1 引言
近幾年來，中國的鋼鐵行業發展勢頭迅猛．在2008年世界金融危機的大環境下，全國鋼鐵企業粗鋼總產量達50 048．8萬噸，鋼材58 177．3萬噸㈠位居世界產鋼大國榜首，有力地支持了國家的經濟建設．但是，全國鋼鐵企業總能耗達到22 324．49萬噸標準煤，占全國能源總消耗量的15％以上，平均噸鋼綜合能耗629．93千克標準煤／噸，與日、德等發達國家還有20％左右的差距．降低鋼鐵噸鋼綜合能耗，就能大量節省能源．
制約我國鋼鐵企業綜合能耗下降的因素包括鋼鐵工業布局、原料質量、工藝水平和設備差異以及管理水平差距∽近年來，我國鋼鐵行業快速淘汰一批落后工藝和設備，推廣型煤技術、焦爐廢煙氣干燥入爐煤的設備、干熄焦)、高爐余壓發電、熱裝熱送等節能和能源綜合利用工藝，使我國鋼鐵企業的生產工藝上升到一個新的水平，取得了明顯的節能效果。
鋼鐵企業用能設備數量多、工藝日趨復雜，使用的能源介質達二十多種，且能源介質的產生或消耗之間有復雜的關聯關系，使能源系統的管理和調控難度加大．因管理和調控不當、不及時引起的能源介質放散現象時有發生，引起大量能源浪費和環境污染．集成工業測控、工業網絡、計算機和控制技術而形成的能源管理系統正是針對這些問題而產生的新型技術．
本文將介紹能源管理的主要階段，先進能源管理系統的主要技術與功能，并分析先進能源管理系統的研究內容與進展情況．最后給出結論與展望．
2 能源管理模式發展階段及先進EMS系統
能源管理模式可劃分為3個階段：基于單機設備與工序級的能源管理、基于能源介質平衡的能源管理、基于全流程優化與系統節能思想的能源管理．
2.1 基于單機設備與工序級優化控制的能源管理
單機設備與工序級能源管理在分解能耗過程、完成能耗指標、實施能源考核等方面具有目標明確、責任清晰、效果明顯等優點．這種管理模式在能源系統的局部雖然能夠實現最優，但是隨著生產規模擴大和工藝日趨復雜，難以達到設備或工序之間的匹配和系統優化，能源放散的現象時有發生．
2.2 基于能源介質平衡的能源管理
本階段是按照鋼鐵企業能源介質管網的結構特點，解決能源介質的生產、回收、消耗之間的平衡，防止發生不必要的放散．論文分別討論了煤氣、電、氧氣等能源介質的綜合平衡與優化問題．體現了這一管理思想．用以實施這種管理的平臺就是EMS。圖1為某大型鋼鐵聯合企業EMs網絡結構。
圖1 某大型鋼鐵企業EMS網絡結構
如圖1所示，設備與能源管網的測控信號經由遠程測控單元或PLC系統，傳輸到IO服務器，再存入數據庫服務器．操作人員通過能源大廳的操作平臺和應用服務器訪問數據庫以獲知現場的情況，并按照相應介質的調度操作標準實施調度．同時，各能源生產與使用單位可以通過網絡和web服務器瀏覽實時能源信息．
本階段能源管理系統的主要技術包括：集散控制系統(DCS)或現場總線系統(FCS)：適應鋼鐵集中管理、分散控制的需要．
網絡通信：高效、穩定、可靠的工業網絡以實現不同設備互聯、采集現場數據、遠程操作．
數據庫：存貯現場歷史與實時數據，供EMS作統計、分析、評估、預測、查詢等．
人機交互、計算機軟件、專家系統等技術提供操作、監控、技術支持等服務．
EMS應用網絡和計算機技術，實時監控范圍和系統容量得到擴展，因此能夠對能源介質進行實時精細計量；能從系統的角度實施能源介質的平衡調度；考核能源實績、控制能源成本，提高能源管理的效果和水平．
