时间：2023-03-08 15:32:33
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温亚震的开场白很简单，在青岛举办的首期全国能源管理师培训班上，作为能源管理师培训项目开发机构职业经理研究中心的主任，温亚震直言不讳。“说到底，就是为了促进企业节能减排！”
日前，国务院印发了国家发改委会同有关部门制定的《节能减排综合性工作方案》(以下简称《方案》)，《方案》特别提出，重点耗能企业要建立能源管理师制度，实行重点耗能企业能源审计和能源利用状况报告及公告制度，对未完成节能目标责任任务的企业，强制实行能源审计。
引入能源管理师培训，最终建立高水平的中国能源管理师和能源审计师培养体系，成为经济和能源可持续发展新的需求。专家指出，高效能源工程的决定性因素是人，这个决定性因素在《方案》中就体现在能源管理师制度上。
据了解，目前部分城市已经开始落实该项制度：青岛市国资委自6月26日起，在大中型企业中开展能源管理师培训；7月2日，扬州市经贸委宣布，该市今年将向高耗能企业派驻能源审计管理师，督促企业节能减排；上海也提出，政府部门和企业应设立能源管理机构和专门岗位，引进能源管理师职称。
“全国能源管理师项目的启动，符合国家节能减排、发展循环经济的政策。”
温亚震表示，主管部门及各企业必须像抓环境评估一样对新上企业的能源利用方案进行评定和把关，像抓财务审计一样对企业能源利用效率进行年度审计，并配套能源价格奖惩政策激励企业不断提高能源效率管理水平――这是解决中国经济快速发展下节能降耗的必由之路。
《经济》：怎样定义能源管理师？
温亚震：企业能源管理师应当是企业中能源管理的核心人物、决策人物和主要管理者，是企业的高级职业经理人。他们要熟知能源与能效管理知识，正确解读和合理运用政策，做好能源计量、统计和监测管理工作，借鉴成功经验组织节能规划和实施。
《经济》：能源管理师培训的内容有哪些？
温亚震：在培训内容和培训形式上，我们参考了国外的先进经验，按照工业制造业、能源企业、建筑及房地产业、城市公共事业四大类进行划分。同时，来自国家发改委、国资委、科技部的能源管理专家对国家能源政策、节能减排面临的形势和企业责任做系统的讲解。
企业能源管理师培训后，将参加统一组织的评价考核。考核通过后，将颁发《企业能源管理师证书》，并将纳入企业人才库进行管理。
《经济》：今后企业能源管理师培训如何在全国展开？
温亚震：我们计划先在国资委系统开始，推广企业能源管理师培训评价制度，并逐步在全国企业中展开。国资委管理的企业大多是大型企业，同时也是能耗大户，是我们节能减排的重点。首先在他们当中推广企业能源管理师培训评价制度，是为其他企业树立标杆。
这俨然是一个充满“风险”的行当。
18年前，在中国与世界银行合作实施的《中国节能促进项目》支持下，合同能源管理登陆中国。
18年过去了，在应当成年的时刻，中国的合同能源管理产业依然处在一个蹒跚学步的尴尬年龄。
这与人们原本的预期相去甚远。
发轫于上世纪70年代的美国的合同能源管理，目前是全球最为流行的节能减排模式。其模式具体来讲，就是由节能服务公司投入人才、技术、设备免费为客户进行节能改造，双方分享节能效益。节能服务公司、客户能够在一个绿色环保的目标下实现双赢，是该模式的最大亮点。
理论上，合同能源管理产业与中国的绿色经济发展规划在对接上不会存在任何“排斥”反应。但现实远非看上去那么美好。
2010年4月，国家发展和改革委员会（下称“国家发改委”）联合财政部、中国人民银行、国家税务总局颁布《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》。随后，财政部、国家发改委等联合印发了《合同能源管理项目财政奖励资金管理暂行办法》。
在一系列政策推动下，各地节能服务公司如雨后春笋般冒出来。截至目前，在国家发改委备案的节能服务公司总数已达到3210家，合同能源管理的春天似乎已经到来。
然而这个几乎被所有人看好的“双赢”生意，却没有获得预期的高速成长，大量从事合同能源管理的节能服务公司步履蹒跚、处境被动，这种局面或许是世界银行当初始料不及的。
“从其模式本身来看，毫无疑问颇具吸引力，合同能源的商机显然已经被意识到，而问题就出在具体的实施层面。”厦门大学能源经济研究中心主任林伯强分析称。
一个好消息是，国家已决定为合同能源管理产业真正迎来春天而注入强心剂。
7月中旬，国务院常务会议特别提到“要发展壮大合同能源管理等节能环保服务业”。
合同能源管理产业能否抓住此次机遇，真正迎来自己的春天？
诚信危机
在采访的过程中，记者听到最多的一个词便是“风险”。其中诚信风险最为关键。“从整个行业发展来看，诚信风险是困扰节能服务企业的难题，决定着企业甚至行业的生死存亡。”北京首聚能源科技发展有限公司节能项目经理李贺兰分析称。
合同能源管理模式决定了对于节能服务公司而言，在前期会做大量的投入，只有客户节能改造后获得的节能效益才能参与分成，收回投资取得利润。节能项目存在技术种类多、范围广、周期长、节能效果认定分歧等多种因素，节能公司和用能单位容易产生纠纷，导致拖延、克扣甚至拒绝回款等现象发生。
李贺兰所在的公司主要依托绿色照明节能、电机变频节能、余热余压利用三种技术进行节能服务。
合同能源管理最关键的是合同。“每一个项目，我们都是从商务洽谈开始，挖掘客户的需求，获得客户认可以后，免费为客户提供整套节能服务方案，包括能源审计、项目设计、设备采购、人员培训，由节能公司承担技术风险和资金投入风险。但项目运作一段时间，节能效益逐渐显现后，企业发现与节能服务公司合作不如干脆去买设备，于是风险就出现了，这样的行为需要靠合同规范。”李说。
虽然已经有多年的从业经验且所在的公司也还未曾遭遇过诚信问题，但李贺兰每次签订合同前总是忐忑不安，在法律顾问等协助下，仔细分析每一处可能存在的风险点。“有些情况不可控，过去没遇到风险不代表未来没有，甚至客户公司出现的人事调整都会是潜在风险。”李说。
李的警惕不无道理。几年前的一桩典型的案例早已成为业内的风险警示样本。2008年6月，广东华拿东方能源有限公司与云南曲靖远东水泥厂签订节能服务合同。双方约定前者帮助后者远东水泥进行节能设备改造，改造后节省下来的电费双方五五分成。合同为期十年，当年配套安装了节能设备。随后双方共同认定，使用了节能设备后高温风机耗电量比改造前降低了近25%，节能效果明显。但是此后的三年里广东华拿东方能源有限公司只有被喊去维修设备的情况，而无坐下来评分节能蛋糕的时刻，最终双方对簿公堂。
一个更为悲观的例子来自吉林，某节能公司为整条街道进行节能照明改造。改造完成后，节能服务公司在主张节能效益分享时得到的答复是，要钱没有，拆走你们的灯，但是必须恢复街道的原状。最后这家节能企业因此破产倒闭。
对于这样的案例，林柏强有自己的看法：“风险不仅仅存在于节能服务公司，对客户来说同样也具有风险。即使什么钱都不用掏，更换掉现有设备已经算是一笔不小的成本，而如果不行，恢复原状还是成本。这种风险促使其必须找到可靠的节能服务公司，对于小型节能公司同样存在信任危机。”
面对彼此的不信任和不可控的未知风险，不少节能服务公司，开始将业务重心由节能效益分享转为销售节能设备。“卖设备也不完全是坏事，客户一次性付清设备费用，有利于我们资金周转，进行后续项目的运作。另外也不再考虑客户的盈利能力和回款问题。”李贺兰说。
