管好你的能源账单

到目前为止，大多数制造经理完全理解在生产过程中节约能源的商业案例。然而，许多人仍在努力寻找正确的节能策略。

最大的挑战仍然是在削减能源成本和满足以客户为中心的指标(如高产品质量和准时交货)之间取得适当的平衡。

在按照规格制造产品时，对精度的固有需求增加了能源管理方程式的复杂性。

无论你在做什么——一个电子电路，一个木制家具，一个塑料玩具，还是一个巨大的金属设备——每一项操作的时间或温度等参数对于交付客户愿意购买的产品至关重要。保持这些精确的参数需要使用特定数量的能量。

近年来，随着公用事业公司制定了惩罚能源消耗大户的收费制度，制造商寻求成为成本效益高的能源用户的问题变得更加复杂。这些计划对那些在电网需求最高的时候消耗大量能源的人尤其苛刻，从历史上看，这正是大多数制造商工作日的中间时间。

能量管理的重要性

Navigant Research认为，在决定制造商在各自行业中的竞争地位方面，高效的能源管理将很快与产品质量一样重要。根据Navigant的说法，工业能源管理软件和服务的复合年增长率反映了这种重要性。

根据Navigant最近的一项研究，按照目前的增长速度，全球工业能源管理解决方案市场将在未来7年内翻一番，从2013年的113亿美元增长到2020年的224亿美元。

当然，大型工业自动化设备供应商，如罗克韦尔自动化、西门子、英维思和施耐德电气等，将成为这种快速增长的主要受益者。然而，Navigant认为其他玩家也有潜在的机会。

例如，像IBM和SAP这样的大型IT公司，在处理大型数据集和复杂的实时业务分析方面拥有专业知识，以及能够提供独特产品和特殊水平客户服务的小型利基公司，都可以进入市场。

当谈到小众公司时，Navigant认为，他们最终的成功将取决于他们将自己独特的解决方案与大型公司已经建立的能源管理生态系统联系起来的能力。

总部位于西雅图的Powerit Solutions符合Navigant对小型供应商的定位，即准备从即将到来的工业能源管理热潮中繁荣起来。

“我们的技术旨在为工业用户提供能源管理解决方案，”Powerit solutions的产品营销总监帕蒂·索尔伯格(Patty Solberg)在最近的一次采访中表示。

Powerit提供的软件应用程序解决了工业能源管理的三个方面:

• 高峰需求管理
• 自动需求响应
• 自动参与实时定价程序。

Powerit将其解决方案打包在一个名为Spara DM (Demand Manager)的软件套件中。

避免价格处罚

这款名为“Spara需求控制”的高峰需求管理应用程序可以帮助企业避免在电网需求旺盛时使用大量能源所带来的价格罚款。Solberg说，这样做不会迫使用户降低产量。

她说:“我们在北美地区安装了180多个需求管理技术，在将工业设施的高峰需求费用降低10%到30%方面有着良好的记录。”“这意味着水电费将减少5%至10%，甚至更多，具体取决于设施的规模和具体的需求收费。”

Spara需求响应是Spara DM套件中的第二个应用程序，它使公司成为公用事业公司需求响应计划的积极参与者。在需求响应计划下，工业用户可以通过同意在电网极度紧张的时期严格限制消费来获得可观的经济利益。

这些好处可以是能源账单的折扣，也可以是现金回扣，如果用户选择了服务或专门从事电力汇总和管理用户群体的能源削减计划的公司。

如果没有先进技术的帮助，制造商几乎不可能实现需求响应计划的全部好处。这是因为这些程序要求用户在公用事业宣布“需求响应”事件时减少消耗。

较短的通知

虽然公用事业公司通过自己使用的技术，通常可以预测何时会发生需求响应事件，但有时项目参与者几乎没有提前得到需要削减电力使用的警告。大多数公用事业公司试图给用户至少24小时来响应需求响应事件。然而，现实情况是，随着世界对权力的胃口越来越大，更短的通知——有时只有几分钟——变得越来越频繁。这些简短的通知可能会给那些试图在保持能源成本底线的同时维持生产计划的制造商带来重大问题。

这就是为什么希望参与需求响应计划的制造商需要Spara需求响应这样的解决方案。该应用程序允许绘制整个生产网络的能耗图，提供必要的洞察力，以确定哪些操作可以闲置，以适应任何需求响应事件，而不会危及关键的生产计划。

最后，如果他们的公用事业公司运行动态定价计划，使价格根据市场情况不断变化，Spara动态定价可以帮助公司做出明智的选择，减少能源使用。与需求响应事件相比，这些程序通常给用户提供的价格变化警告甚至更少。在动态定价下，能源价格可能在一天内发生多次变化。然而，参与这些计划的公司发现它们是值得的，因为与传统的计量费率相比，它们可以获得20%到40%的折扣。

Spara动态定价目前是Powerit三个应用程序中使用率最低的，因为公用事业公司在推出动态定价计划方面有些缓慢。“今天，我们看到很多人对需求控制和自动化需求响应很感兴趣，”Solberg说。

