要約：本文は主にエネルギー消費管理システム（ECOMS）のLF 12-3海上油田への応用を検討した。まず、このシステムの応用背景を紹介した、そして、このシステムの設計原則、システム特徴、構造及び機能を詳しく述べた、エネルギー消費管理システムが海洋石油プラットフォームの生産エネルギー消費動態モニタリングとエネルギー使用効率向上における重要な役割を総括した。

キーワード：海上油田エネルギー消費管理システム、エネルギー消費動態モニタリング、エネルギー使用効率

一、はじめに

我が国の経済は高度成長を続け、それに伴う副作用も顕在化しており、エネルギー資源は日増しに緊張し、環境条件は悪化している。高エネルギー消費企業がクリーンで効率的な生産を実現するためには、エネルギー消費の監視、管理、制御システムを構築し、技術革新を利用してエネルギーの使用効率を高める必要がある。

海外の統計データによると、工業企業の年間8%のエネルギー損失はエネルギーモニタリングと維持計画の不足によるものであり、他の12%のエネルギー損失は有効なエネルギー管理と制御システムがないためである。欧米の先進的な企業は生産過程でDCSやSCADAなどのコンピュータ監視制御システムを広く採用し、エネルギーデータのオンライン監視、分析、最適化システムを高度に重視している。

現代のコンピュータ技術、ネットワーク通信技術、分散制御技術を用いて、これらの企業は完全なエネルギー消費監視と管理システムを構築することに成功した。これにより、エネルギー消費の動的プロセスは情報化、可視化、制御可能化を実現し、それにより企業の生産過程におけるエネルギー消費構造、プロセス、要素に対して精細な管理、制御、最適化を行うことができる。この総合的なエネルギー管理方法はエネルギー損失の低減に役立つだけでなく、エネルギー使用効率を著しく向上させ、企業に長期的な経済効果と環境保護効果をもたらすことができる。

エネルギー消費管理システムはオンラインで企業全体の生産エネルギー消費動態過程を監視測定し、生産過程中に大量に分散した電力使用などのエネルギー消費データを収集し、リアルタイム及び歴史データ分析、比較機能を提供し、それによって企業が生産エネルギー消費過程に問題が存在することを発見した、企業の生産エネルギー消費の運行モデルと軌跡を最適化し、企業のエネルギー消費評価、エネルギー消費管理システムを構築することにより、企業のエネルギー効率レベルを高める。

二、プロジェクトの概要

FPSOは発電所プラットフォームとして4台の原油ホストを備えている。

長期的な発展ニーズを満たすために、新しいプラットフォームには電源エネルギー管理システム（PMS）とエネルギー消費管理システム（ECOMS）が搭載されている。発電ユニットの調速と断崖絶壁特性の違いにより、並列運転時に電力網の安定運転を確保することが困難になった。両者を直接ネットワークに統合すると、電力網パラメータが変動し、電力網の安定性と信頼性に影響を与える可能性があります。電力網の安全で安定した運転を確保するために、この2種類の発電ユニットの調速と調圧特性を深く分析し、制御して協同作業を実現する。発電所電源エネルギー管理システムとエネルギー消費管理システムを通じて、プラットフォーム電力網設備全体の電力に対して統一、科学、効率的な管理とスケジューリングを行う。

三、エネルギー消費管理システムの応用と分析

3.1システム設計原則

このシステムを構築する際に、現在の最先端かつ成熟した技術を十分に融合させながら、将来の長期的な発展ニーズに着目しています。統一的な計画、配置と設計を通じて、システムの規範性と標準性を確保し、同時に重点を際立たせ、段階的に実施し、すべてのステップが穏健で効率的であることを確保した。実施戦略では、実際の需要と予算に基づいて統一的な指導、統一的な計画を行い、標準化を核心とし、優先的に核心業務を推進し、情報の共有と安全を確保する。常にシステムの完全性と投資の有効性を重視し、実用的なエネルギーモニタリング管理プラットフォームの構築に努め、重点的なエネルギー使用単位に強力なサポートを提供する。

3.1.1標準化、規範化の原則

本事業の計画と実施に際して、電子政務に関する法律法規と技術規範を厳格に遵守し、事業全体の建設と実施が業務、技術、運行管理などの多方面で入念に設計されることを確保する。特に標準化と規範化を重視し、プロジェクトの効率性、安全性、持続可能な発展を確保する。このような総合的で全面的な方法を通じて、基準に符合しながら、実際の業務の需要を満たすことができる電子政務システムの構築に努めている。