连锁反应
合同能源管理的难题远不仅仅体现在诚信方面。
合同能源管理的商业模式，决定了节能服务公司需要提前垫付资金。项目运作之初，节能公司需先期提供启动资金、设备及安装调试。绝大多数节能服务公司都是中小型企业，一旦签约项目增多，公司垫付资金量就会增大，而节能服务的投资收益回报时间通常较长，很容易造成企业现金流的中断。
解决资金就必须考虑融资，而身为中小企业的节能服务公司大多尚处于发展初期，存在注册资本较小、财务制度不规范等问题，在银行贷款审核过程中信用评级较低，且缺少土地、厂房等接受程度高的抵押品，因此无法获得大规模的信贷资金。
“贷款也是一个诚信问题。合同能源管理项目回款是银行贷款的主要还款来源之一，一旦拖欠或拒付，将给商业银行贷款带来巨大的偿债风险。客观上回款风险已经成为商业银行介入合同能源管理项目的最大风险之一。这也决定了合同能源服务企业难以获得贷款。”建设银行研究部蒋清海说。
中小型节能服务公司缺钱受到了政府的重视。国家发改委三年前就出台财政奖励、税收减免等一系列支持政策，并明确了政策执行的具体细则，但落实情况并不尽如人意。去年财政部为2339家备案节能服务公司安排财政奖励资金17亿元，但实际进行节能奖励申报的节能公司不足200家，支出财政奖励仅3.12亿，大量资金富余。
一边是嗷嗷待哺的中小节能服务企业，一边是大量富余的奖励基金。业内认为，造成优惠政策落实不到位的原因有多方面的，包括财政、税收政策宣传不够，节能服务公司不清楚优惠政策的存在和具体内容；补贴申报涉及知识面广、程序复杂；项目节能效果可测性差，难以达到补贴标准等。其中最为关键的是，2010年与奖励政策一同还出台了《合同能源管理技术通则》。这条被业内称为合同能源管理领域的首个国家标准的颁布实施，史无前例地规定了节能效益分享型、节能量保证型、能源费用托管型等三种主要类型的合同能源管理参考合同文本。
国家标准主推“节能效益分享型”，并将其直接与财政补贴政策挂钩。而那些放弃“效益分享型”模式卖设备的节能服务公司已经不再属于合同能源管理业务范畴，无法拿到财政部补贴。
难题待解
合同能源管理发展至今，该如何继续推进？虽然中国有世界最大的节能投资市场，政府也出台了一系列扶持政策并一再强调发展合同能源管理的重要性，但在原国家发改委、世界银行、GEF中国节能促进项目办公室执行主任王树茂看来，认识、诚信、融资问题阻碍了合同能源管理的推广。这位曾经将合同管理机制从美国引入中国的专家表示不能盲目乐观。而他最为关注的是认识问题。“基于能源浪费的‘惯性’，一些企业往往有‘浪费无罪’的误区。国内很多企业高管对节能减排的重要性和紧迫性的认识还有待提高。同时，政府应该下达具体的指标，通过相关机构对企业节能减排潜力进行分析，企业要向政府承诺节能减排的目标。否则，很多节能项目很难得到实施。”王树茂分析称。
如何解决诚信问题，专家和从业者有不同的看法。“政府如果想发展合同能源管理，对行业的政策扶持上需要提供担保。如果政府机构出面担保，无论对于节能服务公司还是节能客户，甚至是提供项目贷款的银行，诚信问题马上就会解决，但是政府要承担一定的风险。”林柏强分析称。
而在李贺兰看来，诚信问题并不只是在节能行业存在，在任何行业，小公司的诚信都会受到质疑。中小型节能公司在发展初期不受信任也很正常，随着业务量和经营实力的增加，节能服务公司的诚信不是问题。但他最担心的还是签订合同后，客户的不诚信。
对于节能服务企业普遍存在的融资难问题，王树茂和林柏强意见一致。他同样认为，节能服务企业没有财产抵押，银行不会提供贷款。政府应该鼓励金融机构对节能项目提供融资帮助。同时由政府来提供担保，承担70%以上风险，剩下30%风险银行承担，风险降低银行就会更乐意去为企业提供节能减排项目的贷款。
1．1建立组织机构，加强组织领导为了确保工作的顺利开展，油田专门成立了由油田主管领导为组长，技术监督处、财务资产处、财务资产部、审计中心、纪委监察处、技术监测中心等6个业务处室和部分所属单位为成员的能源审计工作领导小组，办公室设在技术监督处，具体负责能源审计领导小组的日常工作。同时，对油田职能管理部门明确了业务分工，制定并下发了实施方案。各被审计单位也成立了相应的组织机构，明确了负责的主管领导，落实了职能部门，抽调专人，按照能源审计工作小组的要求配合工作，为能源审计的开展提供了有力的组织保障。
1．2成立专业队伍，加强能源审计机构建设为高质量完成油田能源审计工作，油田成立了一支专业化的能源审计队伍。由技术监督处负责能源审计的组织协调，确保审计的顺利实施；财务资产处负责被审计单位财务数据的核实，确保相关数据的真实、准确；审计中心负责被审计单位相关数据的一致，确保审计结果有效；局纪委监察处负责能源审计的监督工作；油田节能研究所提供能源审计管理平台和节能技术支撑，成立能源审计项目组。项目组配备了长期从事能源管理、能耗检测、计量统计、能效评价、节能挖潜、技改方案、财务分析等方面专业技术人员，其中油田技术专家1人、研究生3人、高级工程师4人；具备国家级、省级资格证56项，包括国家能源审计师培训资格证18个、国家安全评价师证6个、国家注册会计师证1个、节能检测员证31个；配备能耗测试仪器设备192台(套)。2006年12月取得了企业能源审计和节能规划编制资质，成为河南省第一批唯一一家企业取得资质的单位。
1．3建立制度与标准，规范能源审计工作能源审计工作开展初期，一部分单位并没有意识到能源审计的积极作用，对能源审计工作热情不高。为此，在管理上，油田专门以文件的形式下达《关于开展能源审计工作的通知》，明确能源审计工作计划、工作程序和被审计单位、审计期，严格规定工作时间节点，保证了能源审计工作高效、有序进行。同时，修定完善了《节约能源管理办法》和《节能目标责任考核办法》，将节能指标纳入年度经营承包考核体系，节能指标以能源审计结论为准，为能源审计工作的有效开展提供了管理制度保障。目前，油田能源审计工作已经作为节能管理的一项常态化工作有序开展。为确保能源审计在技术上做到科学准确、客观公正，油田成立了油田节能专标委，遵循“重点突出、科学先进、实际适用、系统配套”的原则，积级开展节能标准体系建设，共收录2个层次、5个门类的节能标准282项；根据油田实际情况，制定了《油田企业能源审计方法》、《油田企业节约能源统计方法》等5项油田企业标准，使能源审计工作在统一标准下规范进行。
1．4完善审计工作流程，推动能源审计有序开展依据国家和集团公司相关能源审计工作标准和规定，结合油田实际，完善了中原油田能源审计工作流程：年初由技术监督处编制年度能源审计计划，并纳入油田“节能目标责任评价考核”体系；油田能源审计项目组根据年度能源审计计划，制定审计实施方案，确定审计目标和具体内容；油田能源审计项目组开展节能监测和现场能源审计，被审计单位如实提供有关资料，积极配合能源审计；能源审计工作完成后，由技术监督处主持召开能源审计项目组、被审计单位参加的审计结论对接会，十日内提交能源审计报告；被审计单位在审计工作完成后三个月内把整改情况反馈给技术监督处及能源审计项目组；能源审计项目组对被审计单位定期回访，监督整改，将整改效果反馈给技术监督处进行考核。
2抓住重点环节。科学合理开展能源审计工作
