能源管控与节能方法篇1
关键词：节约型成本控制成本管理模式构建
中图分类号：F：275文献标识码：a
一、企业的成本控制
（一）成本控制的含义
近年来，随着国内经济的发展和国际市场的融合，企业管理者在生产过程中逐步认识到了成本控制对于降低能源消耗和提高企业效益的关键作用。成本控制是企业生产经营活动中的重要管理手段之一。成本控制的概念最早出现在上世纪的三十年代，其目的是为了降低企业的生产成本，实现更高的经济效益。目前，成本控制逐渐发展为现代企业管理中的重要部分，其核心作用也逐步扩大到对生产过程的控制、生产差异的调整和产品质量的监控和为战略发展提供依据等诸多方面。
日常的成本控制工作主要由成本计划的提出、成本预测与决策、成本控制执行、成本控制核算、成本考核与分析等环节构成。为了实现成本控制在管理上的作用，建立成本控制标准与控制制度、落实成本控制方法、执行成本控制考核办法是实现成本控制的主要手段。
（二）节约型成本控制的意义
在我国经济快速发展的背景下，自然资源和能源承载力已经逐渐成为制约国家经济和社会的持续发展的突出问题。因此，为了实现社会和经济的双向可持续发展，国家提出了建立资源节约型国民经济体制和资源节约型社会的全面部署。现如今，我国人口众多、资源缺乏、环境承载能力趋近极限的基本国情决定了当前经济的发展一定要走上高效、节能、持续发展的道路。
加工企业属于制造业的范畴，是我国国民经济的支柱型产业的重要组成部分。因此，在节约型经济体制的背景下，企业在资源不断紧张的经济大环境中要求得发展，就要在资源和能源的消耗上走上有计划、可持续的发展道路。实行节约型的成本控制管理办法成为了企业转变生产模式的首选。节约型成本控制要求企业在加工过程中，在成本控制中要以降低资源损耗和能源投入同产值效果的比例，通过降低生产成本的投入实现企业经销效益的提高。在企业生产过程中，要减少不必要的资源浪费，让每一份成本的投入都能取得相应效益的回报，从而实现成本的节约。节约型成本控制能够指引企业在越来越紧张的资源与能源环境中找到高价高效的经营模式和发展道路，有助于实现企业在未来经济环境下的战略转型。
二、节约型成本控制模式的构建
（一）建立以节约为核心的企业文化环境
在当前的企业生产活动中推行节约型成本控制，要从建设节约型企业文化环境入手，让节约思想渗透到企业核心文化中去，才能让节约理念融入到企业日常的经营生产的过程中去。企业的文化环境决定了企业管理者在企业工作管理模式、企业价值观和企业战略目标的制定。节约型的企业文化观可以保障企业在执行成本控制工作时将节约管理的理念同企业的经营策略相结合，制定出以节约思想为中心的在不同生产阶段的管理方针。例如，根据企业生产类别，通过企业文化活动的宣传和管理者生产管理政策和方针的制定，可以有以年度生产目标为单位，逐渐推行以节约生产为主题的活动，让节约理念自上而下地深入到企业生产线的各个角落中去，从而起到加速节约管理的实现。文化的推广可以促使企业核心生产理念的成长。企业节约型成本管理的实行要从培养以节约为核心的企业文化开始，加速企业管理环境的建设，为节约型成本管理的实现提供必要的基础条件。
（二）逐步推进节约型成本控制范围
成本管理是现代企业科学化管理手段之一，企业生产中成本控制与管理工作不但要集中在企业生产的作业流程，而是要将节约型成本控制理念扩大到企业组织生产活动的全过程中。从企业生产的项目立项，到生产预算与决算工作的实行，再到企业具体生产实践的落实，都要从节约的理念出发，在保障和提高产品质量的前提下，通过加强管理和生产方法创新的模式，实现生产成本的降低。节约型成本控制的核心是在企业的生产过程中避免时间和资源的浪费，在尽量少的成本消耗的基础上，完成既定的企业生产目标。
（三）以创新技术为节约型成本控制的手段
要实现企业节约型成本控制理念，就要确保成本控制思想在成本控制管理中的落实。为了避免部分企业走入节约就等于降低产品生产的投入的误区，坚持以创新为发展动力的成本控制办法，在节约核心理念的引导下逐渐走上学习型和创新型的企业生产模式。因此，要实现节约型的成本管理首先要从企业产品研发设计环节出发，采用较低成本的原料和先进的生产技术；其次，在原料的采购过程中，企业要加强对对市场的了解和价值规律的分析，通过对上层供应链的管理和优化，实现采购成本的降低；在此，在生产制造过程中加强对生产过程和生产工艺的监管，避免不必要的浪费，可以有效地实现企业生产成本控制的目的。以上三个环节，在企业节约型成本控制管理中成为了一个相互联系、相互作用的整体，共同作用于成本控制的目的。
三、节约型成本控制工作的开展与落实
（一）扩大成本控制范围，逐步实现全面成本控制模式
随着现代经济的发展，成本控制的范围已经不再局限于生产活动本身，而是在逐渐向采购、研发和销售延伸和转移。为了实现节约型成本控制目标的真正意义上的实现，就要从多方面入手，以市场的行情与信息为依托，以节约管理为手段，结合日常管理中企业的资源状况，将节能、降耗、减排融入到生产与管理的理念中去。在生产实践过程中，要实现节约型的成本控制，就要通过有效的管理制度将成本控制理念落实到产、营、销的各个方面，通过多方面全方位的成本控制与管理办法，逐步在企业中实现成本控制模式。
（二）加强成本控制组织体系建设，避免无效成本出现
成本控制的过程不单单是企业领导和生产管理者的任务，而是每一位员工应尽到的责任。完善成本控制的组织体系，是避免生产管理僵化导致无效成本和成本浪费现象主线的重要手段。例如，企业的闲置资源和产品挤压一直是生产成本过高的主要原因之一。为了解决这一问题，在日常生产管理过程中，就要逐渐推广“零库存”为主导理念的指导思想，制定企业生产物资调剂、限购等措施，对企业的生产线及生产各部门进行清查工作。除了实现零库存的生产管理办法外，加强对生产中的资源利用情况的监察、盘点和记录工作也能够及时有效地避免生产过程中资源的丢失和浪费现象。通过避免生产中无效成本和资源浪费的现象，可以加强企业资源的利用效率，从而实现成本节约和控制的管理目的。
（三）开展预算管理工作，加大企业管理监督职能
财务部门在成本控制与管理工作中起到了重要的作用。因此，加强财务部门相关工作能力对于实行成本节约和控制工作有着重要的意义。随着现代化的财务管理办法的引入，运用科学专业的财务管理办法，通过对市场的信息和走向进行分析和整合、理清成本控制阶段责任区域划分，制定出覆盖实际生产过程的预算管理制度。同时，在成本预算管理过程中，要加大管理的监督职能在成本控制上的作用。通过成本控制与设计计划和经费估算报告的拟定、企业制造成本预算小组的成立、成本变化的实施监控的手段，都能够有效地加强预算在成本控制中的作用。只有通过合理的预算管理办法，才能够自上而下地将节约管理的办法落实到生产活动中去，从而有效地提高成本控制与管理工作的效率。
（四）将成本控制同企业考评机制结合起来
在企业生产过程中，要想真正意义上实现节约型成本控制管理目标，在实施成本管理内容的基础上，还应想办法加强控制工作在具体生产实践活动中的落实情况。企业生产成本的节约，不能只依靠管理，而是要将责任交托给基层的生产制造人员。在定期举办节能、降耗新理念和新方法学习的基础上，企业管理者为了确保节约思想在生产过程中的落实工作，可以将节约管理同基层生产者的绩效和考评机制结合起来，通过一定的激励手段和奖惩办法，敦促每一位生产人员提升专业技能、加强学习动力、分享节约经验、鼓励创新精神来实现生产节约和成本控制工作，在实现成本节约的基础上，增强企业整体的生产效益和创新水平，逐步增强自身在市场中的综合竞争能力。
随着绿色经济和可持续发展经济理念在市场中的全面渗透，企业在生产过程中只有通过实现节能、降耗的生产与管理模式，才能不断增强其在市场发展中的生存与竞争能力。以节约为核心的节约型成本控制管理可以有效地实现企业制造效益的最大化。因此，节约型成本控制办法不但要在企业的生产过程中逐步推广与健全，更加要涉及覆盖企业管理中研发、设计、采购、生产、营销等各个方面，从而提升成本控制在实际经营管理中的有效性目标。
参考文献：
[1]王普查，李斌.循环经济下企业价值流成本控制创新研究[J].华东经济管理，2013（11）：137-140.
[2]石盛林.技术创新对成本领先战略的影响机理研究[D].南京航空航天大学，2014.
