优化方案数学2022版参考答案必修二（优化方案数学2022版参考答案二轮）

企业能源管理系统优化方案的设计及应用

摘要：能源管理系统的技术日趋成熟，在企业的应用愈来愈广泛，但是目前企业能源管理系统建设还处于初步发展阶段。为了促进能源管理系统在企业的建设和应用，本文对影响能源管理系统在企业建设和使用的因素进行分析，并提出优化方案。

关键词：能源管理系统；节能；影响因素；优化方案

一、能源管理系统相关介绍

（一）能源管理系统的定义。能源管理系统是一种基于网络、计算机等先进技术的现代化能源管理工具和平台，通过动力能源过程监控、信息管理和统一调度，确保能源管控的科学性，来实现降低单位产品能源消耗，提高能源利用效率，提高经济效益的目的。

（二）建立能源管理系统的必要性。近年来，人类对于能源的需求日益增加，但世界能源问题却越来越严峻，能源的短缺和环境的污染对社会的发展和经济的发展都产生了阻碍，所以推进能源节约，提高能源利用效率，开发利用新能源，促进能源与环境协调发展已经成为当前时代之重。而企业作为国家耗能的主体，加强能源管理，实施节能减排措施势在必行。

二、影响企业能源管理系统建立和使用的因素

目前，在企业建设能源管理系统还处于初步发展的阶段。为了促进能源管理系统在企业的建设和应用，进一步为企业增效，为国家节能，本文对影响企业能源管理系统建立和使用的因素进行了分析，希望在此基础上提出切实可行的优化方案，帮助企业进一步完善能源管理系统的应用和管理，响应绿色治理的号召，更节能降耗。通过对现有文献的阅读，可以发现企业是否建立能源管理系统，主要受企业外部环境和内部环境两个方面因素的影响。

（一）企业外部环境。外部环境因素可以概括为政治环境、经济环境、产业环境三个方面。

1、政治环境。我国有组织有计划地开展节能是在1979年，之后陆续出台了一系列与节能降耗和能源管理相关的通知、条例、政策和法规。如，《中华人民共和国节约能源法》的出台，提高了全社会的节能意识；《国务院关于加强节能工作的决定》的发布，明确了企业能源管理的工作方向；于2011年1月1日起正式实施的《关于促进节能服务产业发展增值税、营业税和企业所得税政策问题的通知》，在一定程度上鼓励了节能服务企业的发展，也促进了高耗能型企业与节能服务型企业的合作。随着国家对节能减排的大力宣传和相关减税、补贴政策的推出，很多企业都意识到了节能降耗对企业提升经济效益和长期发展的重要性，不断加强企业的能源管理。

2、经济环境。能源是企业进行生产生活的必要条件。尤其是在能源密集型企业中，能源消费成本占总成本的比重是较大的，一般可达15%~20%。因此，能源成本的高低直接影响企业的经济效益。高昂的能源价格可能会使企业负担加重、经营困难，但有效的能源管理会帮助企业节约成本、提高利润，大大提高了企业进行能源管理和建立能源管理系统的积极性。但由于我国目前的能源结构不合理，经济、资源与环境之间的矛盾十分突出，市场上能源价格波动较大，给能源管理带来了不利影响。

3、产业环境。在节能减排的大力宣传下，诞生了一种新兴的节能服务产业（简称ESCO）。在西方发达国家，节能服务公司发展较早，而在国内，节能服务公司是从1997年才开始逐步发展的。根据发布的《节能服务产业发展报告2019》，至2019年，中国节能服务企业数量已达6，547家。随着节能服务产业的迅速发展，节能服务模式越来越多样化，更好地适配不同企业能源管理的需求，能源管理系统在企业的应用也愈来愈广泛。

（二）企业内部环境。内部环境因素主要可以分为经济因素、设备因素、监管与修正因素。

1、经济因素。经济因素对能源管理系统（简称EMS）的影响主要在建立和发展EMS的成本以及EMS对企业带来的效益两个方面。成本高低与能源管理系统发展程度负相关，而效益高低与能源管理系统发展程度正相关。

（1）成本。调研发现，在企业内部建设能源管理系统主要有两种方式，企业往往会综合考虑自己对能源管理的目标需求和建设能源管理系统的成本来确定具体的方式。

①第一种方式：与节能服务公司合作，由节能服务公司为企业提供能源效率诊断、项目设计、设备安装和一系列后续等服务。企业不必再担心能源管理，只需从获得的节能收益中支取一部分作为报酬支付给节能公司。但这种方式成本较高，主要适用于能源成本占总生产成本比重较高的企业。

②第二种方式：企业自主设计研发信息化能源管理系统，这种方式下，能源管理系统的建设不够专业，有较大改进的空间。这种方式成本较低，主要适用于能源成本占总生产成本比重较低，并且能源管理不是其主要目标的企业。