2．1抓住能源消费环节，实施能源管理审计电力、天然气、油料是油田能源消耗的主要部分，钻井系统以柴油、电力消耗为主；供热、供水系统以燃煤、电力消耗为主；油气生产系统以电力、天然气消耗、流程中原油损耗为主作为审计重要环节。分析各系统能源利用状况，挖掘节能潜力，抓住从节能部署、工艺技术、工程改造措施等方面的主要矛盾，找准能源管理审计的切人点。
2．2抓住能源管理环节，实施能源管理审计中原油田在能源审计工作中，综合考虑生产、技术、管理等因素，从加强精细化管理人手，客观评价，在审计过程中突出三个重点：(1)把能源管理环节作为审计重点。主要包括：管理机构审计，检查是否自上而下形成一套完善的节能网络管理体系；制度建设审计，检查是否建立健全了能源管理制度及相应考核办法；计量管理审计，检查是否采用了完备的计量手段，计量数据是否准确；统计管理审计，检查是否实行三级能耗统计管理，统计数据是否齐全、准确；定额管理审计，检查是否实行能源管理指标的树标对标达标管理，制定能源消耗定额；节能监测管理审计，检查是否对重点用能单位和设备定期监测，动态调整节能部署；节能技改管理审计，检查是否定期开展节能潜力分析，有计划、有步骤地开展节能技术改造和新技术推广。(2)把能源消耗的真实性作为审计的重点。通过核查财务凭证和供应部门进出料单，对被审计单位的电力、原油、天然气、成品油及原煤等各类能源消耗量进行审计。如：电力消耗审计是通过核实计划部门下达的电力消耗计划、基层单位实际消耗电量以及财务部门支付电力费用是否一致，核查电力消耗的真实性。(3)把节能项目资金管理规范性作为审计的重点。主要核实资金使用是否规范、有无虚报项目套取资金、节能资金实施效果分析，以及通过节能项目后评估，分析节能降耗影响因素。
2．3科学确定审计内容，客观评价能源管理水平为做到全面、客观、公正的评价被审计单位的能源管理水平，依据能源审计相关标准，结合油田生产实际，一是中原油田能源审计工作公正性声明，保证审计工作不受行政干预，按同一审计标准公平、公正开展；二是确定审计内容，即：“能源管理状况、生产工艺及能源流程、能源计量及能源统计、能源定额管理、能源消费结构、用能系统综合能耗及实物能耗、能源消费指标计算分析、能源成本指标计算分析、节能量计算、用能设备运行效率计算分析、节能技改项目、节能潜力”等；三是按照油田下达的能源考核指标进行审计比对。
2．4以能效测试为手段，提升能源审计水平在能源审计过程中，中原油田坚持以能效测试为手段，采用可信的数据为评价依据。在能耗变化影响因素分析上，从管理节能、结构调整节能、技术节能3个方面建立科学的分析模型，应用适当的计算方法，分析影响趋势并做出评价；在用能设备能耗分析上，对重点用能环节和生产工艺进行能效测试，使能源审计工作可通过可靠的基本数据，进行定量分析，进而科学分析节能潜力，提出有针对性的能源管理建议、节能措施和节能技改项目。
3围绕油气生产特点。开展能源审计工作
3．1钻井系统方面
已完成了全油田6家钻井公司中的钻井一公司、二公司、三公司、西南钻井公司、塔里木中原钻井公司等5家单位的能源审计工作。重点对柴油、电力等主要能源消耗状况、节能技术改造、能源定额管理等方面进行了审计，提出了“针对不同钻机类型、井型、区域制定柴油消耗定额，推广空气钻井、旋转冲击钻井、垂直导向钻井等技术，采用节油装置，优选与螺杆相匹配的高效钻头提高钻速，对运行设备进行运行参数合理匹配以及西南钻井公司网电钻机参数优化”等建议及技改项目。实施后，节能降耗成效显著，全油田钻井生产万元产值综合能耗比“十•五”末下降了15％。
3．2供热、供水系统方面
在供热管理处、供水管理处审计过程中，重点对原煤、电力等主要能源消耗状况以及燃烧效率、散热损失和用能管理水平进行了审计。指导制定了《供热站经济技术运行等级达标考核标准》，明确了42个供热站经济运行等级，提出了达标考核标准以及减少供水流失、优化供水工艺参数等能源管理工作经验6项、提出管理措施3条、节能建议7条、技术措施5个、治理方案2项，实施后，采暖期每平方米供暖用能由28．4千克标准煤下降到19．8千克标准煤。推广应用锅炉DCS控制系统，与热网微机监控系统联网，系统热效率提高了3％。
3．3油气生产系统方面
共完成了中原油田分公司4个采油厂以及石油化工总厂、天然气产销厂、天然气处理厂的能源审计工作。针对机采、集输、注水、电力等四大系统，坚持“简单、适用、安全”的优化原则和“低能耗、高效率”的技术思路，提出了“濮城、文留、胡庆、文卫马油田集输系统优化方案”、“卫城注水系统泵控泵(PCP)改造方案”等节能技措项目9个，建议32条。采纳实施后，取得显著节能效果。如：对濮城油田、文留油田集输系统进行优化，停运濮一联、濮二联、文三联原油脱水、原油稳定等工艺，更新改造高耗能、低效率的输油泵、锅炉、加热炉、负压螺杆压缩机等设备，降低能耗、提高综合运行效率。整体优化改造后，集输系统效率提高3．2个百分点，加热炉效率提高1．2个百分点，机泵设备运行效率提高5．3个百分点，吨油处理综合能耗降低3．67千克标准煤。年节电554万度，减少天然气消耗240万方。
4以能源审计为手段。促进能源管理水平
通过能源审计，油田针对提出的管理意见和建议，进一步完善了能源管理体系与制度的建设。在组织管理上，进一步健全由油田主管部门主管、相关专业职能部门分工负责、各用能单位为实施主体的节能管理模式，基层单位形成了纵向到底、横向到边的四级节能管理网络；在制度保障上，修订完善了《能源审计实施办法》等8项制度；在目标责任管理上，实施了目标责任考核，促进油田节能管理工作实现了“五个到位”(组织机构到位、制度保障到位、目标责任到位、检查考核到位、奖罚兑现到位)。促进了能源计量管理水平提高。通过能源审计，油田能源计量器具配备率由2006年的82．6％达到现在的98．7％、检定率由76．2％达到现在的97．2％。计量管理的基础得到进一步夯实，按照“系统计量分开，设备计量到位，定期准时校验”的原则，绘制了能源计量网络图，建立了能源器具管理系统，促进了能耗数据录取的全面性和准确性，解决了以往能源计量不准、管理考核困难的问题。促进了能耗测试技术水平提高。能耗测试做为能源审计工作必不可少的技术手段，油田进一步加大力度，在做好单台设备节能监测的基础上，把工作重点转向主要生产系统的能源利用效率的测试、分析和评价。能耗测试工作从简单的节能测试向实用性的分析、评价、评估转变；从单一的节能测试向综合型的测试转变；从主要面向采油厂逐步向钻井、供水、供电、炼化等领域拓展。2006年以来，共完成了58个项目的系统效率测试评价、评估工作，为油田节能管理发挥了可靠的专业技术支撑。促进了节能技术改造项目实施的针对性。油田管理部门和生产单位根据能源审计提出的节能技术改造建议，围绕钻井、供热、机采、集输、注水、电力等重点耗能系统，遵循“工艺简化、系统优化”的原则，对项目进行了合理的统筹安排，重点加强了节能改造项目实施前测试、分析，明确了节能挖潜方向和工艺路线；对实施后的节能改造项目进行测试后评估，对实施效果进行评价分析。20O8年，实施完成节能项目3项，累计节能3623吨标准煤；21309年，实施节能项目4项，累计节能12584吨标准煤；2010年，实施节能项目6项，累计节能21844吨标准煤。
5下步工作思路及措施