3.1.2開放性、拡張性の原則

本システムを設計する際には、既存のデバイス、ソフトウェア、および情報リソースを最大限に活用するために、システムの開放性、拡張性を十分に考慮した。この設計戦略は、システムの互換性と柔軟性を高めるだけでなく、メンテナンスコストの削減と効率の向上にも役立ちます。

同時に、私たちはシステムの将来の発展にも着目しています。インタフェースの予約と二次開発APIを通じて、システムに新しい機能を追加し、ユーザーに便利を提供した。このような展望的な設計により、システムは情勢の発展に伴って絶えず拡張することができ、時間とともに前進することができます。

特筆すべきは、システムが電子政務関連技術基準に合致しており、これによりシステムのコンプライアンスと安定性が保証される。私たちは、このような総合的な設計を通じて、私たちのシステムは現在の需要を満たすことができるだけでなく、将来の発展のために堅固な基礎を築くことができると信じています。

3.1.3技術の成熟性原則

このシステムを構築する過程で、設計理念、技術体系及び製品選択の成熟性との有機的な結合を重視する。デルの目標は、システムがそのライフサイクル内で継続的な保守性と拡張性を維持することです。最先端の設計理念と技術体系を採用し、同時に市場検証を経た成熟した製品と結合して、現在の需要を満たしながら将来の発展にも適応できる安定したシステムを構築することを目指している。このような設計の考え方は、システムが長時間にわたって効率的に動作することを確保し、技術の遅れや製品の時代遅れによるメンテナンス問題を削減し、ユーザーに持続的で安定した利益をもたらすことを目的としています。

3.1.4信頼性の原則

システムは総合的にシステム構造、技術措置、設置検査及び設備選択を考慮し、システム全体の運行の信頼性と安全性を確保した。

四、安科瑞企業のエネルギー管理制御システムの概要

安科瑞企業のエネルギー管理制御システムは自動化、情報化技術と集中管理モデルを採用し、企業の生産、輸送と消費の一環に対して集中扁平化の動態監視制御とデータ化管理を実行し、企業の電気、水、ガス、蒸気及び圧縮空気などの各種エネルギー源の消費状況を監視測定し、データ分析、掘削と趨勢分析を通じて、企業が各種エネルギー需要及びエネルギー使用状況、エネルギー品質、製品エネルギー単消費、各工程エネルギー消費、技術、作業場、生産ライン、班組、重大エネルギー消費設備などのエネルギー消費統計、同環比分析、エネルギーコスト分析、炭素排出分析を行うのを助け、企業のエネルギー管理を強化し、エネルギー利用効率を高め、省エネ潜在力を掘り起こし、省エネ潜在力評価は、基礎的なデータとサポートを提供します。

五、応用場所

鉄鋼、石化、冶金、非鉄金属、採鉱、医薬、セメント、石炭、製紙、化学工業、物流、食品、水場、発電所、熱供給ステーション、軌道交通、航空工業、木材、工業団地、病院、学校、ホテル、オフィスビル及び自動車製造、機電設備、電気製品、工具製造などの離散製造業。

六、システム構造

現場は工場内のローカルエリアネットワークとプラットフォーム通信を通じて、プラットフォームは顧客自身が配置したサーバ上に構築されている。構築が完了すると、お客様はローカルエリアネットワークに接続できる任意の場所で、権限のあるアカウントを通じてWebページや携帯アプリにアクセスして、あちこちの運行状況を見ることができます。

システムは3つの層に分けることができます：つまり、現場設備層、ネットワーク通信層、プラットフォーム管理層です。

現場設備層：主にネットワークに接続された水、電気、ガスなどのパラメトリック収集測定のための各タイプの計器などであり、この配電、水、ガス消費システムの構築に必要な基本構成要素でもある。データ収集の重責を担っており、これらの設備は当社の各シリーズの通信ネットワーク付き電力計器、温湿度制御器、スイッチ量監視モジュール及び合格サプライヤーの水量計、ガス計、冷熱量計などである。

