工信部：國家工業節能降碳技術應用指南與案例2024年版之十一智慧能源管控技術（22頁）.pdf

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1、1國家工業節能降碳技術應用指南與案例（2024 年版）之十一：智慧能源管控技術（一）智慧綜合能源數字化管控平臺應用技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于大型建筑綜合能源監測與多能耦合優化調控系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝對企業內供配電、空調等系統進行智慧化改造，建立重點設備、產線、班組、車間、部門、廠區等分級計量、診斷評價、優化調控系統、網絡通信系統及能源集中調度中心。通過能源可視化、運行監控、設備運維、資產管理、優化調度等功能，將人工智能算法和專家知識有機結合，實現對水、電、空壓氣、蒸氣、冷、暖、污水等能源的統一調度。技術原理如圖 1 所示。圖1 技術原理圖23.技術功能特性及指標技

2、術功能特性及指標（1）冷、熱、電負荷滾動預測，精確度 90%97.5%；（2）“白盒+黑盒”建模方式，算法優化率提高 5%20%，準確率提高 5%15%。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為思安新能源股份有限公司，應用單位為陜西重型汽車有限公司。改造前廠區內僅有簡單的能源計量系統，主要耗能種類為電力和天然氣，年生產商用車 7.5 萬輛，單位產品能耗為 376.3 千克標準煤/車。（2）主要技術改造內容：統一規劃整合園區的設備設施、備品備件及維保管理體系和臺賬，改造供配電、空調、熱力、空壓、天然氣、自來水、污水等企業能源系統。2020 年 11 月實施節能改造，實施周期 4 年

3、。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位產品能耗降低至 268.3 千克標準煤/車，實現節能量 8100 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 21546 噸/年。投資額為 3000 萬元，投資回收期為 3 年。3（二）軟硬件一體化智慧空壓站系統1.技術適用范圍技術適用范圍適用于工業空壓系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝利用智能計算服務平臺、邊緣計算系統、流量需求控制系統，把控產氣、輸送和用氣環節，實現產、輸、用氣各環節信息實時響應和基于空壓系統全過程節能。采用最小二乘支持向量機和等功率變化率法，建立用氣流量預測模型和空壓機群策略，智能分配控制機間流量。合理配置高能效設備，統一調度系統管

4、網，利用多功能算法，實時調節供氣壓力和流量。技術原理如圖 2 所示。圖2 技術原理圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）用氣流量建模預測，用氣需求預測精度5%；（2）智能分配空壓機負荷，產氣端設備空載率下降30%，能耗降低 5%20%。44.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為山東嘉富能源科技有限公司，應用單位為江蘇新時代造船有限公司。改造前空壓站無智能化管控系統，主要耗能種類為電力，年制氣規模 2.9 億立方米，單位產品電耗為 0.147 千瓦時/立方米。（2）主要技術改造內容：導入云平臺系統算法，配套高低壓溢流系統，增設智能群控系統和管網調度系統，更換高能效離心式壓

5、縮機、螺桿式壓縮機、高效低壓損干燥機，適配恒流供氣節能裝置。2022年 12 月實施節能改造，實施周期 160 天。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位產品電耗降低至 0.114 千瓦時/立方米，實現節能量 2967 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 7892 噸/年。投資額為 2255 萬元，投資回收期為 3.8 年。5（三）智慧環保島優化控制技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于燃煤機組煙氣脫硝、除塵、脫硫設備。2.技術原理及工藝技術原理及工藝通過人工智能、大數據、數字孿生等技術，針對燃煤電廠除塵、脫硫、脫硝等煙氣治理設備的運行特性，動態控制調整各設備運行狀態，實現環保島自動化運行

6、，提升系統運行效率，采用工業級設備智慧控制和故障預警技術，在實現環保島各設備穩定運行和煙氣超低排放的同時，達到智能化運維。工藝裝備布置如圖 3 所示。圖3 工藝裝備布置圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）智能控制脫硝噴氨量，脫硝還原劑（如尿素、液氨等）降耗率6%；（2）智能控制供漿調閥，實現投運后脫硫供漿石灰石降耗率4%。64.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為福建龍凈環保股份有限公司，應用單位為國家電投集團江西電力有限公司分宜發電廠。改造前燃煤機組環保島設備采用人工或 PID 控制手段，主要耗能種類為煤炭，機組年發電總量 35 億千瓦時，除塵設備耗能 486.5