经过几年来的探索实践，中原油田在能源审计工作上积累了大量的经验，取得了显著效果，工作呈现出良好的发展势头。通过能源审计，有效地促进了油田节能工作的制度化、系统化、规范化管理，推进了油田节能降耗的深入开展。下一步，我们将以“巩固、完善、提高”为工作思路，以打造中原油田能源审计品牌为工作方向，力争成为同行业技术领先的能源审计单位，为油田节能降耗管理工作做出应有的贡献。重点做好以下工作。
5．1继续开展好能源审计工作在全面完成油田第一轮能源审计工作后，结合审计过程中出现的问题，及时查找不足，总结经验，进一步完善审计手段，为下一步能源审计工作打好基础。
5．2建设完善审计标准体系开展《石化企业能源审计方法》、《油田能源定额方法》等标准的制订工作；继续完善油田节能标准体系建设，制定油田急需的标准和制度；在完善能源审计作业指导书的基础上，形成油田能源审计工作标准。
5．3继续强化培训取证工作采取送出去、请进来、内部集中组织或自学、参加权威部门组织的培训班等多种形式，强化人员技术业务培训和资质取证工作，同时，继续充实专业技术人员到能源审计工作中，使^员技术素质和审计资质不断有新的提升。
序号
考核内容
考核标准
1
有健全的能源管理网络,并报动力厂备案,更换人员须书面报设备处备案
无能源管理网络扣300元,网络不健全一次扣100元，人员更换不报备案一次扣100元
2
每月2日前报送本单位水、电、汽（气）等各类能源消耗统计数据、能源使用情况分析报表。
不报每次扣300元，迟报一天扣50元，数据不准确一处扣20元
3
完善计量设施，保证计量设施完好率达100
查计量器具不合格一处扣200元
4
杜绝长明灯、长流水、用电炉等浪费能源现象，确有需要的书面申请报生产处，经批准挂牌后才能使用；
发现一处扣100元
5
避免设备空运行，10KV出线功率因数不低于90
发现一处扣100元，在规定期限未整改完成的加倍罚款。发现功率因数低于90罚款200元
6
不得随意更改管网及计量设施、严禁私自更换水表及计量方法
发现一次扣100元
7
严禁从消防栓接水供绿化、冲洗道路、洗车等行为
发现一次扣100元
8
按能源管理制度巡检自己管辖范围内的各种管线
少巡检一次扣100元
9
节约用水、用电，尽量提高水、电利用率。没有被有毒物污染的生产水，必须回收重新利用
有浪费水、电现象的一处扣100元，并限期整改，规定期限内未改正的加倍罚款，经济可行而无循环措施的发现一处扣100元,并限期整改，届时无整改措施的加倍罚款，正常运行的节水设施无故停运的，发现一次扣100元
10
各种管线、阀门不得出现跑、冒、滴、漏等现象
发现一处扣100元
11
新增用水、用电，必须书面申请设备处及生产处，经批准后方可实施
没申请私拉乱接发现一处扣100元，在主管线上开口的扣300元
12
凡需安装空调、电暖气等采暖设施的，必须首先书面申请报设备处，经审查批准后方可装用
未经批准私自使用的发现一处扣100元
13
热力管道必须按要求做好保温绝热措施
发现一处不合格扣100元，私自违规使用的，发现一处扣200元
14
确保管辖范围内水表的完好及计量准确
水表损坏一处扣100元，人为造成计量不准扣100元
15
对于可断续生产单位尽量安排在0:00至8:00生产，如有困难的安排在12:00至18:00，22:00至24:00生产，以节约电费
发现一次没有合理安排生产扣500元
16
室外照明开灯时间夏季20:00至5:30，冬季18:00至7:00
发现一处违规扣50元
17
空调设定温度不低于26℃，餐厅空调使用时间10:00至13:00，17:00至18:50
发现一次违规扣50元
18
各车间循环水池最高水位离溢流口不小于0.5m,杜绝溢流
发现一处扣100元
19
所有考核罚款分解到人
未分解，所有考核罚款扣单位负责人，迟报按未分解考核
【关键词】能源管理系统；钢铁企业；能源审计
引言
铁、钢材、铁合金等产品是钢铁企业的主要生产产品，在生产这些产品过程中需要消耗大量能量。对钢铁企业来说，其能源消耗的成本占据其生产总成本的20%以上，对能源消耗进行有效管理实现节能降耗，提高钢铁企业的能源管理水平显得十分重要。
1、能源管理系统的基本要求
所谓能源管理系统，是指其内部具有完整的能源信息采集系统，能够实现对数据的分析、处理和加工，能够从整体的角度对能源的基本管理要求进行分析，整个管理系统能够实现各工艺系统的能源要求，适应钢厂的发展。对钢铁企业能源管理系统的基本要求进行分析，有以下两项：1）各工艺流程会消耗大量能源，但同时也会回收一些能源，能源管理系统要能实现对这些回收能够的有效回收；2）工艺系统中各介质之间有着千丝万缕的联系，能源管理系统要能够根据不同的介质特点并与实际情况相结合，给出合理的管理目标：明确各类能源的使用效率，对其实施优化调控，实现节能降耗；对于调度人员来说，应该对能源系统有全面的了解；能源系统中出现故障时应该出现有较为明显的异常，便于故障的快速处理；整个能源管理系统要实现图形化的运行监视，直观化的操作控制和数据查询以及定量化的信息管理；能源管理系统要充分结合生产计划，合理安排生产。
2、钢厂能源管理系统的主要内容
在钢厂中，能源管理系统的管理内容包括：审核能源管理机构、平衡企业能量以及审计企业的能源等。其中，审查能源管理机构的主要工作是了解和审查钢厂中的人员结构，检查各类计量仪表是否完善并分析其精密程度等。审查能源管理机构的工作与审计企业能源有着紧密的联系，它决定了能源的审计工作是否真实可靠。平衡企业能量的工作目标是为企业建立各种平衡关系，包括：能源收入与支出的平衡、消耗与有效利用的平衡等。审计企业能源是依据相关法规和标准，检查和监督企业能源利用的整个过程，其目的是为了真实的了解到企业使用能源的真实情况，为企业节能降耗提供依据。
3、钢厂能源管理系统的管理模式
在审计钢厂的能源使用情况之前，需要对其人员管理以及相应的计量系统进行考核，对相应系统的完善情况进行了解。审计钢厂的能源其实质就是审计其能耗，对各种能源的消耗情况进行考核。根据钢厂中能源的流动方向，可以将统计工作分为四个环节进行，分别为：购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用，其中，每个环节又可以分为多个用能单元，如图1所示。采用这种模式进行用能分析，从而了解企业的能耗情况[1]。
在购入贮存环节中，涉及到的内容有：能源的供销、财务以及贮运部门。在这一环节中，需要统计能源的购入量、库存的增减量、亏损量以及外供量等。采用能量守恒的原理计算出能源的消耗量。在钢厂中，能源消耗包括一次能源的消耗和二次能源的消耗，如：柴油、煤气、水、焦炭、蒸汽、氧气等等。在购入量的统计过程中，还需要进行能源的标煤折算，便于比较。在加工转换环节中，购入到钢厂中的能源，有的可以直接利用，有的需要进行转换后才能投入使用。所谓加工转换环节，就是根据相应的工艺要求，将能源转换成生产所需要的形式。在企业中加工的二次能源并不包括直接购入的二次能源。此环节主要包括：焦化厂、氧气站、空压站等，分别产出焦炭、焦炉煤气、氧气、压缩空气等二次能源。对转换单元所消耗的能源进行统计，建立相应的能量平衡式，计算出等价折标系数。在输送分配环节中，包括有管道输送的能源与耗能工质以及电能输配。对于前者而言，主要包括：输送耗能工质数量，如：蒸汽、热水等，管道进出口的压力以及温度参数。在最终的使用环节中，消耗的能源分为两个部分：一是生产过程中所消耗的能源和各类耗能工质；二是职工生活和外供的各类能源消耗以及耗能工质。在钢厂的生产系统中，包括有：主要生产系统、辅助生产系统、采暖、照明和其它等用能系统。对这些系统消耗的能量进行统计，计算出钢铁产品的总综合能耗、单位综合能耗、单位产值综合能耗等指标。非生产用能包括：转供外销的各种能源数量，基建项目使用的各种能源数量及其它非生产使用的各种能源数量等，这部分能源消耗不计入钢铁企业生产能耗中[2]。