能源管控与节能方法篇2
关键词：智能建筑节能效益
1商业建筑的耗能概况
据有关统计，写字楼和酒店等商业建筑中空调、照明、电梯等系统的耗能情况大致如下：①空调：写字楼空调耗能占总耗能的比例平均为60%，其下限为50%，上限不高于70%；酒店HVaC（热、通风和空调控制）耗能占总耗能的比例为44%。②照明：写字楼照明耗能占总耗能的比例为23%-55%，平均26%；酒店照明耗能占总耗能的比例为29%。③电梯：写字楼耗能占总耗能的比例为8%，酒店电梯耗能占总耗能的比例为10%。
2智能建筑的节能措施
2.1提高室内温湿度控制精度
室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。据美国国家标准局统计资料表明，如果在夏季将设定值温度下调1℃，将增加9%的能耗，如果在冬季将设定值温度上调1℃，将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为：温度为±1.5℃，湿度为60±5%的变化范围。
传统的建筑由于没有采用楼宇自控系统，往往造成夏季室温过冷（低于标准设定值）或冬季室温过热（高于标准设定值）现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的，同时也浪费了能源。采用了楼宇自控系统的智能建筑，不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外，还可以根据室外温湿度的和季节变化情况，改变室内温度的设定，使之更加满足人们的需要，充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高，不但舒适性越好，同时节能效果也越明显。
2.2新风量控制
根据卫生要求，建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多，将增加新风耗能量。以上海地区酒店为例，在设计工况（夏季室外温26℃，相对温度60%，冬季室温22℃，相对湿度55%）下，处理一公斤室外新风量需冷量6.5kwh，热量12.7kwh，故在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。
新风量应该根据室内允许Co2浓度来确定，Co2允许浓度值一般取0.1%（1000ppm）。采取固定新风量的方式是不够精确的，因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况，室外空气中Co2浓度是变化的，同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化，所以最为合理的方式是根据室内或回风中的Co2浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足这些控制要求。
2.3机电设备最佳启停控制
对于办公和商场等建筑夜晚是不需要空调的，自然在夜里是不需要开空调，为了保证工作开始时室内环境的舒适，就需要提前对建筑进行预冷、预热，另外室内温度是惯性很大的被控对象，提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，楼宇自控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的空调启停宽容时间，达到节能的目的；同时在预冷、预热时，关闭室外新风风阀，不仅可以减少设备容量，而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。
在商业建筑中照明的能源消耗要占整个能源消耗的很大部分，其中公共照明最容易产生能源浪费，对这些照明设备实行定时开关控制，甚至按照作息时间和室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制，可以极大降低能源消耗。
在实行多种电价的地区，利用楼宇自控系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。
2.4空调水系统平衡与变流量管理
空调系统的节能控制算法是智能建筑节能的核心，通过科学合理的节能控制算法，不但可以达到温度环境的自动控制，同时可以得到相当可观的节能效果。
空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换，因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关，同时更与冷热供水流量与热效率相关。通常在没有采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理时，常规的做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法，结果温湿度控制精度很差，能量浪费也是极其明显的。这是由于在恒定的供回水压力差之下，自平衡能力很差，流量值与实际热交换的需要量想差甚远，往往因而造成温湿度失控，能量浪费和设备受损。
通过对空调系统最远端和最近端（相对于空调系统供回水积水器而言）的空调机在不同供能状态和不同运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知空调系统具有明显的动态特点，运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节着各台空调机的电磁阀，控制流量进行相应变化，因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中，为了响应这种变化，供回水压力差必须随之有所调整以求得新的平衡。应通过实验数据建立变流量控制数学模型（算法），将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。
2.5克服暖通设计带来的设备容量冗余
目前我国绝大多数暖通系统，为了保证能在最不利的环境情况下正常运行，在设计时往往采用静态方法计算负荷，而且还乘以较大的安全系数，以至于在设备（如制冷机组、冷冻水泵、冷冻水泵、风机等）选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统，一年之中的负荷绝不是均匀分布的，即使是一天之中的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会造成能源的浪费，而这种冗余是很难用人工监控的方式加以克服。由于智能建筑科学地运用楼宇自控系统的节能控制模式和算法，动态调整设备运行，有效地克服由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而造成的能源浪费。
2.6能源管理系统的应用
开发能源管理软件，建立能源管理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成。安装于各种基本的空调设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。
首先，由各种计量仪表采集的设备运行原始数据，通过数据传输通道传输到中央处理器，利用软件程序对其进行分析整理，从而建立系统高效低能运行数据库并集成在能源管理系统软件中，为以后的能源管理提供基本依据。
然后，在空调系统的运行过程中，各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器，通过软件程序的对比分析，拟合出系统的运行曲线，从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常，系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线，自动确定故障部位、发出声光报警信号，通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。
此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线，为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据，提高管理人员的节能意识。
3节能的经济效益评估
3.1节能效益评价内容与方法
智能建筑的节能是指智能建筑内能源的消费和合理利用之间的平衡关系。衡量一个建筑智能化系统的节能的经济效益应该包括二个方面的内容：一方面是节能设计的范围、类别，是仅仅考虑了直接节能、还是包含了广义节能？是否具备潜在节能？另一方面是节能的实际效率和深度。节能效益到底有还是没有、高还是低？这些都是判别建筑智能化系统实际功效的重要指标。通常建筑物节能的内容和对象包括建筑设计、空调系统、照明与设备，智能建筑节能不但包括原有传统建筑所采用的节能方法，更重要的是采用先进的科技来达到更准确的调整和控制，即"主动节能"。
智能建筑的节能效益评价可以考虑的内容与方法推荐表见下表。
系统
评价项目
评价测定内容
评价方法
空调系统
耗能量
耗电量、燃料耗量的测定
与同用途的其它建筑物比较与基准值比较
二次侧负荷分布
对代表二次侧负荷的量和变动的测定，把握热负荷的实态，研究设备系统有效利用的方法
与其它建筑物热负荷量比较
模拟二次侧负荷分布
根据实际的房间使用状态、设备工作状态进行负荷计算并对热源设备的容量验证
与其它建筑物的热负荷比较计算值与实测值的比较
冷热水、冷却水的温度、流量
调查系统是否处于健全的状态
与设计值、基准值比较
空调机的送风量、送风温度
调查输送动力的低减化
与室内实测数据对照，与设计风量比较
风量平衡
明确空调域和非空调域之间热量的传递
与不同用途的正压、负压要求对照
新风量
明确新风量的过量或不足
与设计值比较
风系统的阻力
风阀、盘管、过滤器、静压箱、弯头等部位实测阻力损失，探明阻力过大的原因
与基准值比较设计风量与实测风量的比较
水系统的阻力
盘管、阀门、过滤器、阀门开度等部位实测阻力损失，探明阻力过大的原因
与基准值比较设计水量与实测水量的比较
建筑电气
变压器的负荷率调查
变压器的集中和容量降低的可能性
以平均负荷率50%为标准
节电设备的利用
节能型变压器、电容器、照明器具、信号灯等利用的可能性
根据运行费的降低程度进行综合
合适的照度
各房间取若干代表点作照度测定
与规范比较
昼光利用可能性
有采光窗的房间中作白天消灯、减灯可能性调查
与规范比较
引导灯消灯可能性
引导灯消灯可能性调查
费用效果比评价
有可能用时间表控制的设备调查
根据运行记录和现场观察
根据运行费的降低额度进行综合评价
利用深夜电力可能性
热水器的用水量和需用热水的时间分布
根据运行费的降低额度进行综合评价
给排水
给水使用量
查明过剩用水量、用途不明的水量
与设计值比较，与同种用途的其他建筑物比较
给水水量、水压的测定
实测给水阀门的开度情况调查
根据测定结果进行校核，与设计值比较
供热水热源的效率
测定热水锅炉效率调查负荷率，确认锅炉节能措施
与竣工数据比较与新设备比较
供热水温度
测定热水供水温度，测定隔热材料传热系数
与末端容许最低温度比较
供热水量、供热水压力
测定末端供热水栓调查热水器具的使用率
与容许供热水量、水压的比较
供热水循环泵运行方法
研讨供热水循环泵的间歇运行化、部分热水供应的停止、切换到局部供热水方式
与正确循环量的比较
雨水利用的可能性