不管所使用的具体应用程序是什么，Spara技术的设置和配置都是相同的。

互联

有一个连接到设施的电能表，可以跟踪能源消耗的数量和成本。然后，在与工厂经理协商后，Powerit将系统连接到整个工厂的各种机器上。

索尔伯格解释说:“我们总是与电表相连。“这是底线。我们需要知道设施的总消耗量，因为这是水电费账单的基础。然后，我们查看每台消耗能源的机器，以确定我们最需要控制的负载。我们并不总是只控制生产负荷。有时我们可能会控制办公室的暖通空调，以抵消生产高峰。”

实现包括在Spara系统中设置约束，以便如果系统确定任何计划的电源关闭将中断关键的生产运行，则将覆盖该操作。一旦配置完毕，Spara的功能就像索尔伯格所说的“无所不知的工厂经理”，对能源使用做出实时决策，始终在生产性能和能源成本之间取得最佳平衡。

技术是如何工作的

在初始安装之后，Powerit将通过减少某些机器上的负载进行试验，然后监测这对峰值需求水平和生产效率的影响。如果效果是积极的，这些设置保持不变;否则，它们将被更改并再次监视。

为初始监测选择的负荷因设施类型而异。然而，根据Navigant的理论，小供应商必须有特殊的专业知识，Powerit已经在食品和饮料制造商和金属铸造厂中建立了强大的存在。

“我们确实有很多代工客户，”索尔伯格说。“金属熔炼炉是这些设施中常见的控制负荷。”

铸造厂通常有多个熔炉，为不同的铸造线提供原料。如果没有需求控制解决方案，这些炉子就会彼此独立运行，而且一个或多个炉子的运行时间超过必要的时间并不罕见，这意味着它们浪费了大量的能源。

实际上，需求控制应用程序可以像操作单个单元一样操作多个炉子。它允许工厂经理轻松确定应该关闭哪些炉子，以及关闭多长时间，以避免高峰需求费用，同时保护生产计划。

Solberg说，Spara技术可以根据系统实施过程中设置的约束条件自动做出决策。

她说:“因为一条铸线有多个熔炉，所以会有一些天然的缓冲。”“如果有三台炉在给一条铸造线送料，你可以关闭最后一个送料的炉，以避免需求高峰。然后，你就可以及时给炉子通电，让它满足给生产线送料的计划。”

罗切斯特金属产品公司是受益于使用Spara DM平台的铸造厂之一。

罗彻斯特金属公司总部位于印第安纳州罗切斯特市，为众多行业的客户提供产品，包括空气压缩机、医疗、汽车、重型建筑和船舶设备的制造商。

Rochester Metals在得知其公用事业公司正在实施新的峰值需求定价结构后，采用了Spara平台。该系统连接到罗切斯特熔化过程中使用的所有熔炉。

当系统识别到需求高峰期时，它可以立即确定在给定时刻哪个炉子不需要，并首先从那个炉子上卸下负荷。

同样的用法;低得多的账单

在采用Spara DM之前，罗切斯特金属公司的典型月峰值需求为21,000千瓦。系统在18000 kW下测试了一个月后，对生产没有影响，设定值调整到17000 kW。同样，没有生产损失，因此设定值被移至16000千瓦，这是今天的设定值，没有生产损失。

“实际上，他们使用的千瓦时数量并没有改变，”索尔伯格说。“改变的是他们如何以及何时使用这些千瓦时。这大大减少了他们的水电费。”

Powerit帮助客户配置其应用程序，以利用其固有的智能来选择正确的负载来控制，从而实现经济高效的能源管理。然而，一些用户已经对他们的生产过程进行了调整，以进一步利用这项技术。

索尔伯格说:“在第一步，我们提供的节省通常不涉及到工艺流程。”“但该系统确实允许操作人员从能源消耗的角度看到工厂内发生的一切。这让他们有能力进行调整，以真正优化能源使用。”

今年早些时候，Powerit推出了基于云的平台，Solberg表示，这将进一步提高客户分析和优化能源使用的能力。

这个名为Spara Hub的新解决方案提供了与基于云的应用程序相关的典型优势，例如更快的部署和简化的维护。但根据索尔伯格的说法，真正的优势是“我们可以作为托管解决方案提供额外的功能”。

在托管平台上运行将允许Powerit开发一种将其应用程序连接到公用事业网络以及大型工业自动化设备供应商的技术平台的方法。

标准的连接

索尔伯格说:“这个平台可以让我们建立与公用事业和电力集成商的标准连接，将价格信息反馈给我们的客户。”“我们还与主要的自动化供应商合作，将我们的软件功能嵌入到他们的生态系统中。”

最终，Solberg认为，Spara解决方案在云端将更容易向制造商展示工业能源管理战略的真正价值。

她解释说:“如果一家公司有一个计量系统，可以显示他们的消费模式，他们可以将这些数据重定向到我们的托管平台，在那里我们可以快速分析他们潜在的节能情况。”“我们可以在没有托管平台的情况下进行分析，但我们首先必须在客户的现场安装硬件，并做大量的工程工作来获取我们需要的数据。”

- - - - - -编辑西德尼·希尔，小，一个CFE媒体贡献内容专家，sidhilljr@gmail.com．本文是……的一部分工业能源管理CFE媒体出版物的增刊．

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