4、钢厂能源管理方案的实施
钢厂的能源审计的实施包括三个环节：技术准备、现场审计测试和分析总结。在技术的准备阶段，需要成立审计小组，并对小组各成员的工作有明确的分工，编写相应的现场调查及审计技术方案。在这一阶段，需要考查钢厂的能源管理机构、计量系统及能源购销、加工转换、输送分配和最终使用环节，制定出用能设备的测试方案[3]。在现场审计测试阶段，需要收集相关资料，进行现场调查分析和测试。其中，收集数据的主要目的是为钢厂能量平衡表及能源消耗网络图的制作做准备；另外，还需要收集主要耗能设备和生产及技改项目的相关资料，在这些资料的基础上对设备效率进行测算。在分析总结阶段，主要工作是根据调查的数据结果，综合分析钢厂的总体用能情况，对产品生产的各项指标进行计算，评价钢厂的能源利用水平，有针对性的提出节能技术改造方案。
5、结束语
本文从能源的角度出发，对钢厂能源管理系统及相应的管理方法进行了研究。实施钢厂的能源审计，不仅能够使钢铁企业对自身生产过程中的能源消耗状况有清晰的了解，找出企业能源管理中存在的不足，有针对性的运用一些技术改造措施；还可以为同行提供管理依据，使能源审计管理部门实现对其下属企业的监督，帮助钢铁企业实现标准化和规范化的管理。
参考文献
[1]冯晶，田小果.EM系统在钢铁厂能源中心的应用[J].自动化与仪器仪表，2005，3：35-37.
[2]王永川，陈光明.钢铁企业能源管理系统方案研究[J].冶金能源，2003，22（6）：5-8，36.
[3]邹宽.钢铁企业能源中心及其组织体系[C]//2010年全国能源环保生产技术会议文集.北京：中国金属学会，2010：65-71.
【关键词】建筑；计量；能源管理
On building energy management
Zhang Yu，Huang Qiao-ling，Lai Zhen-bin
（Guizhou Building Research and Testing Center Guiyang Guizhou 550000）
【Abstract】Building energy consumption problem is outstanding day by day，Good energy management architecture has been crunch time，This paper proposes to strengthen energy management method，The importance of sub metering device in energy management，Not only solve the problem of building item energy consumption data collection， but also solve the problem of building energy management.
【Key words】Buildings；Measurement；Energy Management
1. 前言
（1）随着我国经济社会的发展和环境资源压力越来越大，节能减排形势严峻，在大力推进建筑领域节能工作中，公共建筑高耗能的问题日益突出。
（2）建设资源节约型社会，这是中央根据我国的社会、经济发展状况，在对国内政治经济和社会发展历史进行深入研究之后，做出的战略决策。节约能源是资源节约型社会的重要组成部分，建筑的运行能耗大约为全社会商品能耗的三分之一。目前在建筑的不同阶段采用了不同的节能管理手段，这些管理手段存在节能总目标不明确、节能管理相 互脱节等问题。实际上在不同的建筑阶段，建筑节能的目标和本质都是一致的，都是要将建筑能耗控制。由于浪费与管理粗放，使这类建筑的耗电更加突出，针对大型公共建筑电能耗的监测及能源管理的研究，显得愈加迫在眉睫。
2. 建筑能源管理现状
2.1 目前，建筑的能源管理主要是由建筑设备管理系统（BAS系统）来实现的，BAS系统可以根据预先编排的时间程序对电力、照明、空调等设备进行最优化的管理，从而达到节能的目的，在实际管理中，通常采用采用以下能源管理措施：
（1）定时法：根据大楼工作息时间按时启停控制设备，如风机、空调、照明等。
（2）温度时间延滞法：根据大楼内温度保持的延滞时间，提前关闭空调主机或供暖锅炉以达到节能的目的。
（3）调节供水温度：根据室内外实际温度调节空调系统的供水温度，设定合适的供水温度减少系统主机的过度运行，实现节能。
（4）经济运行法：在室外温度达到13 ℃时，可直接将室外新风作为回风；在室外温度达到24℃时，可直接将室外新风送入室内。在这样的情祝下，系统可节约对送回风系统进行处理的能源。
（5）设备等寿命运行：对楼内冷热源主机、泵机、风机等设备进行等时间交替运行，延长设备的运行寿命，节省维护费用。
2.2 以上能源管理措施的节能效果并不明显，具体原因是多方而的，但归根结底是因为我国迄今为止尚没有建立一套行之有效的建筑能源管理方法，而BAS系统属于工程性产品，并非成套设备，需要BAS系统工程师在现场做二次编程才能实现控制功能，系统性能受现场人为因素的影响很大，在加上许多建筑建设方和管理方、使用方分离，造成很少有用户真正关心到底节了多少能，用户在建筑节能方面的投入产出不成比例。事实_巨，由于缺乏建筑物的能源使用模型和完善的计量手段，即使有用户提出上述问题，也无法得到准确的数据。因此，分项计量装置的安装也成了促进能源管理的有效手段。
3. 分项计量的开展
3.1 由于建筑物的建造年代不同，各建筑之间的维护结构、体型系数、窗墙比、照明灯具、空调设备及用能管理等差别很大，加上建筑遮阳、通风形式的不同，对能耗的影响很大。所以不能简单的用建筑物的能耗总量来衡量其能耗大小，认为能耗总量高的就是不节能。
判断一栋建筑物能耗的高低，应该通过分项、分类的能耗数据，进行横向和纵向的比较，认真分析室内的环境质量，结合建筑物的运行管理水平等，才能真正的做到科学、真实、合理。为政府的决策提供数据支持，为进一步的能源管理工作找准方向。
3.2 分项计量安装原则。
（1）现有的配电系统分项电能管理用表的配置，不涉及现有配电系统的计费电能表计。
（2）用电分项计量安装是为了加强用能统计、管理，以达到节能的目的，不作为用电计量收费依据。
（3）分项计量安装不改动供电部门计量表的二次线，不与计费电能表串接。
（4）计量装置的设置应能有效进行能量计量、管理，并保证计量量值的准确、统一和计量装置运行的安全可靠。
（5）原有的收费计量表数据，其电量可作为分项计量采集数据的对比参考值。
4. 能源管理意义