调查当地降雨量根据建筑物形态计算集水量
研究费用效果比
3.2空调系统节能系数的计算
评估空调系统节能效果的好坏，单从设计情况来考虑是不够的，还需要计算空调系统的全年总耗能量。主要计算方法为当量运行时间法。
当量运行时间（τ）的定义是：全年空调冷负荷（或热负荷）Q与制冷机（或锅炉）最大出力q的比值，即：
τ=Q/q
负荷率ε是全年全年空调冷负荷（或热负荷）Q与空调系统在累计运行时间内总的最大出力之和的比例，即：
ε=Q/qt
式中t为空调系统累计运行时间。
结合二式后得：
ε=τ/t
式中：τ为采取节能措施后空调系统当量运行时间，而t为未采取节能措施前空调系统实际运行时间。因此，ε可用于衡量空调系统的节能效果，空调系统节能系数的计算公式为：
η=100%-ε
4工程实例
宁波港务局北仑港区国际集装箱码头综合楼智能化工程主要内容包括：①楼宇自控系统，包括空调系统、变配电系统、电梯系统、照明控制系统及给排水系统的自动化监控；②火灾自动报警与消防联动控制系统；③保安管理系统；④背景音乐与紧急广播系统；⑤综合布线系统。
楼宇自控系统利用现代计算机技术、控制技术、测量技术、图形显示技术对空调、变配电、电梯、照明、给排水等系统实施监视、控制和管理。自2001年1月建成以后，至今运行二年的时间里，已产生了明显的效益：
4.1严格控制室内温湿度变化
严格控制室内温湿度变化，温度变化幅度±l℃，相对湿度变化幅度为±2％，有效地避免了空调系统的过冷或过热现象。温湿度控制精度的提高，不仅保证了舒适性，节能效益也相当明显。据实际数据计算，节能效果在15%以上。
4.2变流量控制
为了满足室内温湿度控制精度的要求，必须进行对空调机组流量的动态管理，即变流量控制，以满足调节阀的控制精度。从给水工艺角度来看，阀两端压降越小越好，可以减少阻力损失，减轻给水泵动力负荷；从控制的工艺特点来看，阀两端应保持一定的压差，以提高可控性。
实测数据表明，当空气处理机流量达到额定流量工况时，调节阀两端压力仅为0.66kg/cm2-1kg/cm2。为了流量控制，通常的做法是通过供回水旁通阀的调节来平衡供回水压差。但是仅仅依赖于旁通阀的压差调节来控制流量有时作用并不明显，也会增加不必要的能源消耗。
根据空气处理机实际运行台数和运行流量工况动态调整供水泵投入运行的台数，并辅助旁通阀的微调来达到变流量控制的方式，避免了泄漏，提高了控制精度，减少了不必要的流量损失和动力冗余，因此可带来明显的节能效果。据实际数据计算，节能效果在25%以上。如果能够将供回水流量动态参数作为反馈量，调整冷水机组的运行工况，节能效果将更为明显。
4.3空调设备采用节能运行算法，减少不必要的“空转”浪费
空调设备采用节能运行算法后，运行时间更趋合理。数据记录表明，每台空调机一天24小时中实际供能工作的累计时间仅仅2小时左右。自从2001年1月以来，二年中综合节能效果在30%以上，超出了原设计节能25%的指标。
能源管控与节能方法篇3
[关键词]工业能源；信息化；监控系统；实现原则分析
[Doi]1013939/jcnkizgsc201650036
传统形式对工业能源的管理过程一般是基于人工的离线过程，而非实时的。在工业信息化飞速发展的当前，大中型工业能源的用能企业和产能企业的产品设备、生产工艺、控制流程等基本正在向高度自动化和高度信息化的方向发展，只能完成离线能源管理的管理系统已经不能适应大部分企业高速发展的需求，因此迫切地需要实现对工业能源的自动化监控，以能源最优运行为目标，开发企业能源运行的在线实时管理功能。
1客观现状
我国由于能源利用率低而成为能源消耗大国，因此，在“十二五”期间，工业领域转型升级的突破口和重要切入点之一就是工业的节能降耗，提高能源的管理和控制力度，对企业加快以节能降耗为核心的技术改造。所以实现能源的信息化监控管理是一项符合我国中长期发展规划要求的重大决策，本技术一旦实现，可以广泛推广，具有显著的节能效果，在增进企业效益、环保节能方面具有十分重要的意义。
着眼于我国现阶段以及未来中、长期节能发展目标，目前仍以全面管控、技术节能为主，其中采用信息化节能管理是其中非常重要的一种方式，必须从战略和全局的高度，充分认识做好工业节能工作的重要性、艰巨性和紧迫性，切实采取有效措施，大幅提高能源利用效率，突破资源环境瓶颈制约，促进工业发展方式实现根本性转变。[1]
我国积极支持和大力提倡的是以信息化节能监控技术为核心的能源管理方式，该方式实现容易，结构简单，普及速度快，成效显著。因此，为了更高效率地实现节能，不需要不断地改进节能方式，研发节能新技术，逐步推出适应现代工业能源领域的先进的节能控制技术。
目前全球所面临的最大问题是能源紧缺与环境恶化。放眼国际，竞争环境的变化对我国工业节能降耗构成严峻挑战。国际社会应对气候变化博弈日趋激烈，绿色贸易壁垒正在加速形成，一些发达国家对出口国产品的能效水平和碳足迹提出更高要求。我国制造业总体上处于产业价值链中低端，产品资源能源消耗高，出口将面临巨大压力。[2]
我国持续高速的经济增长成为过去几年甚至未来全球经济的最大亮点，但与此同时，我国也承受了巨大的压力，那就是能源供应危机及环境保护。从居室照明和采暖，以及与生活息息相关的水、电、气、油、煤等资源，到工商业所需的电力资源，社会生活所需的各种形式的能源正在被消耗着。能够被有效利用的能源占绝大部分，但也有大量的能源每天被浪m着，因此能源浪费和使用效率低下是当前亟须解决的问题。[3]节能增效已经成为社会经济发展的必然要求，越来越多的企业、机构和个人都投身到节能降耗的工作当中。如何能够更好地管理和使用、控制能源是当前的重中之重，只有通过建立信息化的智能监控系统才能够充分利用能源，达到高效节能的目标。
2系统实现分析
我国是能源消耗大国，因此能源的高效利用和信息化管控是当前的重点，实现社会能源的有效利用需要通过建立信息化的智能监控系统支撑，要实现智能管控，应该从社会可行性、经济可行性和技术可行性三方面来进行分析研究。
21社会可行性
目前，工业企业的节能情况差异非常大，能源管理水平悬殊，当前多数企业存在能源管理问题，具体表现在：缺乏专门的能源管理体系和先进的管理手段，能源管理人员水平参差不齐，行业视野有限；对能源使用的监管不细致，找不到合理的方法，找不到或找不准节能点，没有一个详细的评测手段。概括地讲，就是普遍存在能源信息基础薄弱，能源管控技术水平不高的状况，因而不能及时发现企业存在的某些环节上的能源浪费以及存在的节能潜力。[4]
工业企业是能源消费大户，存在能源浪费现象。降低能源消耗，减少能源浪费，工业企业是重点。目前社会上对能源进行管理和控制的方法技术多种多样，但是大部分都缺乏统一准确的用能情况监测数据做支撑，往往仅凭经验来降低能耗指标，没有做到管理和指导的全面性、科学性和准确性，造成能源的巨大浪费，因此需要建立一套科学合理的信息化能源监控管理系统来减少不必要的能源损耗，并进行有效的管控。
22经济可行性
对工业能源进行信息化管理控制在我国是个新兴产业，既要考虑系统使用的稳定高效，还要考虑供能企业的运营成本及产品设备的升级改造，以及用能用户的改造成本问题。
目前所采用的能源管理机制是借鉴西方经济国家的“合同能源管理”思想引进并逐步发展起来的，至今已经有十几年的历史，虽然没有实现信息化的智能管理，但是在能源服务产业领域也得到了快速发展，特别是“十二五”期间和最近几年，国家在财税、金融、技术等方面相继出台了多个支持能源服务产业发展的扶持政策，进一步地促进了能源管理产业的飞速发展。[5]
目前能源管理服务产业规模逐年大幅递增，2011年能源管理服务产业产值更是首次突破1000亿元，达到1250亿元，2012年达到1653亿元，同比增长32%。预计“十三五”期间，我国能源管理服务产业将步入规模化发展轨道，“十二五”末能源管理服务产业产值可突破3000亿元。能源管理产业已被国家确定为重点培育和发展的七大战略性新兴产业之一，产业发展潜力巨大，拉动经济增长前景广阔。[6]据测算，到2015年，我国技术可行、经济合理的能源管理潜力超过4亿吨标准煤，可带动上万亿元投资。
如果在此基础上能够全面地改进目前的能源管理服务机制，实现全面的智能化、信息化管理控制系统，就可以更大程度地达到能源的高效利用。
23技术可行性
目前的能源管理系统是在普通信息系统和自动化系统基础上的传统模式，缺乏在能效传输和使用中的诊断技术，且大部分基本没有对远程设备采用物联网技术，能效管理力度不高，信息化程度低，节能效果不明显。而新型的能源管理系统通过机理建模和机器学习相结合的方法，以用能设备、耗能工序和能量系统之间的关系为重点建立能效分析模型，确定一种新型的能源管理模型，并进行软件的开发，能够弥补传统模式的不足，增强了系统的实用性。
由于企业工艺装备处于落后水平，企业管理手段也没有达到先进水平，使得我国工业企业的能源利用效率低下。虽然经过十几年的不断努力，工业能耗也有所降低，但与国际先进水平相比我国企业的单位工业产品能耗仍存在较大差距，能源利用效率空间巨大，这就为能源管理系统技术的应用提供了广阔的前景。
随着国家能源节能政策的大力推动，企业的能源利用意识不断提高，以及逐步上涨的能源价格和国家对工业能源使用指标的硬性规定等，这些都为能源高效利用技术的应用提供了很好的环境，具有很强的竞争优势。
3实现策略
作为能源消耗主要群体的工业企业，是实现能源高效利用的主体和重点，国家高度重视工业能源节能技术，曾先后出台了《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《工业转型升级规划（2011―2015年）》《国务院“十二五”节能减排综合性工作方案》《节能减排规划（2011―2015年）》等，作为“十二五”全国工业能源利用的指导性文件。[7]我国的工业化、城镇化正处于深入发展阶段，飞速发展的经济社会对能源具有极大的需求，能源资源和环境约束形势越来越严峻。工业发展对能源的需求继续增加，工业和高耗能行业对国内生产总值的贡献率呈下降趋势，国家对能源的节能减排约束性指标要求工业加快转变发展方式，传统的能源资源高消耗的粗放型工业发展道路已经不能适应现代社会的发展，大批量的工业企业的转型升级为能源的高效利用提供了良机。
31系统实现目标
系统的主要目标是实现对能源使用信息的监控管理，为此需要配备完善的能源计量器具，采集精确的能源使用情况数据，使用合理的数据传输技术，建立健全能源计量系统，完善各项能源消耗的监测网络，实现用能单位监测的实时性、准确性和完整性。[8]通过建立一套工业能源信息化管理监控系统来统一地对各项能源消耗进行监测和控制，及时反映用能企业能耗水平，为进一步分析用能效率提供客观、公正和科学的基础数据，为用能企业节能降耗工作提供新的动力。
32系统实现策略
实现系统的能源运行管理包括动力能源管理、能源供应管理、能源消费管理。同时涉及采购、运输、仓储、动力、生产消费等多个环节。数据来源于同一数据库，各个部门围绕统一的信息进行分析和决策。利用能源测量和计量器具采集实时和非实时能源数据，并建立能源信息管理专用数据库，以便进行后期的分析和处理。具体的实现策略主要包括以下几方面。