但是，EMS系統的操作人員調控的方法是以靜態平衡為主，在生產計劃變動、物料變化干擾、生產環節不可預知的停機、檢修等情況下難以及時調控．目前解決的辦法是在產耗設計中考慮基本平衡，并采用中問貯存裝置(如氣柜)以緩沖能源介質的波動，其調節能力有限．
目前我國鋼企能源管理大都處于本階段．
2.3 基于全流程優化控制與系統節能思想的先進能源管理系統
先進能源管理系統是在EMs功能與性能上的提高．從全流程優化控制的角度，依據市場環境和利潤目標通過企業資源計劃系統(ERP)形成生產決策和生產計劃，然后由制造執行系統MES分解到生產工藝和作業崗位實施．先進能源管理系統服務于全流程優化控制中的指標分解、生產實施和生產環節的優化控制，同時也受約束于企業總能耗(或單位能耗)和環保的要求．圖2為鋼鐵企業全流程優化控制與先進能源管理系統關系圖．
圖2 全流程優化控制與先進能源管理系統關系圖
正如文所述，鋼鐵企業生產過程實質上是以鐵素流為主要形式的物質流和以碳素流為主要形式的能量流按照設定的“程序”和“流程網”作有序動態的運行．先進能源管理系統要建立包含各類能源設施和設備的“能量流網絡”，運用系統節能的思想，考慮物質流與能量流及其耦合關系，進而構建起動態能源介質的預測、仿真和優化調度模型，實現能源系統的全局優化控制．
由于鋼鐵企業生產流程復雜，現場的影響與制約因素多，如：建模困難、能源介質參數(如燃氣的熱值)變化、生產計劃調整、檢修時間不確定，加大了能源管理和優化控制的難度．因此，鋼鐵企業生產過程數學建模、基于物質流和能源流的能源網絡建模、能源在線監測、用能設備優化控制、能源預測、能源仿真與優化調度算法等都是先進能源管理系統要解決的問題．
3 先進能源管理系統的研究內容與新進展
先進能源管理系統現階段的研究內容及其邏輯關系如圖3所示．其研究內容主要有5個方面：能源在線監測、生產過程優化控制和電機等設備能效分析是從3個不同的角度解決能源合理利用問題；集成平臺是解決能源系統的信息化問題；多介質監測、分析優化則是從系統的角度解決整個能源系統的運行問題．
圖3 先進能源管理系統研究內容及其邏輯關系
3.1 能源在線監測
傳統的能源在線監測，以對各種能源介質的運行狀態監測和介質計量為主．在先進能源管理系統中，要實現白上而下的管控一體化的目標，傳統能源在線監測的內容上有新的擴展，為跟蹤能源的使用和能源調度提供依據．最新研究包括：
(1)能源地理信息系統(GIS)
針對鋼鐵企業能源管網錯綜復雜、分布范圍廣，全面管理和維護難度很大的問題，提出利用GIS平臺實時監測煤氣、蒸汽、電、氧、氮、氬、氫氣、水(包括原水、除鹽水、冷凝水、淡化海水)等關鍵能源網絡運行情況；實現實時事故報警精確定位技術，為管網優化設計、危險源辨識、事故搶險和能源優化調配提供輔助依據．該技術的主要內容：
1)管網地形圖的建立與管理
利用MAPGIS軟件作為GIS的開發平臺，針對能源管網與周圍的建筑物、綠地、等高線、水系、道路等的關系，建立管網地形圖數據庫，標注相關數據．按照基礎地形圖和各種專題地圖分類、分層管理，并實現地形圖的分層變焦無縫顯示．建立一系列的地形圖維護機制，使地圖信息與實際相符．
2)管網建庫的建立與管理
按照外業探測資料、其它格式數據或管網竣工圖數據在管網地形圖中錄入管網分布與結構信息的方法．建網的內容包括管網詳圖、多媒體圖片、管網相關設備等．在管網結構與設備出現變化時，能方便快捷更新．
3)管線規劃與綜合分析
利用GIS平臺，避免在管網擴(改)建規劃中管網區域碰撞；對管網區域埋深提供有力的依據，實時檢測管網老化并建立預警機制．