（1）帮助建筑用户实现能源系统由粗放型管理转变为精细型、科学化管理。在原有的能源管理方式下，一般只记录建筑电源总进线的月耗电量和月费用，即使能做到记录每天的总耗电量也不可能记录所有线路的耗电量和实时电流数据。分项计量设备安装后，使建筑用户能实时掌握能源系统运行情况，对运行做出合理的调整策略。
（2）帮助建筑用户实现对能源系统的低效率、准故障运行的诊断.提高能源系统的运行可靠性。（3）帮助用户实现国家能源统计要求的能源管理和能源报表上传、提高业主的管理水平。
（4）持续性地为建筑用户提供建筑能源消耗情况，特别是暖通空调系统的优化运行基础数据。空调系统是电耗的主要组成部分，建筑节能改造也是以空调系统为主，在拥有大量能耗数据的前提下，提出有效的空调系统优化运行报告，为后期节能改造提供技术保障。
（5）促使用能单位加强用能管理，制定相应的管理制度，自觉努力提高节能效率，达到节约用能的目的。
（6）有利于定量评价节能效果，通过安装分项计量装置，可以采集大量真实的能耗数据，而数据的分析可真实的评价能源管理的效果。
5. 结束语
通过有效的能源管理手段，可采集到建筑物的分项能耗，通过统计与分析建筑的能源消耗，为政府决策部门和业主提供有效的数据依据，促进建筑的节能运行和节能管理，将我国的建筑节能工作推进到既有建筑的运行管理和实质性节能的阶段，最终建立起健全、规范化的建筑能源管理休系，进而达到建筑节能的目的。
参考文献
在不同的电网结构下家庭能源管理系统具有不同的功能，家庭能源管理系统作为智能电网的有机组成部分，智能电网为其提出了新的功能需求。传统电网的能量流向是单向的，即电能由少量大容量发电厂集中生产，然后通过大规模的输电网、配电网送至用户侧，最终由用户消费掉。在这种模式下，家庭用户只是电能的消费者，被动参与电网的运行，家庭能源管理系统的功能就是提高用电效率，实现节能减排，功能单一；并且这种家庭能源管理系统主要考虑单一用户用电效率的提高和舒适度的增加[8]，并未考虑大量用户协同工作对电网的影响。智能电网除了大容量集中式发电厂外，还包含大量分布式电源和可再生能源，它具有复杂的潮流分布。电网和用户之间的能量流是双向的，家庭用户不仅可以消费来自电网的电能，而且可以将本地分布式发电装置产生的多余电能售给电网以获得相应的经济效益。智能电网是一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时的控制，并保证从发电厂到用户端电气之间的每一个点上的电流和信息的双向流动；能保证电网上各成员之间的无缝连接和实时互动。除了提高居民侧用电效率、实现节能减排外，智能电网环境下的家庭能源管理系统需要具备以下新功能：
1）支持需求响应在居民侧的实施。目前电力资产利用效率低，研究表明20%的系统容量仅用于满足电力峰值需求，其运行时间仅占系统运行时间的5%。通过实施需求响应可以降低电力需求的“峰谷比”和电力资产投资额，提高电力资产的利用效率，增强电力系统运行的安全性。需求响应在大工业用户和商业用户中已经得到了实施；然而单个家庭用户用电量少，而用户数量众多，在传统电网下无法有效实施需求响应。但据美国能源管理委员会（FederalEnergyRegulatoryCommission）报告，居民用户侧是通过实施需求响应来削减电力峰值需求的最大潜在领域。在智能电网环境下，借助于家庭能源管理系统可以实现这一功能。此外，居民用户通过家庭能源管理系统对电力公司的动态电价信号进行合适的响应，对用电设备进行优化控制可以降低用户用电费用。
2）支持风力发电、光伏发电等分布式可再生能源接入电网。智能电网中存在大量的分布式电源，其中风电和光伏发电是居民侧最常见的分布式可再生能源形式，它们对于提高可再生能源的利用率、优化能源结构、降低用户用能费用具有重要意义，但同时使配电网中的潮流复杂化。另外风能、太阳能具有间歇性和随机性的特点，风电和光伏发电的大规模接入会给电网电能质量和电网的安全运行带来挑战。家庭能源管理系统需要为家庭用户拥有的分布式可再生能源接入电网提供支持。
3）支持大规模电动汽车安全接入电网。电动汽车具有节能环保、运行费用低的优点，对于减少交通运输领域的能量消耗和温室气体排放具有重要的作用。但电动汽车具有电池容量大、充电功率高、接入电网充电时间集中的特点。大量电动汽车无序接入电网充电会造成电力需求峰值增加，电网供需失衡，输电线路和变压器过载等后果，降低电力资产利用率，寿命，威胁电网的安全运行。通过家庭用电网络接入电网是电动汽车入网充电的重要方式之一，利用家庭能源管理系统对电动汽车的充电过程进行控制可以削弱或消除电动汽车上网充电对电网的不利影响[14]，同时减少用户的用电费用。综上，智能电网环境下家庭能源管理系统除了实现提高用电效率、节能减排的基本功能外，还要为居民侧需求响应的实施、分布式可再生能源和大规模电动汽车安全接入电网、降低用户用能费用提供支持，这些新需求的实现为该领域的研究提出了新挑战。
2智能电网环境下家庭能源管理系统组成
与传统的家庭能源管理系统相比，智能电网环境下的家庭能源管理系统实现的功能更多、更复杂，需要全新的系统结构支持这些功能的实现。智能电网环境下家庭能源管理系统示意图如图1，它主要包括三类设备：用电负载、储能设备和分布式电源。根据用电模式和用户需求不同，用电负载分为可调度负载和不可调度负载。HVAC（Heating,VentilationandAirConditioning）系统、洗衣机、干衣机、热水器、洗碗机、电动汽车、用于家庭泳池的抽水泵等，在一定条件下对这些设备的运行进行调度不会影响到用户的舒适度，它们是可调度负载。不可调度负载主要包括计算机、打印机、冰箱、家庭娱乐系统、照明系统、安保系统等，对这些负载进行调度会严重影响用户的需求满意度。对可调度负载的运行进行优化调度是实现居民侧需求响应的重要途径之一。电动汽车是一种特殊的可调度负载，它不仅可以通过G2V（GridtoVehicle）从电网中吸收电能满足用户的交通需求，而且还可以通过V2H（VehicletoHome）向家庭环境内的其他用电负载提供应急电能。大量电动汽车在集合者（Aggregator）的协调下可以组成大规模的电动汽车群（VehicleFleet）协同工作，通过V2G（VehicletoGrid）功能在用电高峰期间将电动汽车存储的电能回馈给电网，起到调峰等辅助作用。电动汽车需要在家庭能源管理系统的控制下有序接入电网，以消除大量电动汽车无序接入电网造成的危害。目前，居民侧的分布式可再生能源主要是风力发电和光伏发电。由于风能和光能的间歇性、随机性，以及风能的反调节特性，需要利用储能装置改善风电和光伏发电的电能质量，维持系统稳定，提高其利用率。风电、光伏发电主要供给用户自身使用，多余的电能卖给电网。储能系统除了用于提高可再生能源的电能质量和电能利用率外，还可以在电力需求的“谷底”从电网吸取电能，在用电高峰时期供给家庭用电负载使用，或者售给电网来获取经济效益，降低用户的用电费用。家庭能源管理系统与外界既有能量的交换，也有信息的交换。它通过智能电表与外部电网实现双向能量流动和计量。智能电表也是电力公司和家庭能源管理系统进行通信的信息接口。用户可以通过Internet网络和家庭能源管理系统进行交互，比如通过Web页面监测当前家庭用能情况，对家庭用电设备进行控制。用户还可以与朋友、同事等进行节能比赛，获取节能建议等]。用户也可以通过移动网络与家庭能源管理系统进行交互，实现上述功能。