第一，系统数据库管理层采用双机冗余的数据采集服务器和数据服务器模式共存技术；第二，针对信息数据的远程传输及实时显示web技术，采用GpRS无线传输和有线技术相结合的方法；第三，对采集的用能信息进行实时分析诊断、处理和预警；第四，实现集查询、修改、删除和控制于一体的真正面向企业管理的监控系统平台；第五，针对能源数据的采集主要分为实时和非实时两种。实时数据来自于本项目研制的工业能源信息化管理监控系统的在线采集，也可以通过安装数字仪表设备来补充缺少的数据，在预设的时间间隔内实现自动收集，并存储到实时数据库中，从而实现能效指标的在线计算与动态分析。非实时获取的数据可以从用能企业的计算机系统中获取，或者由工作人员直接录入到管理监控系统中；第六，系统数据库采用双机冗余技术的目的是为了防止数据丢失，在一台数据库服务器出现故障时，另一台检测到主机数据库停止后自动采集并存储数据，在主机恢复后，会自动拷贝到主机数据库中；第七，对数据传输技术的实现，主要依靠当今先进的现场总线技术、网络通信技术、计算机技术，经过网络布线、通信网络、GpRS技术的结合，通过系统软件设计实现信息数据的远程传输及实时显示；有的场合可以使用有线通信技术实现，而有的条件不具备的必须采用GpRS无线传输技术来实现；第八，为了保证采集的用能信息数据的准确有效，需要对数据进行验证。常用的方法是将非同源的数据放在一起进行比较，也可以和历史数据对比来发现异常。对于异常的数据应该进一步分析并解释原因，错误的数据必须剔除，以免对能效分析产生干扰，充分体现能源使用的实时性、可靠性和准确性；实现集数字化、智能化、网络化一体的管理监控系统，采用统一的能源数据仓库技术、完善的数据分析技术、丰富的报表功能、自由数据钻取技术、灵活的算法扩展技术、基于数据层的数据安全技术，并具有良好的接口和兼容性，市场需求巨大，前景非常广阔。
33系统实现前景展望
系统着眼于实施能源消耗总量控制，将对工业发展形成硬约束。加大节能降耗力度，进一步提高工业能源利用效率和能源生产率，改造提升传统制造业，是建立资源节约型、环境友好型产业结构和生产方式的必然选择。全球范围内发展绿色经济、倡导低碳生活越来越受到重视并逐渐成为新趋势，大力发展节能环保低碳产业，成为抢占未来发展制高点的核心价值观。[9]坚持以提升工业能源利用效率为主线，以科技创新为支撑，以政策法规为保障，加快淘汰落后生产能力，大力推进工艺、装备、产品的结构调整和技术进步，加快以节能降耗为核心的企业技术改造，强化重点用能企业节能管理，加强信息通信技术在节能降耗中的应用，必将产生巨大的经济和社会效益。
系统一经实现应用，首先受益的就是企业，随着企业能源节能意识增强，必将为大多数企业所接受，最终也将带来巨大利润；其次可以使企业管理水平提高，可同时应用于机关事业单位，节能效果显著，包括对水、电、气、热等的监控，一经实施可节约大量能源，具有良好的社会和生态效益，应用前景广泛。
4结论
随着原材料和人力成本上涨，我国工业企业产品生产竞争以及能源节能环保的压力日渐增长，工业企业能源管理智能化信息系统得到了越来越多的企业重视并正在着手建设。基于能效分析模块的工业企业能源管理信息系统及应用软件，能够在能效分析方面增强企业能源管理的实用性，开拓了将来企业能源管理信息系统的新思路，转化开发后可有效满足市场的需要，并且市场需求潜力巨大。
基于能效分析模块的工业企业能源管理信息系统适合工业企业并完全可以满足企业能源管理需要，其技术达到国内先进水平。该系统产业化后，将对节能服务产业的发展起到助推作用，同时，也将大大提高企业核心技术实力，增强企业发展后劲，从根本上提升企业的竞争力和节能服务水平，一经应用，会减少能源消耗，对社会环境起到极大的净化作用。
参考文献：
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能源管控与节能方法篇4
(一)指导思想。深入贯彻落实科学发展观，以水资源配置、节约和保护为重点，强化用水需求和用水过程管理，通过健全制度、落实责任、提高能力、强化监管，严格控制用水总量，全面提高用水效率，严格控制入河湖排污总量，加快节水型社会建设，促进水资源可持续利用和经济发展方式转变，推动经济社会发展与水资源水环境承载能力相协调，保障经济社会长期平稳较快发展。
(二)基本原则。坚持以人为本，着力解决人民群众最关心最直接最现实的水资源问题，保障饮水安全、供水安全和生态安全；坚持人水和谐，尊重自然规律和经济社会发展规律，处理好水资源开发与保护关系，以水定需、量水而行、因水制宜；坚持统筹兼顾，协调好生活、生产和生态用水，协调好上下游、左右岸、干支流、地表水和地下水关系；坚持改革创新，完善水资源管理体制和机制，改进管理方式和方法；坚持因地制宜，实行分类指导，注重制度实施的可行性和有效性。
(三)主要目标。
确立水资源开发利用控制红线，到2030年全国用水总量控制在7000亿立方米以内；确立用水效率控制红线，到2030年用水效率达到或接近世界先进水平，万元工业增加值用水量(以2000年不变价计，下同)降低到40立方米以下，农田灌溉水有效利用系数提高到0.6以上；确立水功能区限制纳污红线，到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内，水功能区水质达标率提高到95%以上。
为实现上述目标，到2015年，全国用水总量力争控制在6350亿立方米以内；万元工业增加值用水量比2010年下降30%以上，农田灌溉水有效利用系数提高到0.53以上；重要江河湖泊水功能区水质达标率提高到60%以上。到2020年，全国用水总量力争控制在6700亿立方米以内；万元工业增加值用水量降低到65立方米以下，农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上；重要江河湖泊水功能区水质达标率提高到80%以上，城镇供水水源地水质全面达标。
二、加强水资源开发利用控制红线管理，严格实行用水总量控制
(四)严格规划管理和水资源论证。开发利用水资源，应当符合主体功能区的要求，按照流域和区域统一制定规划，充分发挥水资源的多种功能和综合效益。建设水工程，必须符合流域综合规划和防洪规划，由有关水行政主管部门或流域管理机构按照管理权限进行审查并签署意见。加强相关规划和项目建设布局水资源论证工作，国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局，应当与当地水资源条件和防洪要求相适应。严格执行建设项目水资源论证制度，对未依法完成水资源论证工作的建设项目，审批机关不予批准，建设单位不得擅自开工建设和投产使用，对违反规定的，一律责令停止。
(五)严格控制流域和区域取用水总量。加快制定主要江河流域水量分配方案，建立覆盖流域和省市县三级行政区域的取用水总量控制指标体系，实施流域和区域取用水总量控制。各省、自治区、直辖市要按照江河流域水量分配方案或取用水总量控制指标，制定年度用水计划，依法对本行政区域内的年度用水实行总量管理。建立健全水权制度，积极培育水市场，鼓励开展水权交易，运用市场机制合理配置水资源。
(六)严格实施取水许可。严格规范取水许可审批管理，对取用水总量已达到或超过控制指标的地区，暂停审批建设项目新增取水；对取用水总量接近控制指标的地区，限制审批建设项目新增取水。对不符合国家产业政策或列入国家产业结构调整指导目录中淘汰类的，产品不符合行业用水定额标准的，在城市公共供水管网能够满足用水需要却通过自备取水设施取用地下水的，以及地下水已严重超采的地区取用地下水的建设项目取水申请，审批机关不予批准。
(七)严格水资源有偿使用。合理调整水资源费征收标准，扩大征收范围，严格水资源费征收、使用和管理。各省、自治区、直辖市要抓紧完善水资源费征收、使用和管理的规章制度，严格按照规定的征收范围、对象、标准和程序征收，确保应收尽收，任何单位和个人不得擅自减免、缓征或停征水资源费。水资源费主要用于水资源节约、保护和管理，严格依法查处挤占挪用水资源费的行为。
(八)严格地下水管理和保护。加强地下水动态监测，实行地下水取用水总量控制和水位控制。各省、自治区、直辖市人民政府要尽快核定并公布地下水禁采和限采范围。在地下水超采区，禁止农业、工业建设项目和服务业新增取用地下水，并逐步削减超采量，实现地下水采补平衡。深层承压地下水原则上只能作为应急和战略储备水源。依法规范机井建设审批管理，限期关闭在城市公共供水管网覆盖范围内的自备水井。抓紧编制并实施全国地下水利用与保护规划以及南水北调东中线受水区、地面沉降区、海水入侵区地下水压采方案，逐步削减开采量。
(九)强化水资源统一调度。流域管理机构和县级以上地方人民政府水行政主管部门要依法制订和完善水资源调度方案、应急调度预案和调度计划，对水资源实行统一调度。区域水资源调度应当服从流域水资源统一调度，水力发电、供水、航运等调度应当服从流域水资源统一调度。水资源调度方案、应急调度预案和调度计划一经批准，有关地方人民政府和部门等必须服从。
三、加强用水效率控制红线管理，全面推进节水型社会建设
(十)全面加强节约用水管理。各级人民政府要切实履行推进节水型社会建设的责任，把节约用水贯穿于经济社会发展和群众生活生产全过程，建立健全有利于节约用水的体制和机制。稳步推进水价改革。各项引水、调水、取水、供用水工程建设必须首先考虑节水要求。水资源短缺、生态脆弱地区要严格控制城市规模过度扩张，限制高耗水工业项目建设和高耗水服务业发展，遏制农业粗放用水。
(十一)强化用水定额管理。加快制定高耗水工业和服务业用水定额国家标准。各省、自治区、直辖市人民政府要根据用水效率控制红线确定的目标，及时组织修订本行政区域内各行业用水定额。对纳入取水许可管理的单位和其他用水大户实行计划用水管理，建立用水单位重点监控名录，强化用水监控管理。新建、扩建和改建建设项目应制订节水措施方案，保证节水设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产(即“三同时”制度)，对违反“三同时”制度的，由县级以上地方人民政府有关部门或流域管理机构责令停止取用水并限期整改。
(十二)加快推进节水技术改造。制定节水强制性标准，逐步实行用水产品用水效率标识管理，禁止生产和销售不符合节水强制性标准的产品。加大农业节水力度，完善和落实节水灌溉的产业支持、技术服务、财政补贴等政策措施，大力发展管道输水、喷灌、微灌等高效节水灌溉。加大工业节水技术改造，建设工业节水示范工程。充分考虑不同工业行业和工业企业的用水状况和节水潜力，合理确定节水目标。有关部门要抓紧制定并公布落后的、耗水量高的用水工艺、设备和产品淘汰名录。加大城市生活节水工作力度，开展节水示范工作，逐步淘汰公共建筑中不符合节水标准的用水设备及产品，大力推广使用生活节水器具，着力降低供水管网漏损率。鼓励并积极发展污水处理回用、雨水和微咸水开发利用、海水淡化和直接利用等非常规水源开发利用。加快城市污水处理回用管网建设，逐步提高城市污水处理回用比例。非常规水源开发利用纳入水资源统一配置。
四、加强水功能区限制纳污红线管理，严格控制入河湖排污总量
(十三)严格水功能区监督管理。完善水功能区监督管理制度，建立水功能区水质达标评价体系，加强水功能区动态监测和科学管理。水功能区布局要服从和服务于所在区域的主体功能定位，符合主体功能区的发展方向和开发原则。从严核定水域纳污容量，严格控制入河湖排污总量。各级人民政府要把限制排污总量作为水污染防治和污染减排工作的重要依据。切实加强水污染防控，加强工业污染源控制，加大主要污染物减排力度，提高城市污水处理率，改善重点流域水环境质量，防治江河湖库富营养化。流域管理机构要加强重要江河湖泊的省界水质水量监测。严格入河湖排污口监督管理，对排污量超出水功能区限排总量的地区，限制审批新增取水和入河湖排污口。
(十四)加强饮用水水源保护。各省、自治区、直辖市人民政府要依法划定饮用水水源保护区，开展重要饮用水水源地安全保障达标建设。禁止在饮用水水源保护区内设置排污口，对已设置的，由县级以上地方人民政府责令限期拆除。县级以上地方人民政府要完善饮用水水源地核准和安全评估制度，公布重要饮用水水源地名录。加快实施全国城市饮用水水源地安全保障规划和农村饮水安全工程规划。加强水土流失治理，防治面源污染，禁止破坏水源涵养林。强化饮用水水源应急管理，完善饮用水水源地突发事件应急预案，建立备用水源。