(2)能源介質泄漏檢測與定位
能源介質的泄漏導致能源浪費，甚至引起嚴重安全隱患與環境污染．目前在面向蒸汽系統跑冒滴漏的蒸汽疏水閥在線測量技術取得進展．該技術主要內容是：
1)基于超聲多頻的高精度氣體泄漏在線檢測由疏水閥的微孔或縫隙所導致的氣體泄漏，其產生的超聲信號的頻率隨內外壓差、孔徑大小的不同而不同，同時，超聲波的能量隨著距離的增加迅速衰減．精確測量氣體泄漏所產生的超聲信號以確定泄漏的地點和孔徑大小．
2)強噪聲背景下氣體泄漏判定與泄漏量計量工業現場環境極為復雜，現場存在大量背景噪聲，增加了對泄漏所產生的超聲信號的提取難度，在信號采集時需去除噪聲信號，結合氣體壓力的變化提出氣體泄漏的判定策略，實現氣體泄漏量計量．
(3)能源介質管網的仿真模型及測量數據校正
能源質管網的設計(流程、管徑、保溫等)往往是根據經驗進行的，不一定是最優設計，而能源管網測控中儀表的工作狀態不一定正常，精度會隨環境變化而降低．該技術的主要內容：
1)能源介質管網仿真模型
依據管網結構，建立流體管網的水力學和熱力仿真模型，快速對流體管網進行水力學和熱力學模擬計算，為管網設計(流程、管徑、保溫等)和改造提供依據；實時模擬仿真管網的運行狀況或預測管網中介質的未來運行狀態，減少管網在傳輸介質時的各種損耗．
2)能源介質管網測量數據校正
根據管網結構和流體能源介質的物理性質，對傳輸到EMS系統的實時數據是否異常、所處的工作區間進行判定，依據測量到的數據之間的關聯，去除顯著誤差和實施數據協調，提高測控數據的精度和可靠性．
3.2 生產過程的能效分析與優化控制
煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼是鋼鐵企業的主要高耗能生產過程，其生產設備能耗占整個生產能耗的70％以上．傳統能源管理系統注重這些過程能源的計劃、計量、分析與考核，而對物流能流關系、生產環節的參數優化等問題關注度不高．
在先進能源管理系統中，以減少能源消耗為目標，綜合考慮原料流、產品流(物質流)和能量流的耦合關系，建立高能耗設備的能源投入產出模型和面向操作的實績能效評估方法，結合投入產出模型和能效評估實現面向能效提高的高能耗設備操作優化．本項技術的主要內容是：
1)高能耗生產過程能源投入產出模型
結合設備的物理化學原理以及運行歷史數據分析，建立能源投入與產出模型，用于能效分析、用能預測以及面向節能的生產過程設備優化操作．
2)面向操作的實績能效評估方法
建立面向操作(操作方法、參數、環境等因素)的實績能效評估方法，建立操作與設備能效之間的關系，以指導設備的節能操作．
3)面向能效提高的高能耗操作優化
研究面向操作能效評估指標的動態優化方法，根據當前能效評估結果和分析，采用粒子群優化等智能尋優算法，在設備能源投入產出模型空間中搜索能源消耗最小的操作模式，實現高耗能設備節能操作．文分別論述了加熱設備與連鑄過程節能操作優化的方法．
3.3 電機、泵類用能設備能效分析與優化控制
傳統能源管理系統，對中小型電機及空壓機、風機、泵的運行情況不夠重視．但是，由于電機、空壓機、風機、泵的數量多，有效監測與優化控制這些設備的運行能夠顯著節能．最新的研究包括：
(1)非侵入式電機能源效率在線檢測分析技術