7、萬千瓦時/年，脫硫設備消耗石灰石物料 3.9 萬噸/年。（2）主要技術改造內容：安裝智能服務器、交換機、通信卡件等硬件設備，鋪設線纜，DCS 組態開發，配置通信點位，在服務器內配置智慧環保島優化控制系統。2021 年 10 月實施節能改造，實施周期 1 年。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，除塵設備能耗降低至 322 萬千瓦時/年，實現節能量 510 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 1357 噸/年。脫硫設備減少石灰石消耗 2773.9 噸/年，二氧化碳減排量 1914噸/年，合計二氧化碳減排量 3280 噸/年。投資額為 596 萬元，投資回收期為 4 年。7（四）智慧互聯網工廠級能

8、源信息管理系統1.技術適用范圍技術適用范圍適用于工商業園區、企業能源管理系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝基于網格化的設計理念，以源儲網荷備為最小能源單元，電壓、電流、功率、電量為最小數據采集單元，采用分層分類層級結構設計，能夠為配電房、空壓站、冷媒站、污水站等場景實現現場管理、監測、預警，為系統用能提供全面實時監測、能耗數據可視化分析、數據可靠化管理等服務。系統架構如圖 4 所示。圖4 系統架構圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）高精度實時采樣，交直流計量精準度 0.5 級；（2）系統用能特征分辨效率高，系統響應速度2 秒。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位

9、為珠海格力電器股份有限公司，應用單位8為珠海凱邦電機制造有限公司。改造前用能設備采用人工操作，主要耗能種類為電力和天然氣，年耗電量 2000 萬千瓦時。（2）主要技術改造內容：在電力、用氣、用水、儲能等系統中設置檢測點安裝傳感器，接入智慧互聯網工廠級能源信息管理系統。2022 年10 月實施節能改造，實施周期 6 個月。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，年耗電量降低至 1980 萬千瓦時/年，實現節能量 62 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 165 噸/年。投資額為 55 萬元，投資回收期為 3.3 年。9（五）基于物聯網的智慧能源可視化監控管理技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于工

10、業企業、公共服務機構能源系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝基于物聯網技術，通過對供配電設備的狀態信號進行數據采集、存儲、計算與分析，構建由感知層、傳輸層、存儲層及應用層組成的可視化智慧能源管理平臺，實現設備運維管理、能源監控、全景地圖展示、趨勢分析、在線組態、開關控制、設備監控及電子檔案管理等相關功能，提升用戶管理配用電系統的安全性，保障用能質量可靠性。系統架構如圖 5 所示。圖5 系統架構圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）線上運維管理，能源消耗降低 3%，碳排放量降低10%；10（2）物聯網監控能源消耗及設備運維，減少運維人數50%。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：

11、技術提供單位為內蒙古成為電能服務有限公司，應用單位為清水河縣（內蒙古）蒙西水泥有限公司。改造前采用經驗法進行工序用能核算，主要耗能種類為煤炭、電力、柴油和天然氣，年設計生產熟料 150 萬噸，水泥 200 萬噸，熟料單位能耗 108.3 千克標準煤/噸，水泥單位能耗 84.3 千克標準煤/噸。（2）主要技術改造內容：安裝配電設備及用電設備安裝帶溫度電能質量監測儀代替原機械電表，設置 204 個監測點，搭建智慧能源管理平臺及智慧能源可視化監控管理平臺。2018 年 5 月實施節能改造，實施周期 2 個月。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，熟料單位能耗降至 104.2 千克標準煤/噸，水

12、泥單位能耗降至 79.9 千克標準煤/噸，實現節能量 190 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 506 噸/年。投資額為 40 萬元，投資回收期為 2.5 年。11（六）基于工業互聯網的鋼鐵企業能源管控系統1.技術適用范圍技術適用范圍適用于鋼鐵等行業能源系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝采用“大數據+機理+算法”，對用能情況進行評價、平衡預測、耦合優化分析；通過與生產工藝、設備等物質流的數據共享、信息協同，建立能源流、物質流、碳素流的協同仿真系統，實現能源與鋼鐵主體生產的深度協同優化，提出能源綜合優化方案，提高能源利用效率。系統功能架構如圖6 所示。圖6 系統功能架構圖3.技術功能特性及指標技