(十五)推进水生态系统保护与修复。开发利用水资源应维持河流合理流量和湖泊、水库以及地下水的合理水位，充分考虑基本生态用水需求，维护河湖健康生态。编制全国水生态系统保护与修复规划，加强重要生态保护区、水源涵养区、江河源头区和湿地的保护，开展内源污染整治，推进生态脆弱河流和地区水生态修复。研究建立生态用水及河流生态评价指标体系，定期组织开展全国重要河湖健康评估，建立健全水生态补偿机制。
五、保障措施
(十六)建立水资源管理责任和考核制度。要将水资源开发、利用、节约和保护的主要指标纳入地方经济社会发展综合评价体系，县级以上地方人民政府主要负责人对本行政区域水资源管理和保护工作负总责。国务院对各省、自治区、直辖市的主要指标落实情况进行考核，水利部会同有关部门具体组织实施，考核结果交由干部主管部门，作为地方人民政府相关领导干部和相关企业负责人综合考核评价的重要依据。具体考核办法由水利部会同有关部门制订，报国务院批准后实施。有关部门要加强沟通协调，水行政主管部门负责实施水资源的统一监督管理，发展改革、财政、国土资源、环境保护、住房城乡建设、监察、法制等部门按照职责分工，各司其职，密切配合，形成合力，共同做好最严格水资源管理制度的实施工作。
(十七)健全水资源监控体系。抓紧制定水资源监测、用水计量与统计等管理办法，健全相关技术标准体系。加强省界等重要控制断面、水功能区和地下水的水质水量监测能力建设。流域管理机构对省界水量的监测核定数据作为考核有关省、自治区、直辖市用水总量的依据之一，对省界水质的监测核定数据作为考核有关省、自治区、直辖市重点流域水污染防治专项规划实施情况的依据之一。加强取水、排水、入河湖排污口计量监控设施建设，加快建设国家水资源管理系统，逐步建立中央、流域和地方水资源监控管理平台，加快应急机动监测能力建设，全面提高监控、预警和管理能力。及时水资源公报等信息。
(十八)完善水资源管理体制。进一步完善流域管理与行政区域管理相结合的水资源管理体制，切实加强流域水资源的统一规划、统一管理和统一调度。强化城乡水资源统一管理，对城乡供水、水资源综合利用、水环境治理和防洪排涝等实行统筹规划、协调实施，促进水资源优化配置。
能源管控与节能方法篇5
关键词:热网控制系统，pLC，Simulink系统仿真
北方冬季持续时间较长，供暖是人民生活中不可或缺的一部分，是营造和谐稳定、舒适幸福社会氛围的基础。其热网供热不稳定，能源利用效率低等问题对热网温度控制系统发起了新的挑战。同时伴随房地产业的逐步兴起，城市房屋建设规模也随之扩大，使得对城市热网供热的需求也不断增加，针对我国能源结构的调整，对城市供暖能源利用提出新的要求，使得集中供热方式已成为城市供热形式的主流。城市供热需求多，分布集中，采取集中热源供热，可有效提升能源利用率，改善传统分布式锅炉房供热对环境的污染问题，减轻大气污染。为使热网供热稳定，采用pLC可编程逻辑控制器作为控制器，便于人工科学管理，提升工业稳定性;应用piD算法减小偏差，可根据室内外温差自动调整热网温度变化，提高热网系统自动化程度。
1城市热网工艺分析
城市集中供热系统由热源、热网和用户三部分组成，热网系统工艺流程图如图1所示。划分为温控区和供热区，涉及到供热站、换热站、供水站、监控站和热网用户等站点。其中供热站为热源，集中热源主要为热电站和区域性锅炉房，或采用热电联合集中供热，为一次管网提供热源以满足二次管网供暖所需。热源将载热介质输送至一次管网，载热介质可以为高温热蒸汽或高温热水，管网网道设置有传感器组，包括压力变送器、流量传感器和温度检测器等测量检测元件，通过供热阀调节管网内载热介质流量，载热介质经过供热阀后流入换热器。换热器位于换热站内用于载热介质与二次工艺介质的热量交换，经加热后的工艺介质进入二次管网，经高压泵加压后送入千家万户。供水站对换热站进行工艺介质的补充与泄流，维持管内压力恒定与供热稳定。监控站负责整个热网系统信息采集和实时监控，实现较好的热供应温度控制。该供热工艺中所用阀门均设有人工操作开关，在断电或系统故障时可人工调节热网供热，避免故障的发生，提升供热安全性。
2热网温度控制系统设计
2．1控制系统分析
针对于城市集中供热系统，与用户相关联的是二次管网，用户室内温度均衡、供热恒定、可随室外温度变化而自动调整成为城市热网能否持续发展面临的首要解决问题。可依据二次管网供、回水平均温度来解决，假设在室外温度恒定且供热用户的室内温度相同，则各个换热站的二次管网供、回水平均温度近似相同，这样就可保证热网系统在同一水温调节曲线下进行供暖，二次管网供、回水温度之间要维持一定量的关系式，满足水温调节曲线。热源为热电厂发电过程中所使用热蒸汽经冷凝后的热水，可实现热量的二次利用，能源利用效率较高，满足国家对未来企业绿色发展的要求，但其不足之处就是热源总供热量有限。同时，根据热网工艺分析可知，工艺介质出口温度与工艺介质入口温度、工艺介质流量、载热体入口温度、载热体流量有关，但工艺介质入口温度、工艺介质流量、载热体入口温度为可测不可控因素，因此在设计控制系统时，以工艺介质出口温度为被控量，载热介质流量为控制量的控制系统，通过控制一次管网流量，在总热量一定情况下使热量分配均匀，满足供热用户所需。其工作原理是当室内温度低于设定值时，或系统供热量低于供热需求，应立即调大一次管网电动调节阀的开度，使系统热流量增加，进而提升一次管网热量，达到间接促进二次管网温度升高的目的。
2．2控制方案选择
根据热网控制系统分析，对于热网控制系统对二次侧温度控制有两种控制方案。方案一:在一次管网供回水流量与压强不变的情况下，根据室内、外温差与供热需求的变化，调整热源，即调节总供热量;方案二:在总热量不变的情况下，根据室内、外温差与供热需求的变化，调整一次管网供水流量，二次管网温度随着一次管网流量的增大而升高。方案二适用于总热量不变或总热量无法干预条件下使用，当热负荷较大时，增加一次管网供水管调节阀开度，当热负荷较小时，减小一次管网供水管调节阀开度，控制系统方框图如图2所示。方案二较方案一更节能，可实现能源的重复利用，降低热网企业工业成本。
2．3pLC选型及其分析
城市热网供热温度控制系统采用西门子S7-200系列pLC，CpU224Xp，集成14输入/10输出共24个数字量i/o点，2输入/1输出共3个模拟量i/o点，可连接7个扩展模块，具有较强的通讯能力，工业环境下稳定性高。该控制系统中涉及到三台高压泵的开关，二次管网供回水电磁阀的调节，一次管网供水调节阀的开度和回水阀的调节，供水管道供水阀与泄流阀的调节，检测元件的数据传输，CpU224Xp可满足其工业需求，无需外扩模块。其i/o分配表如表1所示。
3Simulink系统仿真
热网温度控制系统可通过Simulink建立仿真模型，用数学模型代替实际生产控制系统，对控制系统进行研究，可进行piD参数的整定，更为直观地观察控制效果以及参数改变对温度曲线变化的影响。根据热平衡方程式和传热方程分析，在传热面积一定时，工艺介质出口温度可通过控制载热体流量来实现。将载热体流量设为控制参数，工艺介质出口温度设为被控参数，实现对热网温度控制系统的模型搭建。假设载热体压力变化不大，热源总热量波动不大，根据实验分析可知，载热体动态特性方程为:G1(s)=8e－1s20s+1，G2(s)=216s+1，对系统施加扰动信号，扰动通道传递函数为:Gf(s)=18(9s+1)(18s+1)，系统采用前馈—反馈控制系统，对其施加幅值为1的随机扰动，给定信号为10，采用piD调节器进行温度控制，前馈—反馈控制系统的仿真框图如图3所示。piD控制器输出表达式u(t)=Kpe+Ki∫0tedt+Kddedt，通过对piD参数调节，观察系统阶跃响应曲线变化，最终确定整定结果为Kp为3，Ki为0．5，Kd为15，前馈—反馈控制系统响应图如图4所示。热网前馈—反馈温度控制系统阶跃响应曲线为①号波形，在扰动作用下不断调整，通过pLC运行piD算法，减小测量值与给定值的偏差，②号波形为随机扰动波形，③号波形为系统阶跃给定波形。经piD整定后波形分析，整定后系统相较于整定前阶跃响应上升时间减少，超调量缩小，调节时间减小，满足工艺要求。
能源管控与节能方法篇6
项目节能减排管理指的是通过有效的管理减少项目施工过程中的能源浪费和降低污染物、噪声的排放。
一、项目节能减排的主要管理内容
1.能源消耗。能源消耗量指实际消耗的各种能源，包括工程承包合同范围施工生产、辅助生产、附属生产消耗和现场办公消耗的能源，不包括用于生活目的所消耗的能源。
2.耗能工质。耗能工质是指间接消耗能源的工作物质。即在生产经营活动中需要消耗某些工作物质，而生产这些工作物质需要消耗一定数量能源，利用这些工作物质就等于间接地消耗能源。
3.材料。钢材、水泥、木材、商品混凝土等。
4.减排管理内容。废水、废气、噪声、建筑垃圾的排放管理
二、节能减排组织及要求
1.建筑施工企业应编制开展节能减排活动的管理制度；制定年度节能减排目标和指标，并分解到工程各项目经理部。
2.工程项目部施工组织设计应有节能减排专题章节，或针对工程项目特点，编制工地节能减排专项方案并组织实施。
3.成立以项目经理为主要负责人的工地节能减排活动领导小组，有工地节能控制责任制，制定节能减排型工地的管理人员名单。
4.工程项目应设立节能降耗目标：
①万元产值电量控制指标基本值为108千瓦时；
②万元产值水量控制指标基本值为12立方米；
③单位建筑面积损耗的其他能源不超过定额规定，并逐年按比例递减。
5.建立分级节能降耗组织管理机构与节能降耗责任制；制定工程项目节能降耗目标阶段预审和预评的规定。
6.工程项目施工入口处，设立节能减排型工地标牌，提示创建节能减排型工地的责任人、目标、能源资源分解指标、主要措施的内容，生活区及施工现场内在显著位置设置节能用水、用电的方法。
三、节能减排现场管理措施
1.严格执行国家行业、地方关于禁止与限制落实淘汰技术、工艺、产品的现行有关规定；积极采用新技术、新材料、新工艺和新产品。
2.安全生产、工程质量、文明施工符合国家行业、地方标准规范规定，工程项目按图施工，落实建筑节能要求，无不良记录。
3.工程项目建立分区域能源、资源消耗原始记录和月度台账，对指标体系各项指标值的真实性负责；工程项目应有从开工到竣工全过程节能降耗数据分析报告。
四、项目环境保护管理
1.项目环境管理方案、计划。各项目于工程开工前在评价重要环境因素的基础上编制本项目的环境管理方案、计划。同时负责、组织落实，经批准的项目环境管理方案、计划。
项目环境管理计划的内容主要包括：
①环境因素识别与重要环境因素的确立；
②环境目标和指标；
③组织机构及重要环境管理岗位的设置；
④重要环境岗位职责描述；
⑤针对重要环境因素的控制措施；
⑥应急准备与响应方案；
⑦监视与测量。
2.项目环境管理控制目标。项目环境管理目标必须根据国家和地方环境管理要求并结合环境管理目标以及项目在区域周围的环境要求而确定。确保施工现场场界噪声达标，项目办公室前院内汽车禁止长鸣笛，办公室内人员大声喧哗。减少和控制施工现场粉尘排放，要求施工现场设沉淀池、隔油池、化粪池，保证污水排放达标。建筑垃圾废弃物实行分类管理，可回收废物及时回收。杜绝物料灰土遗洒，节能降耗水电油料消耗，项目经理要求制定“用水、用电管理办法”和提出节能降耗指标的要求，制定预案或管理办法。
五、项目环境监测管理
能源管控与节能方法篇7
关键词：公路隧道；LeD照明；智能监控系统
中图分类号：U45文献标识码：a
1目前公路隧道照明现状