電機是鋼鐵企業的主要動力設備，也是主要耗能設備．這些電機的大部分在低于設計額定負荷60％的負荷狀態下運行，導致高達30％的用電被浪費掉．在這些電機中，80％是中小型電機，由于單臺容量不大，在管理中易被忽視．本技術能在線檢測電機運行效率，且成本低廉，使實施中小型電機系統能源管理成為可能．
本技術的內容包括：
1)復雜工業環境下電機電流信號特征提取
采用基于切比雪夫一致逼近原理的FIR濾波、小波分析消噪、線性調頻的時頻分析消噪、周期信號混疊等信號預處理技術，解決復雜工業環境下電機電流信號特征提取與分析問題，提高轉速估計、故障診斷等所需的特定頻率特征信號的提取準確度．
2)基于推理模型的電機能源效率非侵入式、低成本在線檢測與分析
采用小波分析、現代譜估計等先進的信號處理技術，和神經網絡、支持向量機等智能信息處理技術，基于電機定子電流特征分析(MCSA)技術，建立電機能源效率推理模型，研究非侵入式電機效率在線檢測與分析方法．在不依賴轉速、轉矩等傳感器，不構建高精度電機等效電路的條件下，實現電機效率的高精度在線估計．
(2)空壓機、風機、工業泵能耗監測技術
在工業生產中，電機主要用來驅動風機、泵、空氣壓縮機及各種加工設備，構成電機驅動系統．其中用于驅動空壓機、風機和工業泵的能耗分別占到電機能耗的15％和27％．對這些設備的能耗監測對于面向節能的設備管理和設備改造有重要的參考價值．
本技術的核心內容包括：
1)影響空壓機、風機效率的主要運行參數在線檢測與分析技術
研究分析空氣流量、溫度、壓力、風機轉速等參數對風機效率的影響，研究開發對風機性能有重大影響的空氣參數的在線檢測與估計方法，依據風機定律和風機性能曲線，建立風機系統效率估計模型．
2)基于能耗分析與優化模型的空壓機、風機系統能源效率優化技術
以風機效率在線監測技術為基礎，建立能耗分析與優化模型，開發電機系統能耗分析與優化軟件，與電機驅動系統能源效率在線監測與節能優化平臺實現集成．
3)基于多參量的工業泵運行狀態監測
當工業泵運行中發生各類異常時，如：傳動對中不正、軸承損壞、密封泄漏、槳葉損傷等，都會伴隨有運行噪音增大、軸承溫度升高、機體振動增大等現象．本技術能夠從各種干擾條件下提取信號，并建立噪聲、溫度、振動信號與工業泵運行狀態間的對應關系．
4)基于示功圖的工業泵運行效率監測
采用智能濾波技術，以提高光桿載荷和位移的測量精度，同時監測泵的出口壓力、揚程等參量，建立能夠確定工業泵運行效率的示功圖，實現工業泵的優化運行，提高運行效率．
3.4 系統集成平臺
系統集成平臺的主要功能是整合先進能源管理系統各層采集到或處理后的數據，實現能源信息存儲、共享、發布、應用及開發．和傳統的EMS集成平臺相比，網絡覆蓋面更廣，系統容量與可靠性更高．系統集成平臺的研究內容包括：
(1)新一代能源測控網絡技術
適用于先進能源管理系統的新一代能源測控網絡是工廠能源精細計量與優化控制系統的關鍵支撐技術．其主要任務是支持對工廠的多種能源介質、多種用能設備進行大范圍的能效計量和分析．針對目前鋼鐵企業綜合自動化網絡的復雜性——短程和長程，低速和高速，無線和有線多種情況并存，且各種設備與網絡協議相互之問不兼容，新一代能源測控網絡技術的內容包括：
1)低能耗短程異構能源測控網絡優化設計
通過優化設計方法，構建實時、可靠、低功耗的工廠能源測控網絡結構，以適應多種設備、多種能源介質的不同內容、特點和要求的通信需求，使得網絡能效最大化．
2)基于智能天線的長程能源測控網絡技術
智能天線的長程能源測控網絡技術相對于普通無線技術增加了傳輸距離和網絡容量，有望以無線的方式解決鋼鐵企業網絡規模大、測點間距遠、布線困難等問題．