13、術功能特性及指標（1）能流產耗預測精準，模型精度90%；（2）動態檢測調整各工序能源消耗異常，工序能耗平均降低 0.15%。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：12技術提供單位為鞍鋼集團自動化有限公司，應用單位為鞍鋼股份鲅魚圈分公司。改造前操作站所分散，能源管理系統與相關系統無數據共享，主要耗能種類為煤炭、煤氣和電力，年生產鋼 500 萬噸，單位產品能耗為 568.8 千克標準煤/噸。（2）主要技術改造內容：改造基礎設備，遷移、整合、升級自控系統，基于工業互聯網平臺搭建能源管控系統。2017 年 12 月實施節能改造，實施周期 1.3 年。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位產

14、品能耗降低至 558 千克標準煤/噸，實現節能量 5.4 萬噸標準煤/年，二氧化碳減排量 14.4 萬噸/年。投資額為 1.2 億元，投資回收期為 2.8 年。13（七）基于物聯網控制智慧照明數字化節能技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于道路照明系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝采用基于物聯網通信的單燈控制器對智能路燈的運行參數進行采集并上傳至物聯網管理平臺進行統計和分析，根據分析結果自動尋優，對單燈控制器進行控制，實現路燈遠程智能運維。系統架構如圖 7 所示。圖7 系統架構圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）道路照明質量高，整燈光效達 140 流明/瓦；（2）單燈控制器支持

15、窄帶物聯網智能控制，管理平臺設備上線率99.5%，報警準確率99.9%。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為蘇州歐普照明有限公司，應用單位為蘇州高新區（虎丘區）城市管理局（綜合行政執法局）。改造14前蘇州市高新區道路采用鈉燈照明，主要耗能種類為電力，路燈總量 24890 盞，單路燈能耗為 1146.1 千瓦時/年。（2）主要技術改造內容：實施路燈 LED 改造，增加單燈控制器及部署控制系統。2020 年 5 月實施節能改造，實施周期 3 年。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單路燈能耗降低至 444.3 千瓦時/年，實現節能量 5433 噸標準煤/年，二氧化碳減排量

16、 1.4 萬噸/年。投資額為 7200 萬元，投資回收期為 6.2 年。15（八）建材行業碳排放智能管理技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于建材行業碳排放管理系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝該技術采用物聯網接入+實時計算的方法，實現工廠、產品和其他建筑的全生命周期的碳排放管理。為建材行業企業提供計劃、運行、履約階段的碳排計算模型和評估工具。技術原理如圖 8 所示。圖8 技術原理圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）混合云架構提升計算速度，平均響應時間2 秒；（2）平臺基礎數據庫含碳排放因子庫，基礎數據2 萬條。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為天津水泥工業

17、設計研究院有限公司，應16用單位為浙江某水泥生產企業。改造前未使用碳排放計算評估工具，主要耗能種類為煤炭、電力和熱力，日生產熟料 7500噸，單位產品能耗為 106 千克標準煤/噸。（2）主要技術改造內容：建設碳排放智能管理系統，碳排放計算基礎指標因子庫，采用 SFP+的 10 G 光纖冗余連接網絡，采取分解爐擴容、旋風筒降阻、煙室更換升級等方式改造產線。2021 年 3 月實施節能改造，實施周期 1 年。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位產品能耗降低至 103.7 千克標準煤/噸，實現節能量 6296 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 1.7 萬噸/年。投資額為 1840 萬元，投

18、資回收期為 3.6 年。17（九）基于物聯網的智能化暖通空調系統聯控調優技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于暖通空調系統。2.技術原理及工藝技術原理及工藝該技術依托物聯網、大數據、人工智能及現代控制理論，將空調技術、自控技術、物聯網和人工智能技術相結合，實時采集用能設備能耗、冷卻水蒸發、冷凝的溫度和壓力等參數，為空調系統提供能耗實時可視化、系統尋優、在線決策等功能。系統架構如圖 9 所示。圖9 系統架構圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）全物聯網化技術控制對冷源系統、末端系統，環境數據采樣周期3 分鐘，設備運行采樣周期5 秒；（2）本地控制和云計算交融，異常事件響應時間1018秒