我国目前的隧道照明监控系统总体来说技术还比较落后，大多数地区还在使用传统的控制方式，通过时控开关或直接按排人员手动操作来实现灯的开关。传统方式在实际应用中面临以下问题：实现功能比较单一，只有开关灯控制，无法自动调节灯的亮度；亮灯率比较模糊，具体多少盏灯故障、故障率情况及影响交通程度等都无从反应；只能对灯进行集中控制，无法对每盏灯进行节能控制，在白天进行故障检修时，无故障的灯也需同时开启，严重浪费资源。落后的控制方式已远远不能满足现代化管理和节能的需求。作为公路管理部门迫切需要一种现代化的管理系统平台，使其管理效率提高的同时降低运行成本。隧道照明智能监控系统正是基于此而提出的。
2隧道照明远程智能监控系统的定义及意义
2.1隧道照明远程智能监控系统的定义
隧道照明智能监控是一种能控制某一回路灯的开关、调光、数据采集以及故障判断等功能，便于管理单位进行实时管理的系统。
2.2隧道照明远程智能监控系统的意义
提高管理部门形象。监控每路光源的工作状况和输出功率，监测失效光源并报告位置，减少人员的巡查，减少对管理部门的投诉，从而进一步提高管理部门的形象。
增强应急能力。系统具有定时控制和人工控制等多种方式，在特殊的天气情况下能通过人工控制实现应急调度功能。增加照度控制功能，可实现点、线组合式的节能控制，节能效果好。
增加安全防范功能，智能监控系统可以实现快速故障灯具的处理及灯具的预维护，以免灯故障而引发交通事故。
3隧道照明远程智能监控系统
3.1系统组成
3.1.1整体框架
图1为本次隧道照明远程智能监控系统的结构框图。采用这样的系统，能够为公路管理机构带来节能和节省维护成本的效果，同时也能够提高服务质量，并提升公共安全。
3.1.2系统组成
单灯节能监控系统主要包括以下几部分：
（1）隧道照明控制箱：
（2）信号通信控制器：
（3）光控模块：
（4）车检模块：
（5）电源节能模块：
（6）监控软件：
3.2工作原理
3.2.1硬件系统
隧道照明控制箱是该系统的核心设备，整个系统要完成的功能全部由这个设备完成。隧道照明控制箱，还可以通过gprs与网络连接，实现远程监控。信号通信控制器是实现只能开关灯和通信调光的设备，设备也分为节点通信模块和状态控制模块。光控模块是采集周围自然光的关照度。车检模块是检测是否有车辆进入隧道。电源节能模块是调光通信中的一个重要模块，保证调光信号的质量。监控软件对于中心所管理的总控制服务器发来的数据进行过滤、汇集并记录到SQL数据库中。可以在软件信息查询栏中查到相应的信息，查询后可导出报表。采集到的数据，为用户提供有意义的、专门针对灯应用的界面，实现了用户对所管理隧道路灯系统的监测和控制。
3.2.2工作原理
隧道照明分晴天、阴天和夜间等多种控制工况，按回路实现分级自动控制（保留手动控制），在隧道外安装自然光照度检测传感器，实时将采集的光照度传送到变电站主控装置，主控装置根据当前隧道外的照度自动调整LeD灯调光控制器，使隧道内LeD灯具的照度和隧道外自然光照度相匹配。
（1）车辆检测。隧道两端安装有车辆检测装置，实时检测过往隧道的车辆，当系统工作在白昼模式下，当隧道内有车过往时，LeD灯照度自动匹配隧道外自然光照度提供照明，当无车时则降功率照明，此手段有效的提高了隧道灯具照明的利用率。
（2）夜间节能模式。当系统时间进入夜间节能时间段时，则停止车辆检测功能，隧道灯具以固定功率降压工作，从而进一步提升节能效果。
（3）无级调控。LeD采用可调恒流电源来驱动，可在0～100%范围内调整，因此可实现无极调光功能，在相应的工况下，光源不会满负荷运行，使光源得到了充分的“休息”，不仅能延长灯具的寿命，同时还降低光衰。
（4）回路循环切换。根据系统时间、白昼、黑夜的时间段设定和工作线路设定，系统将自动循环隔日切换照明工作线路，有效的延长灯具使用寿命并降低额外耗电。
4隧道照明远程智能监控系统应用
浙江省文成县位于浙江南部山区，俗称“八山一水一分田”，境内隧道颇多，本次改造的330省道瑞东线的上岙岭座隧道照明设施，原建于2004年，是二级（收费）公路隧道，宽10米，长分别为1105米，采用传统HiD高压钠灯照明，自2008年底费改税改革变更为非收费公路以来，由于线路老化等原因导致隧道照明效果差，上述隧道曾多次发生交通事故，为保障行车安全，急需改造。经多年积极争取，在各级公路交通主管部门的大力支持下，上岙岭隧道照明设施列为节能减排项目，安装了智能监控系统并对照明设施进行LeD灯节能改造。LeD灯属于第四代新型光源，LeD与传统光源在发光形态上最大的区别在于LeD发出的光线是定向的，光源的光已经得到了“整形”（称光源配光或一次配光），整形后的光通量就是它的出射光通，也就是说，从LeD发出的大部分光线就能直接射向被照面，得到充分利用，利用的比例远高于传统的光源。而对于传统光源来说，从发光体发出的光线，都向空间的四面八方发散出去，部分光线可以直接利用，许多光线只能间接利用（通过发射器后才利用），光源光线的利用率自然比较低。
现将两种光源相关数据进行比较（见表1）。
从上表可以看出，高压钠灯与LeD灯各有千秋，各有各的特色。但综合考虑其照明效果、节约能源的角度，且国家积极推广LeD等节能灯具，因此本次改造采用LeD灯。由于目前隧道LeD灯照明及监控系统刚改造完成，上述相关数据目前无法正确评价，下步我们将本次改造项目与类似长度且采用高压钠灯照明的隧道进行灯具使用寿命、光衰、可靠性、维护成本、照明效果、节约电费等方面数据对比，全方位综合考评与总结。
但本次隧道改造无疑是成功的，远程智能监控系统做到了分晴天、阴天和夜间等多种控制工况，按回路实现分级自动控制，安装自然光照度检测传感器，实时将采集的光照度通过主控装置自动调整LeD灯照度，使隧道内LeD灯具的照度和隧道外自然光照度相匹配。通过车辆检测、夜间节能模式、无级调控、回路循环切换功能正常启用，目前单从高压钠灯与LeD灯功率上就能达到年节约电能约11.3万度，用电省且照明效果好，行车安全感得到较大提升，得到社会各界好评，盛赞其为“亮丽文成”添砖加瓦。
参考文献
[1]朱磊.公路隧道LeD照明节能控制研究[D].西安：长安大学，2011.
能源管控与节能方法篇8
关键词维修管理；节能减排；路灯管理
中图分类号：F206文献标识码：a文章编号：1671-7597（2014）15-0167-01
城市照明，是城市基础建设关键部分。随着人们的生活质量提高，人们在完善城市功能，提升城市形象的要求越来越高。随着城市亮化工程进行，城市照明在满足城市道路照明灯同时，造成了不同程度的资源浪费。当前全球资源紧张，环境载力。对于道路路灯，进行有效维护和管理，实现节能减排大有可为。
1城市路灯节能减排存在的问题
城市路灯节能工作的展开，在电力资源的有效节约方面将产生巨大作用。在这一过程中，城市路灯管理人员需要准确确定照明标准，选择优质光源，对道路路灯合理控制，最后要做好路灯管理。具体来说，有以下几个方面的内容。
1.1需要完善照明标准
城市照明标准体系的建立，是城市路灯节能顺利开展基础与前提。所以，城市路灯管理人员设定照明标准时，需要严格按照相关部门颁布的《城市道路照明设计标准》，进行对城市照明标准的设计。这一过程设计过程中，城市路灯管理人员要准确调查城市道路照明亮度，具体要求是达到照明标准要求即可。亮度也不是越高越好。过高的照明标准，并不能有良好实际用处，会带来能源的浪费。使用最优的方案实施。目标是最大程度上，提高路灯的使用效率。总的来说城市照明标准，应当在满足各个道路照明基础上，促进路灯节能的合理开展。满足主干道、次干道，以及住宅小区照明需求。
1.2优质光源需要优化选择
优质光源的优化选择，可以大幅度升路灯节能。这告诉我们，在选好路灯灯泡显色性前提下下，城市路灯管理人员，效率较高的路灯光源，目的是更好提升路灯节能水平。随着科技的发展，LeD光源具有的耗电量少和发光效率高，并且使用寿命长，安全可靠性特点越来越被人们重视。在指示灯、显示屏、景观中广泛运用。在节约型社会的指导下，有望引进路灯节能管理领域。当前LeD灯在辅助技术张，支持尚未成熟实现。市场造价相对较高。
相信随着科技的不断发展，道路照明节能方面LeD等的广泛应用可以实现。并且与高压钠灯系统配合，使得整套配套的灯具辅助装置发挥良好作用。高光效高压钠灯的普及，也会在路灯节能方面大有作为。改变当前，节能装置大以高压钠灯，作为主要光源的照明系统。
1.3路灯节能控制管理到位
路灯控制的顺利开展，是城市路灯节能的关键环节。在工作过程中，城市路灯管理人员应当注重照明控制，兼顾时间控制以及手动控制等。满足这些条件之后，机动车道使用全夜灯就可以满足，人行道中采用半夜灯也大大达到节能要求。除此之外，采取双光源灯具在机动车道中，路灯能源的消耗可以有效降低，高效节能的目的顺利实现。
1.4路灯节能管理的落实
城市路灯管理工作顺利开展，使的能源节约效果凸显在这一过程中。城市路灯管理作用是，将光源的光通量，分配到道路的某一个方向。具体来说，效率较高的路灯，采用较为科学的工艺。其材料为主要采用较高反射率的新型材料。目的是有效对电能高效利用。将眩光效果减小。例如，纯度较高的铝板。
2路灯节能减排具体措施
2.1照明标准的确定
控制照明路灯用电量，就实现了道路照明节能的关键一步。《城市道路照明设计标准》是在设计中必须依照的重要标准。使用过程中不可以私自更改。这其中，道路照明亮度的设计，只需达标的目的，超出相关标准会造成资源的浪费。为了达到这个目的，确定城市道路照明等级是需要首先开展的工作，依据主道路，次道路等不同照明地点进行划分。更好的设计规划路灯照明，需要在施工前期，设计出多种不同方案，然后选择最高效节能的优化方案实施[1]。相关监管部门重点是监督工作。应该保证各个道路的照明需要下，提倡道路照明的节能。比如道路照明，以满足相关规定作为基础，采用大功率光源，考虑较大安装间距和高度，采用较小间距，同时安装高度就能达到节约能源的目的。
2.2路灯控制器的使用
路灯控制器，用于安装在公共场所，也有安装在道路两旁的。路灯通常希望随日照光亮度，实现自动的变化，可以自动开启和关断。既满足行人的需要，还可以实现节能目的。了解常用路灯控制方法，及各自的优缺点之后，可以通过相互比较，确定设计方。对所用传感器进行选择，在电路的设计与分析，从而完成设计任务。
2.3智能化控制节能
智能化路灯节能监控系统，当前已在多个城市发挥作用。该种监控系统的构成主要是微机、职能执行终端，以及无线数传机等。各道路照明情况，在数据传输在管理中可以展现。
智能化控制系统在路灯系统上应用，很大程度减少路灯维护管理支出。并实现了灵活机动的路灯节能运行方式。中控室向各个照明系统发出指命令，控制照明情况就实现了。
2.4远程控制的实现
通过资金投入加大投入，照明系统自动化远程控制管理就可以实现。它主要是针对主次干道路灯控制。路灯故障查处对于远程控制的反应速度提高了。实行路灯24小时巡逻检查后，早晚和大风、雷雨等特殊天气中，巡检力度提高了。车稀人少路段巡查力度也增加了[2]。通过运用先进的路灯设施，实现了对盗窃情况的避免，遏制了不法分子偷盗猖狂[3]。配合城管监察、工商等部门，打击盗损路灯的施违法行为，开展专项行动，遏制了电缆盗窃现象，减少了经济损失。盲区实现了有效的管理，维护管理效果良好。
3结束语
城市路灯照明，是城市基础建设关键环节。在不断的实践和探索中，才会有好的成效。在进行路灯维护管理和节能中，要全面科学考虑设计。在确保道路照明情况下，结合地方实际情况，达到节能目的。这个过程中，还要合理预算，严格把关施工质量。把我们的城市建设变得更加美丽，更加明亮，提高我们的生活质量。
参考文献
[1]王冬青.城市路灯照明节能的措施[J].科技信息，2012（23）.