3)面向大數據量傳輸應用的高速網絡技術
基于藍牙、IEEE 802．11技術，開展多信道復用的高速通信技術以提高先進能源管理系統網絡對環境的適應性．
4)新一代異構網絡互聯與互操作技術
在實現各種異構網絡的互聯之后，運用遠程數據采集、10服務器和OPC server等技術，通過服務器交換各種異構網絡的數據，以實現數據集成。
(2)數據集成平臺技術
大型復雜先進能源管理系統完成正常功能通常需要通過SCADA軟件對數萬個、甚至十數萬個能源點進行實時監視或控制，為了完成高級的能源管理和優化調度功能，還需要對生產系統的過程數據和管理數據進行集成．這就是數據集成平臺的功能．主要包括：
1)數據標簽化
鋼鐵企業的數據環境如圖4，ERP(企業資源計劃)提供生產實績、產值、原料等方面的指標與數據，MES(制造執行系統)提供主工序計劃、檢修、設備狀態等信息，能源監控系統則提供各種能源介質與設備檢測數據，還有其他如檢驗系統和手工錄入數據信息．能源系統的數據需求與它們之間存在網狀關系．
將數據按照一定的規則轉換成標簽，供數據需求方訂閱．
2)數據交換與處理
標簽中心是一塊內存區域，所有數據都通過標簽中心交換．各種來源的標簽都可以向標簽中心寫入數據，數據的使用者可以掃描標簽中心讀取數據或訂閱標簽，在標簽數據發生變化時，標簽中心會把變化的標簽打包發給訂閱者．
圖4 鋼鐵企業能源管理系統數據環境
通過數據標簽化，簡化這些關系，如圖5：
圖5 數據標簽化
3)應用開發平臺
運用基于服務接口的動態組件庫技術，使系統的核心模型及算法可在不同應用中實現動態配置，減少系統二次開發工作量及由此帶來的出錯概率．
3.5 多能源介質管理、分析和優化系統
從企業運營的角度，在市場環境、營利目標、安全、節能、環保等約束條件下，要實現能源、資源合理配置與使用．因此需要研究多能源介質的管理，多介質、多設備組成的工廠能源系統動態優化調度的方法，以保障生產所需要的能源能夠按照時問、質量、數量要求輸送給用能設備，保證整個生產系統安全有序地運行和節能降耗．
(1)能源供應量與需求量中長期與短期預測
能源供應量與需求量預測是順利組織生產，實施平衡與優化調度的前提．預測分為中長期和短期兩種．
鋼鐵企業能源供應量(能源生產環節)和需求量(能源需求方)中長期預測，一般有兩類方法可供選用，即時間序列分析法和影響因素分析法．前者分析歷史統計數據，推算規劃預測期的供應量與需求量，適用于未進行大型工藝改造的鋼鐵企業．后者根據影響能源供應量與需求量的因素，分析可能達到的數值或水平．對于發展中的鋼鐵企業，采用影響因素分析法能達到較好的預測效果．
短期能源介質的動態預測的基礎是建立能源投入與消耗模型，結合各工序能源介質流量波動規律，充分考慮生產計劃、檢修計劃及動態工況信息建立模型，以實現合理預測。
(2)能源系統的建模與仿真技術
能源系統的建模與仿真，輔助工廠能源優化調度，避免出現能源浪費的有效技術手段．根據質量守恒、能量守恒定律、管內流動伯努利定律，以及相應的邊界條件和初始條件建立物質流、能量流及其耦合的數學模型，分析鋼鐵企業能源系統在規定時間內的工作行為和特征．能源系統的建模仿真還考慮到能源系統的分散性、用能模式多樣性的特點，使仿真的結果能夠真實描述能源系統未來的運行狀態．文論述了鋼鐵企業煤氣系統的動態仿真方法．
(3)能源優化調度技術