（2）效益。建立能源管理系统之后带来的效益高低，会影响企业关于是否建立能源管理系统的前期决策。下面，以我们具体调研的江苏某医药有限公司为例进行分析：

①显性效益：主要为使用能源管理系统（EMS）后能源成本的降低。江苏省工信厅要求能源每年耗用1万吨标煤的企业做能源管理体系认证，因而大多数制药企业建立起能源管理体系，开始走向建设EMS的道路。然而，制药企业能源成本占总成本的比值仅为5%~6%，EMS固然可以在生产过程中节约能源，但产生的经济效益微乎其微，建立EMS的成本又相对高昂。能源管理系统的显性效益微乎其微，使得制药企业使用EMS普遍缺乏积极性，大多迫于政策。

②隐性效益

A.管理方面。通过能源管理系统的自动化数据信息采集，提升了数据的实时性和准确性，有利于实现能源精细化管理和宏观调控。如：对该企业A部门近两年每个月用电的情况做详细的统计，将其与生产情况进行对比，可以清晰地反映该部门能源使用效率，从而在部门内部实现精细化管理。对比该企业2018年和2019年水、电、蒸汽使用情况，结合企业年产量可以在宏观上对能源使用情况进行评估和调控。

B.财务方面。依据EMS获得的数据对企业生产过程中的能源进行成本分摊，分摊到每一个工艺进而吸收到每一类产品的成本当中，使得产品定价更加科学，同时促进生产工艺的改进和高耗能设备设施的更新换代。科学准确地将能源成本分摊到各部门，分析各部门和生产车间的能源消耗情况，通过确定能源使用计划，实现各部门和生产车间能源成本控制。

效益是影响企业建立能源管理系统意愿的重要因素，是企业建立和使用能源管理系统的动力源泉。在研究过程中，我们发现大部分制药企业只着眼于显性效益而忽视隐性效益，致使企业缺乏建立和使用能源管理系统的积极性。

2、设备因素。能源管理系统的理论上结构划分为三个层级：能源管理层、监控层和网络通信层。能源管理系统的运行器、传感器、执行器等众多仪器设备运用了IOT、大数据技术等先进的前沿科学技术。

能源管理系统的运行情况在很大程度上取决于设备的情况，而能源管理系统设备又受到硬件和软件两个方面的制约。

（1）硬件方面：能源管理系统所使用的设备、技术越先进，所涉及的设备种类越广泛、规模越大使得其成本也更高，与此同时，也给系统功能带来了的巨大改善。一些早期就投入能源管理系统使用的企业也因为其使用的设备老化没有及时更新换代而使得其系统监控管理变得困难且没有时效。

（2）软件方面：能源管理系统的软件受开发者的技术水平所限，开发出来的系统在稳定性、安全性以及给用户功能使用的体验感方面参差不齐。软件功能结构越复杂、系统越稳定，所需投入的开发、维护人员就越多。因此，需要在实践中根据具体所需不断地更新软件系统，保持其操作的流畅性和针对性，使其功能更加贴合现实所需。

3、企业内部监管与修正因素

（1）能源管理的监管和修正对于能源管理系统的影响。①通过对企业能源管理体系的监管，能够让企业更充分地了解本企业在一定阶段的用能状况，并及时发现问题。完善的系统修正机制是企业及时解决问题的工具，从而解决现行能源管理系统中出现的问题，更好地完善能源管理系统，并及时对系统进行更新。②能源管理监管的落实程度和数据的有效性决定能源管理系统的使用效率，及时的设备监测和数据分析能够让企业能源管理系统的运行更加流畅，并及时发现使用中的技术和设备问题，而形式化的监管并不能对企业能源管理系统的使用起到实质性的作用，在效益上也大打折扣。③能源管理系统修正的及时程度决定能源管理系统在监管和企业需求中发现的问题解决能否被及时解决，能否适应不断变化的环境要求，如：企业的产能结构变化、政策等相关要求的变更、具备能源审计资质的部门使用的方法程序变换。

（2）影响企业内部对于能源管理系统监管和修正的因素。①能源管理的监管主要受用能企业的需求影响。不同类型的企业对能源管理监管的需求不同，高耗能型企业对能源管理更为重视，对能源体系的监管更为严格；低耗能企业对于节约能源成本的要求并不高，监管也主要集中在水电等常用生产办公能源。②影响系统修正的因素有：管理层认识不足：对能源管理不够重视，系统实施效益不明显；有关政策法规变更：现行系统不满足近期法律法规要求；技术升级换代：能源审计技术和使用方法与现在具备能源审计资质的部门使用的方法程序不一致等；需要资金设备变化：变化对开展能源审计需要的资金产生影响，能耗计量设备发生变化、企业发展中的产能结构变更需要投资改变节能系统。

三、优化方案

（一）针对企业外部因素的优化方案。继续完善相关政策和法规，加强对企业能源管理的要求，提高企业的能源管理意识。推动能源价格改革，制定合理的能源价格政策来保证能源价格的稳定发展。鼓励节能环保产业发展，积极促进节能服务公司与对能源管理有需求的企业之间的合作。