能源管控与节能方法篇9
关键词：网络中央空调；系统节能；控制方法
网络中央空调技术的实施不仅使系统资源得到了更加充分的利用，还使中央空调系统的运行管理水平得到了质的飞跃，即从第1代手动空调系统、第2代半自动空调系统提升为以智能网络化、节能经济化、专家管理便捷化为特点的第3代空调系统，其节能效果显著。通过对某商场的网络中央空调系统节能改造项目的分析，节能节费达到20%以上。这表明网络中央空调在商场的实际节能应用中有着显著的节能效果。网络中央空调及其节能控管系统的广泛应用将进一步推进空调系统的节能和科学运行管理。
1．网络中央空调技术构架
网络中央空调主要包括：中央空调管理系统服务器；用于网络型冷水机组、空调机组、新风机组、机房辅助设备的网络化控制的LC2000nt通用网络控制器；百联网络；局域网络窄调控管系统，这其中包括能量管理系统和专家管理系统2部分；网络中央空调在线管理系统。在整个网络中央空调技术构架中主要由3个层面构成：
1.1 第l层位网络设备层
为了使得网络中的tCp／ip技术和微处理器集成再数字控制其中，通过通用网络控制器进行智能采集控制以及相关的网络连接，这样就可以通过把空调制冷设备升级为网络型设备，从而使设备与控制柜直接的互联操作。
1.2 第2层为网络控管层
其核心就是建立局域网络空调控制管理系统，作为网络中央空调的核心控制和管理层，对于各个设备信息采集、数据存储分析和指挥管理控制是它的主要丁作，同时可以利用能量管理系统对整个系统实时进行管理和优化处理。
1.3 第3层主要为存线管理层
就是整个系统的主要的在线支持以及服务系统，通过网络进行实时的空调运行情况的监控以及远程干预控制操作等等。
2．网络中央空调系统整体节能
2.1 系统整体节能控制方法
通过相关公式Q=C·w·(th-tg)可以计算出空调实际冷负荷，在上述公式中，Q为空调冷负荷kw；C为冷冻水的比热，为4.286kJ／kgX0C；w为冷冻水流量kg／s；th为冷冻水恒1水温度℃；tg为冷冻水供水温度℃。根据得出的空调系统要求机组提供的制冷量，然后依据所需制冷量的相关控制参数进行设定控制，可以计算出冷水机群、冷站系统和空调系统的Cop值。对于能量管理系统来说，其主要的功能为：通过实时监测系统负荷来达到冷量输出与空调末端的状态，避免能量浪费，从而达到最佳匹配节能运行状态。根据室内环境温度的需求进行监测，通过最大限度利用室外新风，从而空调各个环节可以达到高效节能状态。
2.2 系统优化控制方案
文中采用2部分控制方案进行探讨，也就是离线预测和在线运行控制相结合的优化管理方式。其中，离线预测主要包括对于次日机组运行方式及方案的制定工作；在线预测工作主要包括冷负荷的计算工作，并且与优化后述职进行比较，从而对于运行策略进行修正，完成实际机组运行状态的检测和运行。网络中央空调系统采用离线预测控制和在线运行控制相结合的系统能量优化管理方案。离线预测部分的主要功能是对次日机组的运行方案进行预测与制定。在线控制部分主要功能是完成实时冷负荷的计算，通过实际值与优化运行值的比较，对运行策略进行修正，同时实现机组运行状态的检测与运行结果的输出。
3．应用探讨
基于上述网络中央空调整体节能的模型及控制方法，建立了网络中央空调节能管理系统，并根据不同类型空调系统的特点，如传统的风机盘管加新风系统、全空气系统等分类建立实用模型，也可根据冷热源的不同类型建立螺杆式、离心式冷水机群、风冷机群、水源及地源热泵机群等模型，然后通过网络中央空调节能管理系统对已建立的不同的空调模型进行管理摔制，达到整体节能的目的。刚络中央空调系统在实际新建项日和已有建筑空调系统改造项目中得到了广泛的应用，节能效果显著。下面以某区网络化改造为例，介绍网络中央空调在实际工程中的应用。
某区办公楼的建筑面积为18000m2，地下1层，地上10层。全部用于办公。夏季采用4台80Rt(278.4kw)的风冷机组供冷，冬季采用锅炉取暖。空调末端为风机盘管+新风系统。全年电费为209万元，冬季供暖55万元，全年能源费用264万元。用电设备的电耗情况，其中，风冷机组电耗占83％，空调末端电耗占4％，冷水泵电耗占13％，可见，风冷机组电耗所占比例最大。经过现场考察、设备检测和专家诊断得出空调系统存在一定的问题：办公楼空调系统能效比冷源能耗水平高；由于制冷机组的设计及装机容量偏高，对该办公楼空调系统实施网络化改造，实现4台风冷机组集中控制，通过实际负荷。机群有效组合，并且还可根据室外实际温／湿度调节高压喷雾加湿器，实现节能。同时，通过供暖系统节能改造、水泵变频控制过渡季全新风运行网络控制策略、末端风盘自动调节控制、增设分项计量和节能审计系统等等，最终实现系统综合节能；冷量输入、输出不匹配，导致运行能耗偏高，超过100元／m2；空调系统未采用节能控制管理；系统没有自动调节功能，管理不方便，浪费人力、物力。
对于进行实施网络中央空调改造的办公楼进行统计分析发现，空气质量、室内温度等各个方面得以改善，同时缩短了风冷机全年运行的时问，免于过渡季节的制冷，这样就节省了大量的能源消耗，另一方面也说明空调系统运行管理的水平提高。与整个网络化控制改造投资的58万元相比，每年可节约空调能源费、供暖费用、设备维修及人工费用共约20万元，3年左右即收回投资成本，投资收益十分显著。
4．结语
文中主要对网络中央空调的技术构架进行探讨，在此基础上，重点分析了网络中央空调系统的整体节能相关内容，最后通过网络中央空调节能系统的工程应用实例，指出文中提供的相关理论模型以及控制方案在实际空调节能工程中具有很明显的节能效果。
参考文献：
能源管控与节能方法篇10
1.1最严格水资源管理制度概念/最严格水资源管理制度0理念由于提出的时间比较短,还未形成统一的概念和定义。当前较为合理的定义为:最严格的水资源管理制度是一种行政管理制度,它是指根据区域水资源潜力,按照水资源利用的底限,制订水资源开发、利用、排放标准,并用最严格的行政行为进行管理的制度。最严格水资源管理制度的核心是由开发、利用、保护、监管四项制度来构成,再往下面则贯穿了整个水资源工作领域的评价、论证、取水工程管理、计划用水、保护治理、规划配置、监测、绩效考核等若干小制度。1.2最严格水资源管理制度内涵最严格水资源管理制度是以水循环规律为基础的科学管理制度,是在遵守水循环规律的基础上面向水循环全过程、全要素的管理制度;最严格水资源管理制度是对水资源的依法管理、可持续管理,其最终目标是实现有限水资源的可持续利用;最严格水资源管理制度旨在提高水资源配置效率的管理,水功能区达标率的提高是水资源优化配置的必要条件,而用水效率的提高是水资源配置效率提高的外在体现。
2实现最严格水资源管理制度需要的科技支撑
2.1完善的水文工作基础水文工作在实行最严格水资源管理制度工作中占据重要的地位,对实行最严格水资源管理制度具有重要的科技支撑作用。其主要表现为:最严格水资源管理制度主要目标的考核需要依靠水文行业扎实的基础工作;地表水、地下水的水量、水质监测,是实行最严格水资源管理制度/三条红线0的重要基础工作;突发水污染、水生态事件水文应急监测,是健全水资源监控体系,全面提高监控、预警和管理能力的重要组成部分;防汛抗旱的水文及相关信息监视与预警,是提高防汛抗旱应急能力的重要基础;水文及水利信息化建设,是现代水利信息化建设的重要部分,是实行最严格水资源管理制度的重要基础;同时,最严格水资源管理制度关键科学问题的解决,需要水文科学的支持和广泛参与[3]。2.2高效的水资源调度能力最严格水资源管理制度的核心之一是建立水资源开发利用控制红线,严格实行用水总量控制,这意味着最严格水资源管理要从取水源头出发,从取水总量上进行第一步的/最严格0控制。而我国国情和水情共同决定了水资源的时空分布不均,严重影响了水资源的开发利用以及居民的生产生活,这也是出现地下水超采以及局部水资源供应紧缺的根本原因。水资源调度作为改变水资源天然时空分布不均的有效途径,能够起到实现流域水资源合理配置的作用,是落实用水总量控制方案的重要抓手,也是实行最严格水资源管理制度的基础性工作。因此提升水资源调度能力是实施最严格水资源管理制度的必然要求,是最严格水资源管理制度快速和有效实施的重要支撑。2.3准确的用水总量控制模型最严格水资源管理制度提出用水总量控制和定额管理相结合的制度,但是总量控制与定额管理的研究还未形成体系,不同层次总量控制与定额管理在具体指标的编制、实施、核算、优化、调控等过程缺乏科学依据,所以难以保证制度实施的科学性和合理性[4]。目前水资源用水总量控制指标的确定方法存在大量主观因素的干扰,缺乏系统性、科学性[5]。不过实践证明,基于/自然)社会0二元水循环理论的用水总量模型能很好地协调各方面限制因素,达到科学控制用水问题的目的。它在科学评价流域(区域)水资源量、水资源可利用量的基础上,综合考虑经济、社会、生态、环境的用水需求以及公平、高效与可持续原则,通过多目标决策分析将水资源合理分配到经济社会的各个部门,确定流域(区域)各发展阶段的用水总量控制指标,从而为取用水总量控制和定额管理、为最严格水资源管理的高效实施提供了强有力的支持和促进[627]。2.4精确的用水效率控制最严格水资源管理制度/三条红线0分别控制的是取水、用水和排水环节。用水环节作为中间过程,用水效率控制目标的实现直接关系到用水总量控制目标的实现,并且与废污水排放量、水功能区水质达标情况有很大的相关性。用水效率控制是与具体用水行为关系最紧密、效果最直接的管理手段,因此,严格控制用水效率是实施最严格水资源管理制度的关键环节。基于分级控制的用水效率控制能够更精细化地管理水资源,在用水效率控制红线的基础上,进一步细化为/红0/黄0/蓝0三条线,加强对用水效率的控制力度。对用水效率进行/红0/黄0/蓝0三条线的分级控制,可以将原有的单一控制指标进一步细化,一方面为用水效率的监控提供明确的划分标准;另一方面也增加了用水单位提高用水效率的积极性,还能促进最严格水资源管理制度的有效实施[8]。2.5合理的水功能区限制纳污指标体系水功能区限制纳污红线是以水体功能相适应的保护目标为依据,根据水功能区水环境容量,严格控制水功能区受纳污染物总量,并以此作为水资源管理及水污染防治管理不可逾越的限制。红线要求按照水功能区划对水质的要求和水体的自净能力,核定水域纳污能力,提出限制排污总量。合理的水功能区限制纳污总量体系建立所要求的关键部分就是水功能区纳污能力与限制排污总量的准确核算以及水功能区限制排污总量时空分配的确定。合理的水功能区限制纳污指标体系能为水功能区限制纳污红线的落实提供前期的基础,也为最严格水资源管理制度的有效实施提供必要的科技支持[9]。2.6先进的数字流域建设数字流域是对流域的数字化表述,是在现有的流域数字化体现形式的基础上,运用数字化的手段来处理、分析和管理整个流域,实现流域的再现、优化和预测,对宏观与微观信息都能够比较全面、系统地掌握,从而有效弥补现有流域的运行缺陷,帮助解决流域现有问题,优化流域的建设、管理和运行,促进流域的健康可持续发展[10]。数字流域不仅能在计算机上建立虚拟流域,再现流域的水资源的分布状态,更为重要的是,它可以通过各种信息的交流、融合和挖掘,综合气象、水文、国土、交通等信息,通过数字化模拟现代化手段,提高流域水资源综合管理水平。同时也可以为最严格水资源制度的有效落实和可持续发展战略的实施提供有力的科学依据[11]。