能源優化調度是提高能源利用效率、降低生產成本的核心技術手段．其目標是在滿足生產用能的情況下，有效降低能源成本：即在滿足能源需要的約束條件下控制最經濟的能源介質轉化方向．
能源優化調度是基于能流一耦合建立能源轉換模型和能源平衡模型，根據企業物流能源投入產出模型及多目標綜合評價方法建立鋼鐵企業能源平衡分析及評價系統．模型化法和系統節能分析法是解決該問題的常用方法．
國內外采用模型化方法對企業系統進行節能研究的模型主要有投入產出模型、優化模型、平衡模型和神經網絡模型等；研究系統節能的分析方法是用來對節能(或能耗)進行比較、分析和評價的方法．具有代表性的方法有：比較分析法、因素分析法、層次分析法等．文研究了多種優化調度的方法和相關的算法，使能源優化調度可以應用在實際生產中．
4 先進能源管理系統關鍵技術問題及其發展趨勢預測
綜上所述，基于全流程控制與系統節能思想的先進能源管理系統的關鍵技術問題主要是：能源介質的實時監測，生產過程與設備能效分析與優化控制，信息系統集成和多目標多約束的全流程能源預測、仿真、優化控制等幾個方面．為了同時適應新形勢下鋼鐵企業能源系統經濟、高效、環保、安全地運行等多種目標的苛刻要求，可以預見這些關鍵技術問題在未來的發展趨勢：
(1)高精度和高精細程度的能源介質測控技術
鋼鐵企業在市場與能源成本方面的壓力下，勢必會加強能源考核，深挖節能潛力．提高現場儀表測量精度并且加大精細化測量將成為提高能源管理水平和效果的重要手段之一．
用于計量各種能源介質的高精度、性能可靠、便于安裝的新型智能儀表在先進能源管理系統中有大量需求．和傳統儀表相比其精度更高，為了實現遠程實時測控功能，還需要具有自診斷與自校準等智能儀表的特征．
能源介質的計量精細程度將逐步提高．改變基于分廠(工序)之間的能源結算方式，將能源介質在工序中的消耗情況納入能源管理系統．同時，提高能源介質的質量(如煤氣成分、熱值)實時檢測能力和精度，并精確分析與計量能源介質的損耗、泄漏量．
(2)生產過程與設備狀態變量精確測定與閉環控制技術
先進能源管理系統將重要的耗能生產過程與耗能設備也作為研究對象，從能效分析的角度建立耗能生產過程或設備的運行變量與能耗、質量之間的關系，以優化控制生產過程和設備，實現節能的目標．
一批實時檢測技術與控制技術將發揮重大作用，如基于激光誘導的鋼水成分檢測、高爐爐料分布仿真與預測技術、燒結燒成帶溫度分布測定、煤氣成分與熱值的快速測定等．通過新型檢測技術、軟測量技術等手段，提高過程變量可檢測范圍和精度．逐步實現對能耗有重要影響的生產過程由開環控制轉變為閉環控制．檢測技術的進步必將在降低能耗指標的同時保持質量指標在一定水平．
集中管理和監控中小型電機、風機和水泵等一大批工作原理相似、能耗較高的輔機設備的工作狀態與能耗狀態，及時發現電機設備故障狀態下運行引起的高能耗、電機與負載不匹配、負載對外做功超過需求等引起能源浪費的問題．通過建立能效分析與優化控制的一系列新技術和方法提高主要用能設備的能源利用效率．
(3)安全可靠的異構網絡數據平臺整合與數據互聯互操作技術
鋼鐵企業先進能源管理系統控制的設備具有地理分布廣，數據來源與形式復雜多樣，數據量大且實時性要求高的特點．有必要研究整合不同網絡結構為統一的數據平臺的技術方案，形成滿足實時性強、安全可靠、功耗低等要求的新一代能源測控網絡技術，以及解決大容量數據集成與應用的基礎問題．綜合應用無線傳感網絡技術、工業現場總線技術、計算機通信與網絡技術、GPRS信息服務平臺等實現數據互聯之后，運用遠程數據采集、IO服務器和OPC Server等技術，通過服務器交換各種異構網絡的數據，實現數據集成的目的．這些通信技術將成為先進能源管理系統中新技術應用的亮點．