19、。4.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為廣東塞安科技有限公司，應用單位為廣州醫科大學附屬第一醫院沿江院區。改造前醫院 2 套中央空調系統主要由人工控制，主要耗能種類為電力，空調系統年耗電量約 506 萬千瓦時。（2）主要技術改造內容：全面聯網空調，配套加裝傳感器、控制器等設備，互聯互通改造 2 套冷源系統，建設智能化暖通空調系統。2022 年2 月實施節能改造，實施周期 3 個月。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，空調系統年耗電量降低至 280 萬千瓦時，實現節能量 700 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 1862 噸/年。投資額為 450 萬元，投資回收期為 3 年。

20、19（十）暖通空調試驗室節能關鍵技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于暖通空調試驗用高精度恒溫恒濕試驗室。2.技術原理及工藝技術原理及工藝采用中央供冷制冷機組，實現在多個房間、水系統、復疊低溫機組等多個負載的精確供冷和熱回收調節。對房間溫濕度供冷端協同調節，僅依靠冷端調節即可實現溫度和濕度的精確控制。采用封裝化智能控制和多輸入多輸出控制算法，實現工況控制智能化。采用超聲波加濕替代傳統電加濕，有效解決超聲波加濕在極限高低溫下的應用難題。技術原理如圖 10 所示。圖10 技術原理圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）智能調節房間溫濕度，設備運行節能率40%；（2）多負載共享集中冷（熱）源

21、，配電容量下降40%，冷卻水需求量下降33%，機房占地面積減少30%。204.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為廣州蘭石技術開發有限公司，應用單位為山東某大型空調企業。改造前試驗室采用內外分散式配置冷機組提供冗余制冷，電加熱、蒸汽加濕補償調節，主要耗能種類為電力和蒸汽，3 匹/5 匹空調焓差試驗室 22 套，單套試驗室平均能耗為 113.2 噸標準煤/年。（2）主要技術改造內容：安裝集成中央冷源機組，更換空氣處理機組，配套冷機、空氣處理控制模塊，新增超聲波加濕設備，安裝集成熱管理智能控制算法的測試軟件。2022 年 4 月實施節能改造，實施周期 3 個月。（3）節能降碳效果及投

22、資回收期：改造完成后，單套試驗室能耗降低至 52.3 噸標準煤/年，實現節能量 1340 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 3564.4 噸/年。投資額為 840 萬元，投資回收期為 3 年。21（十一）一種離網智慧工業照明技術1.技術適用范圍技術適用范圍適用于大型工業廠房。2.技術原理及工藝技術原理及工藝采用 N-LED 技術，搭載高效驅動及精確的過零檢測，最大程度降低損耗，電源效率高達 95%。同時降低多芯片出光互相干涉，提高燈珠光效和可靠性。通過獨特的智能組網技術，內置微波傳感器+藍牙通訊模塊+微處理器+物理控制開關，可根據場景做出調整，實現功率可調、分組可控、按區域照明。技術原理如圖 11

23、 所示。圖11 技術原理圖3.技術功能特性及指標技術功能特性及指標（1）出光光學設計，整燈光效 225 流明/瓦；（2）增加納米銀發射涂層，LED 燈珠出光效率240流明/瓦。224.應用案例應用案例（1）項目基本情況：技術提供單位為廈門普為光電科技有限公司，應用單位為湖北達能食品飲料有限公司。改造前企業采用 LED 燈具照明，主要耗能種類為電力，燈具總數 8500 盞，單盞燈具年耗電量為 735 千瓦時。（2）主要技術改造內容：驅動電源改為 Boost 拓撲結構，安裝亮度物理開關、組網物理開關、微波傳感器、藍牙通信模塊和 MCU 控制器。2022 年 8 月實施節能改造，實施周期 3 個月。（3）節能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單盞燈具年耗電量降低至 70 千瓦時，實現節能量 1752 噸標準煤/年，二氧化碳減排量 4661 噸/年。投資額為 650 萬元，投資回收期為 2 年。