3最严格水资源管理制度的理论体系框架
基于对最严格水资源管理制度理念的认识,以及其内涵的理解,总结出最严格水资源管理制度基本理论并构建了最严格水资源管理制度的理论体系框架,见图1。同时,对最严格水资源管理制度理论的指导思想、基本原则、目标、主要内容、理论方法和保障措施进行探讨,以指导最严格水资源管理的实践、支撑最严格水资源管理战略的规划和实施。
(1)科学发展观。科学发展观是坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会协调发展和人的全面发展的一种方法论。最严格水资源管理制度的本质就是在深入贯彻落实科学发展观的基础上,以水资源配置、节约和保护为重点,强化用水需求和用水过程管理,通过健全制度、落实责任、提高能力、强化监管,严格控制用水总量,全面提高用水效率,严格控制入河湖排污总量。(2)人水和谐思想。人水和谐是指/人文系统与水系统相互协调的良性循环状态,即在不断改善水系统自我维持和更新能力的前提下,使水资源能为人类生存和社会经济可持续发展提供久远的支撑和保障0[12213]。最严格水资源管理制度实施的根本目标就是解决当前紧缺的水资源形势,控制水资源开发总量、提高水资源利用效率、限制污水排放总量,从而实现水资源的可持续利用,最终达到人与水的和谐相处。坚持以人为本,着力解决人民群众最关心最直接最现实的水资源问题,保障饮水安全、供水安全和生态安全;坚持人水和谐,尊重自然规律和经济社会发展规律,处理好水资源开发与保护关系,以水定需、量水而行、因水制宜;坚持统筹兼顾,协调好生活、生产和生态用水,协调好上下游、左右岸、干支流、地表水和地下水关系;坚持改革创新,完善水资源管理体制和机制,改进管理方式和方法;坚持因地制宜,实行分类指导,注重制度实施的可行性和有效性。(1)三条红线。最严格水资源管理制度的核心是确立/三条红线0,实际上是在客观分析和综合考虑我国水资源禀赋情况、开发利用状况、经济社会发展对水资源需求等方面的基础上,提出今后一段时期我国在水资源开发利用和节约保护方面的管理目标,实现水资源的有序、高效和清洁利用。/三条红线0是国家为保障水资源可持续利用,在水资源的开发、利用、节约、保护各个环节划定的管理控制红线。(2)四项制度。最严格水资源管理的/四项制度0是一个整体,其中用水总量控制制度、用水效率控制制度、水功能区限制纳污制度是实行最严格水资源管理的具体内容,水资源管理责任和考核制度是落实前三项制度的基础保障。只有在明晰责任、严格考核的基础上,才能有效发挥/三条红线0的约束力,实现最严格水资源管理制度的目标。用水总量控制制度、用水效率控制制度、水功能区限制纳污制度相互联系,相互影响,具有联动效应。任何一项制度缺失,都难以有效应对和解决我国目前面临的复杂水问题,难以实现水资源有效管理和可持续利用。最严格水资源管理制度的理论基础包括水资源可持续利用理论、水循环理论、水量平衡原理、水资源优化配置理论、水资源高效利用理论和水体排污总量控制理论。最严格水资源管理制度的基础理论是最严格水资源管理制度实施的基本支撑,也是最严格水资源管理制度理论体系的基础。(1)水资源可持续利用理论。水资源可持续利用是指在维持水的持续性和生态系统整体性的条件下,支持人口、资源、环境与经济协调发展和满足代内和代际人用水需要的全部过程[14215]。水资源可持续利用是一种在不超过水资源再生能力、社会经济持续发展或者保持以前的发展速度的前提下,水资源开发利用的模式。地球上的水资源量是有限的,并不是取之不尽用之不竭的,但是由于水循环的存在,才使得水资源的可持续利用成为可能。由于经济社会的飞速发展,水资源紧缺已经成为不争的事实。基于水资源可持续利用的理论,实现最严格水资源制度本质上就是要在取水、用水、排水三个方面严格控制,减少水资源开发量、提高用水效率、减少水体排污总量,以实现水资源与经济、社会、生态环境协调的可承载、有效益、可持续的发展。(2)水循环理论。水循环是联系大气圈、水圈、岩石圈和生物圈相互作用的纽带,是水资源形成的基础。也正是由于水循环的作用,使水处在永无止境的循环之中,也使得水资源成为一种可再生资源,因此,水循环的存在是水资源可再生性的基础,也是水资源可持续利用的前提。水循环理论的研究是开展最严格水资源管理制度理论研究的基础。水循环的机理和特点决定了水循环是永无止境的,但是可再生并不意味着无限可取。因此开发利用水资源过程中,一定要转变观念,实施最严格的管理,以保证水资源的可再生性,实现水资源的可持续利用。(3)水量平衡原理。水量平衡原理是研究一切水文现象和水资源转化关系的基本原理。水量平衡原理的提出从根本上说明了水资源是有限的,不是无限可取的。水量平衡原理是最严格水资源管理制度实施的基础理论。从本质上表明了确立水资源开发利用总量控制红线的根本意义以及确立用水效率控制红线和水功能区限制纳污控制红线的必要性和重要性。水量平衡原理的存在,决定了宏观和微观上的/开源0措施均不是解决水资源严重短缺的根本措施。只有严格的/节流0措施才是解决这一问题的关键。(4)水资源优化配置理论。水资源优化配置泛指通过工程和非工程措施,改变水资源的天然时空分布;开源与节流并重,兼顾当前利益和长远利益;利用系统科学方法、决策理论和先进的计算机技术,统一调配水资源;注重兴利与除弊相结合,协调好各地区以及各用水部门之间的利益和矛盾,尽可能地提高区域整体的用水效率,以促进水资源的可持续开发利用和区域的可持续发展[16217]。水资源优化配置的实质就是提高水资源的配置效率,一方面提高水的分配效率,合理解决各部门和各行业(包括环境和生态用水)之间的竞争用水问题;另一方面则是提高水的利用效率,促使各部门或各行业内部节约高效用水。(5)水资源高效利用理论。水资源高效利用的目的就是满足经济社会发展和生态环境维系的需水要求,以提高水资源的单位经济效益和生态效益,以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展,促进人水和谐相处。经济社会可持续发展理论和流域或区域内的水循环转化机理是水资源高效利用的理论基础[18]。加大推进工、农业节水技术和居民生活节水器具、合理有效的水价体系、流域或区域内水资源的合理配置和水资源的统一管理都是实现水资源高效利用的重要手段。水资源高效利用的直接效用就是提高用水效率,杜绝各种用水浪费,更进一步的减少取用水总量,实现水资源开发利用总量控制,最终实现水资源的可持续利用。(6)水体排污总量控制理论。水体排污总量控制是指根据一个流域、地区或区域的自然环境及其自净能力,根据水环境质量标准,通过控制污染源的排污总量和相应的污染物处理措施,把污染物负荷总量控制在自然水体环境承载能力范围之内[19]。水体排污总量控制的基本思路是根据流域或区域的社会经济发展状况,通过行政与经济干预以及各种技术措施,逐步将污染物排污总量控制在水环境容量范围之内的过程。(1)科技支撑保障的建设。先进技术和制度为最严格水资源管理的实施提供科技保障,是最严格水资源管理制度有效实施的前提。目前其研究和建设情况还很薄弱,现有的技术条件还不足以支撑最严格水资源制度的实现。因此,要加快基础水文信息数据的采集和观测,健全全国水文观测站点和水文信息共享平台的建设;加快对于/自然)社会0二元水循环理论的用水总量模型的研究,系统提出用水总量控制指标体系;加快节水型生产工艺、节水灌溉技术和节水器具的推广和实施,建立精确的用水效率控制指标体系;加快水功能区纳污能力与限制排污总量核算和水功能区限制排污总量时空分配的研究,确定合理的水功能区限制纳污指标体系;加快数字流域建设,实现对全国河湖水系的数字控制和管理。(2)/三条红线0指标选择和控制指标的分解的研究。/三条红线0是从不同角度、不同层面对水资源的利用和保护进行管理的一个明确的界限。同时,/三条红线0彼此之间相互联系、相互制约,共同构成一个完整的水资源管理体系。当前反映取水、用水、排水过程的指标很多,但是缺乏将其作为统一整体考虑的指标体系,因此,要加快完整控制指标体系的研究。还要迅速着手于对国家层面的宏观控制指标进行分解的工作,建立省、市、县三级行政区域水资源管理红线指标体系。(3)水资源管理责任和考核制度的建立。要将水资源开发、利用、节约和保护的主要指标纳入地方经济社会发展综合评价体系,县级以上地方人民政府主要负责人对本行政区域水资源管理和保护工作负总责。国务院对各省、自治区、直辖市的主要指标落实情况进行考核,水利部会同有关部门具体组织实施,考核结果交由干部主管部门,作为地方人民政府相关领导干部和相关企业负责人综合考核评价的重要依据,具体考核办法由水利部会同有关部门制订,报国务院批准后实施。(4)水资源监控体系的建设。全面提高水资源监管能力,是实施最严格水资源管理的必要手段。加快建立与用水总量控制、用水效率管理、水功能区管理要求相适应的监控体系是实施最严格水资源管理制度的迫切需要。加强省界等重要控制断面、水功能区和地下水的水质水量监测能力建设;加强对重点取用水户取水、主要入河排污口等的适时监控;加快水资源信息化建设,实现水资源管理向动态、精细、定量和科学管理转变。(5)水资源管理体制和投入机制的完善。进一步完善流域管理与行政区域管理相结合的水资源管理体制,切实加强流域水资源的统一规划、统一管理和统一调度。强化城乡水资源统一管理,对城乡供水、水资源综合利用、水环境治理和防洪排涝等实行统筹规划、协调实施,促进水资源优化配置。拓宽投资渠道,建立长效、稳定的水资源管理投入机制,保障水资源节约、保护和管理工作经费,对水资源管理系统建设、节水技术推广与应用、地下水超采区治理、水生态系统保护与修复等给予重点支持。(6)政策法规和社会监督机制的健全。抓紧完善水资源配置、节约、保护和管理等方面的政策法规体系。广泛深入开展基本水情宣传教育,强化社会舆论监督,进一步增强全社会水忧患意识和水资源节约保护意识。大力推进水资源管理科学决策和民主决策,完善公众参与机制,采取多种方式听取各方面意见,进一步提高决策透明度。