(4)基于全流程優化思想并應用先進控制理論的能源預測、仿真和優化調度技術
鋼鐵企業能源系統表現出多變量、強耦合、非線性、大滯后、多尺度等特點．在控制目標上首先要滿足生產需要，同時，適應市場環境、經濟效益、能耗與環保等約束條件或優化目標．解決這個系統的控制問題的未來研究方向可能是依據全流程優化控制的思想，綜合運用控制理論和尋優策略，有效解決能源預測、仿真與優化調度問題．
首先是對能源的中長期需求預測與短期預測的研究，除前述的研究方法和思想之外，還可以按照全流程思想將工藝、時間、能耗指標分解到鋼鐵生產、能源運輸和能源轉換環節，完成能源中長期和短期更細致的需求預測，達到提高系統運行的安全性、可靠性和經濟性的目標．
其二是鋼鐵企業能流與物流動態耦合與協調關系的研究．通過機理建模、經驗建模、統計、數據挖掘等手段，建立能流與物流的動態數學模型及相關變量的安全作用域．研究利用該模型仿真能源系統的運行狀況，有效預防在基于設計值的平衡被生產變化打破時形成顧此失彼的被動局面；優化設計能源介質的供應、轉換、傳輸和緩沖環節(如煤氣柜)．
其三是完善和豐富鋼鐵企業能源的優化調度算法及相關理論研究．這些研究的目標是改變基于設計值或經驗值的靜態調控模式，能夠針對計劃變動、生產檢修與臨時故障檢修等動態工況對能源系統引起的波動做出靈活、及時、正確的響應，避免發生由于系統失調引起的能源系統冒煙冒火和放散現象．前面述及的模型化法和能耗分析法，結合近幾年來快速發展的先進控制理論和方法(如針對系統大滯后或部分變量無法直接測量問題的預測控制、推斷控制，針對系統存在多種干擾和時變特性時系統穩定性問題的魯棒控制，針對對象非線性和不確定性的智能控制、專家系統的方法和最優控制理論等)，可能形成解決優化調度問題全新思路，以完善和豐富先進能源管理系統的算法庫．這些理論在先進能源管理系統中的應用，也必將促進理論本身走向成熟．
5 結論
我國鋼鐵企業的高能耗和低能效是推動EMS相關技術研究的重要原因．智能儀表、計算機網絡技術、現場總線、先進控制理論等為鋼鐵企業的能源實時測控及能源管網信息集成提供了技術條件．EMS成為現階段鋼鐵企業實施節能降耗，提高經濟效益的有效手段．
能源管理發展有三個階段：即單機設備與工序節能的能源管理、基于能源介質平衡的能源管理和基于系統節能與全流程控制思想的先進能源管理．目前我國鋼企大都處于第二階段．
先進能源管理系統在能源介質的監測、生產過程與設備能效分析與優化控制、信息系統集成、能源供需預測、系統仿真與優化調度等關鍵技術上取得了重要進展．可以預見未來的技術發展趨勢是：能源測控的精度和精細程度大幅度提高；對鋼鐵生產能耗有重大影響的生產過程與設備變量精確測量和閉環控制技術全面實施，對電機、泵類輔助生產設備集中監測與優化控制；采用或研究安全可靠、便于互聯和互操作的網絡平臺及數據集成技術；應用全流程指標思想的能源供需預測技術、適應能源系統動態工況的物流能流耦合模型研究及其仿真、結合模型化和能耗分析方法應用控制理論解決優化調度問題．
先進能源管理系統在鋼鐵企業中全面推廣必將提高鋼鐵企業能源管理水平，大幅度提高能源利用效率．
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