（二）针对企业内部因素的优化方案

1、针对经济因素。（1）让企业认识到节能不仅是国家的要求，更是企业的社会责任。用长远的目光看，建设EMS是能源管理发展的必然趋势，越早建设和发展EMS，就可以越早地享受EMS带来的经济效益。（2）让企业管理层充分认识到EMS带来的隐性效益，例如EMS带来的能源信息可用于改进生产工艺、优化企业内部控制等，从而提高建设和发展EMS的积极性。（3）考虑企业需要进行能源管理部分的重要性和紧迫性具有差异，可实行逐阶段、分部分进行能源管理系统的建设，将成本进行分阶段的切割，以减少资金压力。

2、针对设备因素。优化能源管理系统要坚持两个核心———“先进技术”和“先进设备”，考虑到能源管理系统规模成本、操作灵活性、稳定性、安全性等，在其具体的开发过程中尽量采取更加个性化、人性化的系统开发策略以及相应配套的先进设备。

3、针对企业内部监管与修正因素

（1）监管方面。①对系统信息、基础信息、计量信息、设备检修、数据、统计分析报告的管理根据企业需求相应变更。利用科学的统计手段对不同量级的能源信息进行及时分析，发现潜在的能源浪费。②通过数据分析明确节能目标，满足企业节能需求和国家节能要求。③建立数据共享平台，不同企业之间对能源管理问题进行交流分析。

（2）系统修正方面。①对能源管理部门的人员进行培训，高层领导参与能源管理规划，提高管理层对于能源管理的重视程度。②详细了解相关政策变更，对企业能源消耗进行规划并及时调整。③聘请相关领域技术专家进行咨询指导和培训，对已有的能源管理成功案例进行分析。④通过和主管部门的沟通协调解决资金问题，向高层和政府相关部门汇报，通过对企业能耗的合理分析，购入相关设备。

四、安科瑞能耗监控系统介绍

Acrel-5000能耗在线监测系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源审计，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上人民政府管理节能工作的部门报送能源审计报告。

（一）平台结构

Acrel-5000能耗在线监测系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立如下层次结构：

（二）平台功能

1、系统可按使用年份统计建筑物各分类能耗——电、水、气、集中供热、集中供冷以及其它能源消耗量，自动折算成相应的标准煤消耗量，从而反映建筑物当年各分类能耗用能和综合能耗。系统以饼图形式展示建筑4大用电分项能耗的占比情况。系统以曲线图形展现各类能耗的消耗的消耗趋势，便于业主方实时直观掌握能源消耗情况。

2、系统可以根据分类能耗的支路名称查询用能情况，显示当日和当月的用能峰值。显示当日用能、当月用能、当年用能与昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比较情况。以条形显示过去48小时、31天、12个月、3年的能耗情况。右上角显示过去15分钟曲线（电表显示功率曲线，流量表显示流速曲线）。

3、系统依据建筑物能源消耗的分布情况进行能耗计量点的选取和设置，使得能耗监测系统可以覆盖整个建筑物。系统使用者可通过相关界面调取该建筑物各能耗节点的能耗统计报表，减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差。

4、系统依据住建部分类分项能耗数据采集导则，将建筑物耗电分为照明插座、空调、动力和特殊用电进行计量装置选型和设置，并按用能区域或功能区域等划分并进行统计，以报表和同、环比棒图形式展现该区域的能源消耗。

5、系统可针对能源消耗量大的设备或区域进行准确定位，便于管理层制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的有效执行。为用能设备建立运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。

6、系统提供分级权限管理功能，对具备权限用户提供开放的信息维护接口，用户可自行对建筑和系统监测范围内计量点的信息进行增、删、改和查询，建筑物信息包括建筑类型、建设年代、建筑面积、建筑物人员数量等。系统还对无法自动采集的计量信息提供手动录入功能，便于使用者掌握建筑物总体能耗情况。

（三） 数据上传

安科瑞能耗在线监测系统按照用能单位能耗在线监测系统技术规范定义的系统平台接口协议规范的要求，将用能企业的基础信息、计量器具信息、用能数据及能效数据上传至省级或国家平台，上传数据经过HTTPS协议加密传输。如果数据传输失败或超时（网络故障），将重发数据，直至接收成功反馈消息。

（四）能源计量表具选型

五、总结

虽然我国一直在加强能源管理，但是我国的能耗水平还是比较高的。前述可知，对于企业能源管理系统的建设，相较于外部环境因素拥有具体的法律法规，可以对企业构建能源管理体系，甚至是建立能源管理系统提出明确的建议或要求，企业内部能源管理工作更难落实。

企业要增加效益，国家要降低能耗，就在企业内部能源管理上管出成效。除了国家层面上继续完善法律法规，加强对能源统计的统筹协调，还要提升企业对能源管理系统带来的隐形效益的认识，使国内企业不断增强对能源管理系统的了解，提高建设能源管理系统的积极性，同时对国内外在能源管理系统建设上较为成功的企业案例进行研究学习。

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