ネットワーク通信層：フィールドインテリジェントゲートウェイ、ネットワークスイッチなどのデバイスを含む。インテリジェントゲートウェイは積極的に現場設備層設備のデータを収集し、規約変換、データ記憶を行うことができ、そしてネットワークを通じてデータを構築したデータベースサーバーにアップロードすることができ、インテリジェントゲートウェイはネットワーク障害時にデータをローカルに記憶することができ、ネットワーク回復時に中断した位置からデータをアップロードし続け、サーバー側のデータが失われないことを保証する。

プラットフォーム管理層：応用サーバー、WEBサーバーとデータサーバーを含み、一般的な応用サーバーとWEBサーバーは一体化して配置することができる。

プラットフォームは階層型分散構造を用いて設計され、詳細なトポロジ構造は以下の通りである：

七、システム機能

プラットフォームは自動化、情報化技術と集中管理モデルを採用し、企業の生産、輸送と消費環節に対して集中平坦化の動態監視とデータ化管理を実行する。企業の各種エネルギーの消費状況をリアルタイムでモニタリングし、データ分析、掘削、トレンド分析を通じて、企業がエネルギー管理を強化し、エネルギー利用効率と省エネ潜在力を高め、省エネ改造にデータ根拠を提供するのを支援する。

7.1プラットフォームログイン

ブラウザでクラウドプラットフォームのリンクを開き、アカウント名と権限パスワードを入力してログインし、不正な人が情報を閲覧しないようにします。

7.2大画面ディスプレイ

ユーザー登録に成功した後、大画面の展示ページに入り、企業及び各エリアのエネルギー消費量の割引、生産額、異常、ランキング、占有率、通信状況を展示し、エリアをクリックして当該エリアの分類エネルギー消費、生産額などの関連情報を展示する。

7.3トップページ

トップページには峰谷平用電、変圧器の状況、年間エネルギー消費傾向、単消費傾向、分類エネルギー消費などの企業レベル統計データが展示されている。

7.4データ監視

企業の各ポイントのエネルギー使用、警報などの状況をリアルタイムで監視する。そのため、企業ユーザーはリアルタイムで各ポイントの運営状況を監視することができ、同時にポイントの警報をより迅速に把握することができ、企業のピークを削って谷を埋め、負荷を調整するなどの技術改革措置にデータサポートを提供することができる。

• エネルギーリアルタイムモニタリング：水、電気、ガスなどのエネルギー消費に対してリアルタイムモニタリングを行い、エネルギー使用段階の持続的で安定した運行を確保し、配電図、エネルギーフロー図、エネルギーバランスネットワーク図、エネルギー計量ネットワーク図などの機能を表示する。

  • エネルギーフローチャート：エネルギーフローチャート上で水、電気、ガスの消費状況をリアルタイムに展示する必要がある、エネルギーパラメータがアラームを制限するほど、アラームの重要度レベルの分類を提供することができ、同時にAPPプッシュ、携帯メール、メール、釘付け、音声放送、システムポップアップアラームの提示などをサポートすることができる、

  • 配電図：配電室の実際の状況を配電図に描き、リアルタイムで接続の門限、水浸し、電気ガスなどの計器のリアルタイムパラメータ、門限水浸状態及びエネルギー消費データを展示する。

  • リアルタイム統計：リアルタイムで工場、作業場、工程、設備の当年、四半期、月、週、日、便数などのエネルギー消費値を統計する、

  • データ展示：リアルタイム曲線と履歴曲線を通じて異なる領域、異なる設備の異なるエネルギー消費パラメータを展示する、

• 検出：エネルギー警報情報を集中的に表示し、警報閾値情報に対して関連処理操作を行うことができ、警報パラメータをオンラインで設定することができ、エネルギーパラメータが警報を制限すると、警報重要度等級分類を提供することができ、APPプッシュ、携帯メール、メール、釘、音声放送、システム弾窓などの警報提示を備える、

7.5ビデオ監視

カメラにアクセスし、企業内の実際の状況をリアルタイムで把握します。

7.6変圧器の監視

各電圧器の負荷状況を展示し、変圧器の配備状況に科学的かつ合理的な計画を行うことができる。各種の運転パラメータ状態における電気的効能の比較分析を通じて、より良い運転モードを探し出す。運転モードに応じて負荷を調整することで、電力消費量を低減し、電力損失を低減する。