智能电网环境下的家庭能源管理系统主要包含以下五个功能模块：1）用户设置模块。用户通过人机界面对家庭环境内的设备进行参数设置，比如室内环境温度上下限、洗碗机的开始工作时间、电动汽车的充电完成时间等；可以设定不同用电设备的优先级；选定不同的控制模式。用户通过此模块完成与系统相关的所有设置。2）检测模块。检测模块用于实现环境检测、设备检测和用户行为检测。环境检测包括室内的温度、湿度、光照等因素的检测；设备检测指用电负载、储能系统、分布式电源的工作状态检测，比如电动汽车的当前连接状态、充电功率、电池荷电状态等；用户行为检测包括用户物理位置检测和家庭环境内用户行为模式的识别。3）预测模块。风电、光伏发电具有出力不稳定的特点，利用预测算法对其功率输出进行预测有利于提高它们的利用率。若用户采用实时电价，还需要对电价进行预测；另外，也可以对家庭环境内的负载进行预测，这些预测结果用于优化调度过程以提高系统性能。4）优化调度模块。该模块是家庭能源管理系统的核心，它根据用户设置、设备工作状态、环境信息、人员活动信息、电价信息、可再生能源的出力预测等信息对家庭环境内的可调度用电负载及储能系统的运行进行优化调度，达到用户预先设定的某一最优目标，比如最小化用户用电费用等。5）设备监控模块。该模块根据优化调度模块计算的结果对用电负载、储能系统的运行进行控制，实时监测设备的工作状态，并将设备的工作状态和当前的用电状态通过人机界面实时反映给用户。家庭能源管理系统利用通信技术将家庭环境内的用电负载、分布式电源、储能装置及检测控制装置组成网络，实现用能的监控，并实现与外部网络信息流的双向流动。
3智能电网环境下家庭能源管理系统关键技术及其未来研究方向
智能电网环境下家庭能源管理系统的技术体系如图2所示。物理层由负载、储能系统和可再生能源三类设备构成；在中间层检测、预测、用户设置的基础上对物理层设备的运行进行优化调度，优化调度的结果通过设备监控作用于物理层设备上，利用网络通信技术构成家庭能源管理系统通信网络；在中间层的支持下可以实现节能减排、需求响应、可再生能源接入、电动汽车接入等系统功能。在此技术体系中，检测是进行优化调度和监控的基础，优化调度是核心，网络通信技术是实现系统的关键技术之一。另一方面，风电、光伏发电出力预测、电价预测和负载预测可直接采用已有的预测算法。因此，本节从检测技术、网络通信技术和优化调度算法三方面总结智能电网环境下家庭能源管理系统的关键技术研究取得的成果，讨论存在的技术挑战，并指出未来的研究方向。
3.1家庭能源管理系统的检测技术与传统的家庭能源管理系统相比，智能电网环境下家庭能源管理系统检测的物理量范围更广、频率更高、粒度更细。以检测用电设备的耗电量为例，智能电网环境下的家庭能源管理系统不仅要检测家庭用户的总用电量，还要将用电量细化到具体的用电设备和用电时段上。传统检测方法需要为每个检测对象安装传感器，成本高，安装、维护难，并且它是一种侵入式检测方法，难以被用户接受。非侵入式负载检测方法可以弥补传统方法的不足，是当前的研究热点。它由MIT的GeorgeHart提出，最初用于居民楼负载监测。该方法通过分析负载的稳态和瞬态特征实现负载的识别。非侵入式负载检测方法只需要在家庭环境内安装少量传感器检测关键节点的用电量，然后通过算法来确定具体设备的工作状态和耗电量。图3所示是安装在用户侧的智能电表在一段时间内测量的用户用电功率实时曲线图，可以采用基于“时间窗口”的方法以窗口期功率信号的边沿特征、顺序特征、变化趋势和持续时间为特征量，通过与特征数据库中的特征匹配来识别设备，从而将智能电表测量的总功耗分解到具体的用电负载。非侵入式负载检测方法中设备特征选取和识别算法设计是关键，目前的算法有时间序列法、维特比算法、整数规划法、模糊聚类法、人工神经网络法、遗传算法等。非侵入式负载检测方法采用的仪表少、成本低、安装维护容易，易于被用户接受，但对于能耗小、工作模式复杂的设备进行识别比较困难，并且随着设备数量的增加，识别精度下降；大部分算法需要大量的训练和标定过程。对家庭环境内用户的物理位置和行为进行检测和识别，采用一定的方法对用户的行为模式进行预测有利于家庭能源管理系统对设备的运行进行优化调度。检测手段除了传统的红外法、RFID标签法外，还可以通过嵌入在家用电器中的无线收发器接收信号强度的变化来检测人员活动信息。除了传统的以数据为中心的人员行为检测，也可以采用知识驱动的方式进行家庭环境内人员行为检测，比如利用本体对家庭环境和人员行为进行表示、建模，采用语义推理、分类和领域知识进行人员行为识别。目前，家庭环境内人员活动行为的检测和识别主要集中在单用户方面，在实际家庭环境内往往存在多个用户，他们之间的行为具有耦合性，增大了行为识别和预测的难度，但识别和预测的结果对提高家庭能源管理系统的优化调度性能具有重要价值。因此，非侵入式检测识别算法、多用户用能行为检测和识别是家庭能源管理系统检测技术领域未来的研究重点。
3.2家庭能源管理系统的网络通信技术与传统的家庭能源管理系统不同，智能电网环境下的家庭能源管理系统不仅要对单个家庭环境内的用能进行优化、管理，而且多个家庭还要协同作，因此，智能电网环境下的家庭能源管理系统需要家域网(HomeAreaNetwork)、小区网络（NeighborhoodAreaNetwork）和广域网（WideAreaNetwork）三种网络的支持。每个家庭能源管理系统含有一个智能电表，它是家域网与外部网络进行信息交换的接口。同一区域的众多智能电表构成小区网络，来自各个智能电表的数据在小区网络数据聚合中心进行聚合，再通过广域网送到电力公司用于实现用能计量、负载预测等功能；电力公司的需求响应控制命令、电价等信息沿相反的路径传输。三种网络之间的关系如图4所示。目前，可用于组建家域网的通信网络技术如表1所示。由于用户移动、增减用电负载等操作会造成网络拓扑结构频繁改变，因此不适于采用有线方式组建家庭能源管理系统通信网络。无线通信技术是当前组建家庭能源管理系统家域网的主流技术，其中ZigBee技术由于具有低功耗、自组织、拓扑结构灵活、低成本等优点，是家庭能源管理系统家域网最常用的通信方式。家庭环境内含有大量种类多样的设备，由不同的制造商生产，采用不同的通信标准，尽管ZigBee技术在该领域得到了广泛应用，但尚未形成家庭能源管理系统家域网的统一通信标准。这增加了系统集成的难度。另外，目前家庭环境内的大部分用电设备检测、通信功能有限，需要外置的检测、通信模块来检测自身用能情况和组成网络，这种方式使家庭能源管理系统实施难度大、成本高、不易被用户接受。互操作研究仍是家庭能源管理系统家域网领域研究的热点。通过和智能家电制造商联合制定家庭能源管理系统的标准，未来的智能家电自身含有能量检测和通信组网能力，来自不同制造商的智能家电能够按照同一标准自动组网，自我报告自身用能情况。这种标准的制定有利于解决目前家庭能源管理系统存在的能量检测精度低、设备互操作难的问题，降低家庭能源管理系统的实现成本，提高用户接受度。网络安全问题是智能电网环境下家庭能源管理系统网络通信领域另外一个研究热点。在智能电网环境下，用户通过Internet和移动网络可以对家庭环境内的设备进行监控，同时家庭能源管理系统采集大量的用户用电数据。非法用户可以通过用户用电数据的分析推断出用户的生活习惯，造成用户隐私泄露；非法的网络入侵会威胁到系统的安全运行，造成用户的经济损失。因此，研究相应的网络安全技术对于保障家庭能源管理系统的安全运行和用户隐私及经济利益具有重要的意义。但家庭能源管理系统中的设备存在资源受限、计算能力弱的特点，比如，智能洗衣机的控制器是典型的中低端嵌入式微处理器，其计算能力有限。并且家庭能源管理系统网络中涉及控制的信息传输要满足硬实时性的要求。所以传统的Internet网络安全技术不能满足系统需求，因此计算资源受限情况下满足实时性要求的网络安全技术是未来的研究重点。另外，家庭能源管理系统采集大量的用户用电数据，内含用户隐私，如何在满足电力公司正常需求的前提下尽量保护用户隐私也是值得研究的方向之一。
