對各部門、各崗位人員的能耗考核?？傊芎闹悄鼙O(jiān)控平臺的應(yīng)用有助于推動港口企業(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。