7.7計器のリアルタイム監視

各水電気計器のリアルタイムパラメータの変化を展示し、曲線図のように展示する。

7.8エネルギーの中央制御

すべてのエネルギーに関するエネルギーパラメータを1つの看板に集中することで、複数の次元比較分析から、各産業ラインの比較を実現し、工場全体のエネルギー消費、エネルギーコスト、標準石炭排出などの状況を指導者がコントロールするのを支援する。

7.9エネルギー統計

エネルギー使用種類、監視区域、作業場、生産プロセス、工程、工程時間、設備、班組、項目別などの次元から、曲線、円グラフ、ヒストグラム、累積図、数字表などの方式を用いて企業のエネルギー使用統計、前年同期、前月比分析、実績分析、換算比較、単位製品のエネルギー消費、単位生産額のエネルギー消費統計を行い、エネルギー使用過程における抜け穴と不合理な場所を探し出し、それによってエネルギー分配戦略を調整し、エネルギー使用過程における浪費を減少させる。

7.10コスト分析

各監視ノード（工場、作業場）の当年、四半期、月、週、日の各種類のエネルギー消費費用を統計し、その中の電気はピーク電力量、ピーク電力量、谷電力量、谷電力量及び平均電力量と平均電気料金を含む。

7.11製品単体消費統計

企業MESシステムとドッキングし、製品の生産量とシステムで収集したエネルギー消費データを通じて、製品の単消費の中で製品の単消費傾向図を生成し、前年同期と前月比の分析を行った。同時に、企業が製品の単消費状況に応じて生産プロセスを調整できるように、製品の単消費を業界/国際指標と対称化し、エネルギー消費を削減する。

7.12パフォーマンス分析

各種エネルギーの使用、消費、転換について、班組、区域、作業場、生産ライン、工程、設備などに基づいて日、週、月、年、指定時間帯の業績統計を行い、エネルギー計画または定額に基づいて制定された業績指標に基づいてKPI比較審査を行い、企業が内部のエネルギー効率レベルと省エネ潜在力を理解し、エネルギー消費が合理的であるかどうかを評価するのを助ける。

7.13運転監視

システムは区域、工程、設備のエネルギー消費に対してデータ収集を行い、設備及びプロセスの運行状態、例えば温度、湿度、流量、圧力、速度などを監視し、そして変配電システムの一回の運行監視をサポートする。動的モニタリング平面図から管理されたエネルギー消費データを直接閲覧でき、エネルギー種類、作業場、工程、時間などの次元に基づいて関連エネルギー使用量の検索をサポートする。

7.14カスタム消費電力レポート

ユーザーはカスタム・レポートのヘッダーと列を通じて、各種レポートを柔軟に生産し、企業の各ノードのエネルギー消費、単消費、コスト、総合エネルギー消費などの情報を表示し、前年同期、前月比レポートを表示し、レポートの導出をサポートすることができる。

7.15前年比、前月比

エネルギー消費コストの図形比較分析を提供し、期間（日、月、年）別の前年同期、前月比分析、分類、期間別、項目別（場所、機構、設備）統計図形比較分析（ヒストグラム、円グラフ、堆積図など）を含む。

前年同期

ループ比

7.16分析レポート

年、月、日を用いて企業のエネルギー利用状況、線路損失状況、設備運行状況、運行維持状況などに対して綿密な統計分析を行い、ユーザーにシステムの運行状況を更に理解させ、そしてユーザーにデータ基礎を提供し、ユーザーが設備異常を発見しやすく、それによって改善点を探し出し、そしてエネルギー使用状況に対して省エネ潜在力を掘り起こす。

7.17エネルギー消費設備の使用エネルギー

エネルギー消費設備の運転、停止及び異常状態を監視し、設備故障の停止による正常な生産不能を適時に解決する。

7.18線損解析

ノード、エネルギー分類に基づいて、各ノードの線路上のエネルギー損失データを調べ、エネルギーの使用過程における漏れや異常エネルギーなどの浪費問題をタイムリーに発見し、ユーザーに適時に介入するように注意する。

7.19炭素排出管理

地域別に炭素排出総量の変化傾向を統計し、同環比分析を行った。単位生産額当たりの炭素排出量を計算し、排出削減指標と結合して基準超過警報を実現し、地域の排出削減レベルを向上させ、炭素ピーク達成目標の実現を促進する。