3.3家庭能源管理系统的优化调度算法对家庭环境内的用电设备进行调度减少设备的空闲损耗、提高用电效率是传统家庭能源管理系统的主要调度目的。智能电网环境下家庭能源管理系统实现功能的多样性、可再生能源出力的不确定性、动态电价、能量流动的复杂性等因素都增大了优化调度的难度。图5所示是智能电网环境下家庭能源管理系统中的能量流图，箭头表示能量流动的方向，箭头上的符号表示功率的大小。虚线框内的部分为单个家庭用户拥有，它和大电网之间存在双向的能量流动关系：家庭用户可以从大电网购买电能供用电负载消耗，或由存储系统储存，并为此支付相应费用；在动态电价机制下，购买电能时段的选择直接影响到用户支付费用的多少。用户也可以将分布式电源产生的多余电能和储能系统储存的电能出售给电网来获得相应的收益，并且售电时段的选择也与其收益大小密切相关。在一段时间内用户需要支付的总用电费用由式（1）表示。分布式电源产生的电能可以供给用电负载消耗、储能系统存储和售给大电网，在一特定的时刻，不同的选择会对用户的用能费用产生不同的影响。同样，储能系统能量存储、释放策略的选择也影响着用户的用能费用。因此，对虚线框内用户拥有的部件进行控制，实现对图5所示各组成部分之间的能量流动方向和大小进行优化调度对降低用户总用能费用具有重要的意义。光伏发电和风力发电的功率输出不稳定，根据它们的出力预测对可调度用电负载和储能系统的运行进行调度，能够提高可再生能源的利用率。此外，需求响应的实施和大规模电动汽车的安全接入电网都需要优化调度算法的支持，因此优化调度问题是智能电网环境下家庭能源管理系统的核心问题。根据优化调度的目的不同，当前的优化调度算法主要分为以下三类：总用电功耗小于目标值的调度算法、最大化可再生能源利用率的调度算法、最小化用户用能费用的调度算法。1）总用电功耗小于目标值的调度算法。在居民侧实施需求响应除了利用动态电价信号通过经济刺激方法引导用户改变用电模式外，电力公司还可以根据当前的电力供应情况，直接向用户需求响应控制信号，向用户指定需求响应的持续时段和在此期间该用户的家庭用电上限，电力公司根据事先与用户签订的协议为用户支付相应的经济补偿。用户收到需求响应控制信号后，通过家庭能源管理系统中的优化调度模块对家庭环境内的用电设备进行调度，确保满足需求响应控制信号的要求，必要时可以牺牲用户的部分舒适度。优化调度算法不仅要考虑可调度负载对家庭总用电量的影响，还要考虑不可调度负载及可再生能源出力不确定性对调度结果的影响。2）最大化可再生能源利用率的调度算法。光伏发电和风力发电的出力不确定性不利于它们大规模接入电网，限制了它们的利用率，通过大容量的储能系统可以削弱出力波动，提高可再生能源的利用率，但该方法成本高，不便推广。同时光伏发电、风力发电的出力波动大，储能系统的容量不易确定，储能系统的利用效率低。家庭能源管理系统通过对用电负载和储能系统的调度，优先消纳本地光伏发电、风力发电等可再生能源产生的电能，有利于提高可再生能源的利用率，降低可再生能源出力波动对电网的不利影响。家庭能源管理系统可以根据天气预报网站分小时的天气预报信息对可再生能源的出力进行预测，然后根据电价的预测结果和用电负载的优先级对用电设备进行调度，从而最大化可再生能源的利用率，并最小化用户用能费用。将电动汽车的充/放电与可再生能源发电预测相结合，建立一个同时计及具有V2G功能的电动汽车、风电和光伏发电系统出力不确定性的电力系统协同调度模型，可平抑可再生能源的出力波动，改善电力系统运行的经济性，提高可再生能源的利用率。3）最小化用户用能费用的优化调度算法。在智能电网环境下，家庭能源管理系统除了降低负载的空闲损耗来降低用电费用外，可以采取多种方法来降低用户用电费用：响应电价信号，将部分负载从“高电价时段”调度到“低电价时段”；根据可再生能源发电的出力状况协同控制用电设备增加低成本可再生能源的利用量，减少从电网购买的电能；将可再生能源产生的多余电量售给电网；利用储能系统在低电价时存储电能，在高电价时供给用电负载或售给电网获取经济效益等。这种算法是目前最常见的优化调度算法，可表示为如式（2）所示的约束优化问题。不同的调度算法考虑的对象范围不同，HVAC系统用电占整个家庭电能消耗的22.3%，提高HVAC系统的效率是实现节能减排、用户侧需求响应的重要手段，对降低用户用电费用具有重要意义。因此，HVAC系统的优化调度算法是该领域当前的研究重点之一。根据动态变化的电价和室外温度的变化对未来时段HVAC系统的温度设定进行优化调度，能够在保证用户舒适度的条件下降低用户用能费用。检测室内人员活动信息，分析用户行为模式，有针对性地对HVAC系统的运行进行优化调度也可以提高使用HVAC系统的效率，降低用户用能费用。利用房屋具有的储能特性，根据可再生能源的出力状况对HVAC系统进行控制，通过提高可再生能源的利用率来降低用户用能费用。家庭用户不仅关心HVAC系统的用能费用，更关心整个家庭环境内的总用能费用，因此优化调度算法还要考虑其他用电负载、储能系统和分布式电源对优化调度结果的影响。对家庭环境内的分布式能源资源和储能系统进行优化调度，也可以降低用户的用能费用[55-56]。与只考虑用电负载、储能系统、分布式能源中的某一类或几类的优化调度算法相比，在统一的框架下综合考虑用电负载、储能系统和分布式电源的优化调度模型和算法能够获得更优的结果。在实际应用中，并非所有用户都同时拥有用电负载、储能系统、分布式能源和向电网出售电能的能力，但研究表明用户拥有储能系统、分布式电源和向电网出售电能的能力有助于降低用户的用能费用。T.Hurbet和S.Grijalva在优化调度算法仅考虑用电负载的基础上，依次加入储能系统、用户向电网售电能力、光伏发电系统和发电机组，每种情况下都用三种不同的算法对系统进行优化调度，相应的用户用能费用如表2所示。从表2可见每种优化调度算法下用户用能费用都随着新设备和用户向电网售电能力的加入而减少。智能电网环境下家庭能源管理系统的优化调度算法除了以上三类主要算法之外，一些研究人员提出了通过对一定数量的HVAC系统、热水器、电动汽车进行协同调度控制，为电力系统的运行提供调频、调峰等服务的算法。研究表明用户的用能费用与用电负载、储能系统、分布式电源和向电网出售电能等因素均有关系，但在统一的优化框架下综合考虑这些因素的研究目前较少。另外，已有的调度算法对可再生能源出力预测、负载预测、电价预测、用户用能不确定性和环境因素（比如室外环境温度）等不确定性因素对优化调度结果的影响研究不足。因此，在不确定性环境下基于统一优化框架综合考虑各种因素的调度算法是该领域未来的研究方向之一。
4结语