7.20電力品質監視

高調波含有量、三相不均衡度、力率などをリアルタイムで監視し、力率が審査指標を下回らないことを確保し、罰金と設備の故障を避ける。

7.21運行維持管理

システムは設備の日常巡検計画、派遣、欠員解消、修理、派遣などの設備の運行維持管理をサポートし、運行管理者の巡検計画の制定、派遣を便利にし、巡検者は巡検を実行し、作業指示を完成し、巡検は問題の欠員を発見し、故障修理を行い、修理の進度をフォローし、日常巡検、設備メンテナンスの需要を満たす。

7.22アラーム管理

電気の正常な展開、電力制限とエネルギー消費の二重制御に対して、電気パラメータの異常警報、電気火災の隠れた危険警報、エネルギー消費量の基準超過警報、電力制限警報などを実現し、企業の早期警報を助け、火災事故の発生と罰金によるエネルギー使用コストの高すぎを回避する。分類アラームをサポートし、アラームの配布と閉ループ処理を行うことができる。

7.23エネルギー消費量の写し表

時間帯CC計器のCC値および差分値をカスタマイズでき、CCの分類セクションをカスタマイズできる。

7.24エネルギー消費量分析カスタム時間コピー

期間内の各トポロジノードの消費電力値をカスタマイズすることができ、CCの消費電力値の分類セクションをカスタマイズすることができます。

7.25需要予測レポート

容量需要量報告書を提供し、容量需要量価格の変化状況をリアルタイムに展示し、企業が容量改革需要を実現し、基本電気料金を下げるのを支援する。

7.26複素レート・レポート

尖、峰、平、谷の電力使用量とコスト費用に対して統計分析を行い、企業の時間と時間を分けて電力を使用し、コスト効果を最適化するためにデータサポートを提供する。

7.27文書管理

国家基準、エネルギー管理制度、エネルギー指標体系などの文書をアーカイブし、関連文書を迅速に検索することができる。計器台帳をシステム管理し、ファイルのアップロードとダウンロードをサポートする。

7.28 3 D可視化大画面

シーンに対して仮想シミュレーションを行い、各エリアの運行とエネルギー消費状況を展示し、階層プレビュー、転場展示、スタイル切り替え、知能巡検などの効果を実現でき、モデルと監視ポイントのカスタムバインディングをサポートする。

7.29 3 Dサブシステム

各動力サブシステムに対して仮想シミュレーションを行い、サブシステムの動力パイプライン、設備のリアルタイム状態及びエネルギー消費状況を展示し、動的なエネルギーフロー効果を実現することができる。

7.30工業構成

パターン化された編集方式で組合せ図をカスタマイズし、設備の運転状態とエネルギー消費状況を展示し、カスタム素材とバインディング監視データをアップロードすることができる。

7.31カスタムコックピット

図形化された操作方式でコックピットをカスタマイズし、折れ線図、円グラフ、表などの図形で収集データ及び各種統計データを展示することができ、データソースはAPI、データベース検索、MQTT、Excelなどの方式を含む。

7.32基礎データ管理

システムのプロジェクト、検出器、設備型番、電気パラメータ、ノード、エネルギー、公示、および関連パラメータの配置、修正、削除などの管理、ユーザー追加と授権管理、契約管理を行う。

7.33携帯アプリ

APPはAndroid、iOSオペレーティングシステムをサポートし、ユーザーがエネルギー分類、地域、職場、工程、班組、設備などの異なる次元に基づいて企業のエネルギー消費、生産ラインの比較、効率分析、同環比分析、エネルギー消費の割引、イベント記録、運行監視、異常警報、配電図、プロセスフロー図、エネルギーフロー図を把握するのに便利である。

7.34知的財産権証明書

八、システムハードウェアの配置

九、結論

以上のように、エネルギー消費管理システムは新型のエネルギー管理ツールであり、LF 12-3油田のインテリジェント化デジタル油田建設の重要な構成部分である。エネルギー消費データの収集、分析、標的化を行うことにより、海上油田のエネルギー消費量の全面的な監視と最適化管理を実現した。このシステムのLF 12-3油田への応用はエネルギー利用効率を高め、運営コストを下げ、会社の経済効果を高め、省エネ・消費削減のイメージを確立し、エネルギー消費管理システムの海上油田での大規模な応用に参考を提供した。将来、情報化技術の絶えずの発展に伴い、海上油田のエネルギー消費管理システムはますます改善され、海上油田の省エネ・排出削減活動に良好な支持ツールを提供するだろう。