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王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：開展能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，對加強政府部門和企業(yè)節(jié)能管理中的應(yīng)用前景，分析系統(tǒng)在能源消費預(yù)測分析、能效對標、節(jié)能監(jiān)察、能源精細化管理、用能權(quán)交易、宣傳推廣等方面的應(yīng)用成效，為進一步提升系統(tǒng)應(yīng)用價值提供參考。
關(guān)鍵詞：能耗在線監(jiān)測；節(jié)能管理；能源消費；用能單位
1、引言
開展重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，是黨國家發(fā)展和改革委員會、市場監(jiān)管總局先后印發(fā)《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》等多項政策文件，推進全國重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。
福建省于2018年4月啟動能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)工作，截至2022年3月，已有820余家重點用能企業(yè)完成接入端系統(tǒng)建設(shè)并與省級平臺聯(lián)網(wǎng)，將能源消費數(shù)據(jù)實時上傳至升級平臺，基本達到重點用能企業(yè)全覆蓋監(jiān)測。目前所監(jiān)測的重點用能企業(yè)能源消費量已占到全省規(guī)上工業(yè)企業(yè)能源消費總量的90%以上。本文在總結(jié)福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)進展的基礎(chǔ)上，研究分析在系統(tǒng)在政府部門和企業(yè)中的應(yīng)用方向和初步成效，為促進能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用得到進一步發(fā)展提出有益的思考。
2、福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)進展
2.1加強創(chuàng)新設(shè)計，推動省級平臺建設(shè)
在省級平臺建設(shè)上，福建省結(jié)合自身實際，積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+節(jié)能"服務(wù)新模式，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)，完成能耗監(jiān)測、能效對標、節(jié)能管理、計量管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量評價、建模分析應(yīng)用、能源數(shù)據(jù)可視化等功能模塊開發(fā)并部署上線運行，初步建成一套集數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、建模預(yù)測、流程管理、圖譜展示等功能為一體的全省“能源管理大數(shù)據(jù)平臺"。省級平臺已于2021年9月完成全部建設(shè)內(nèi)容，并通過了省發(fā)改委的竣工驗收評審。
2.2推進制度建設(shè)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行
能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)是一項系統(tǒng)性工程，涉及企業(yè)、第三方服務(wù)機構(gòu)等各方職責(zé)和法律責(zé)任，保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
2.3強化技術(shù)支撐，提升監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量
為保障上傳至省級平臺的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，福建省首先做好事前接入端系統(tǒng)源頭監(jiān)管，編制了《企業(yè)端系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案》，并建立完善方案評審工作機制，嚴格技術(shù)方案評審，確保方案設(shè)計的科學(xué)性和合理性,從監(jiān)測邊界、監(jiān)測方式、軟硬件配置、運維管理等方面統(tǒng)一了接入端建設(shè)的標準化和合規(guī)性，夯實數(shù)據(jù)質(zhì)量建設(shè)基礎(chǔ)。同時，強化事后監(jiān)管，在全國制定了《工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》的地方標準，從完整性、準確性、時效性、可驗證性、有效性、規(guī)范性等六方面對聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行評價，督促不符合要求的企業(yè)及時整改，保障各企業(yè)上傳數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
3、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應(yīng)用
福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)主要建設(shè)包括政府網(wǎng)站統(tǒng)一技術(shù)平臺提供的架構(gòu)，為社會公眾提供節(jié)能和計量宣傳服務(wù)。本文對于系統(tǒng)的部分功能在節(jié)能管理中的應(yīng)用進行分析。
3.1服務(wù)于政府部門能耗雙控工作
以往節(jié)能主管部門一般只能通過企業(yè)填報能源利用狀況報告、節(jié)能監(jiān)察、能源審計、節(jié)能診斷等方式掌握企業(yè)歷史能源消費數(shù)據(jù)，具有嚴重的滯后性和不全面性。能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立，使第一季度泉州陶瓷行業(yè)受春節(jié)假期影響，行業(yè)總能耗呈U型波動趨勢，其中2月份總能耗相比1月份環(huán)比下降約60%，3月份開始逐步恢復(fù)到1月初能耗水平。
3.2服務(wù)于政府部門能源消費預(yù)測分析工作
通過匯聚各重點用能企業(yè)能源消費的海量大數(shù)據(jù)，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)構(gòu)建多種模型，可以用于全省、行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)間的能耗和能效數(shù)據(jù)預(yù)測分析。模型的有效性依賴于用于模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)總量和數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量，所以在構(gòu)建模型之前，需要系統(tǒng)提供足夠多和足夠好的數(shù)據(jù)。圖3是系統(tǒng)對某周期性生產(chǎn)企業(yè)能源消費的預(yù)測趨勢圖，可以看出該模型較好地預(yù)測了企業(yè)未來能源消費趨勢。
3.3服務(wù)于企業(yè)間能效對標工作
能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立，打破單一企業(yè)能效指標的信息壁壘，通過采集各企業(yè)能源消費數(shù)據(jù)，測算不同企業(yè)單位產(chǎn)品能耗等指標，并進行對標分析，為能效水平較低的企業(yè)查找原因，提出節(jié)能診斷意見建議。
3.4服務(wù)于企業(yè)能源精細化管理
在推進企業(yè)能源精細化管理方面，福建省通過專項資金引導(dǎo)，已幫扶50余家企業(yè)開展二級、三級能耗在線監(jiān)測建設(shè)，助力企業(yè)提升能源管理精細化水平，深挖自身節(jié)能潛力。隨著能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入，各重點用能企業(yè)的信息化節(jié)能意識不斷提高，節(jié)能改造意愿不斷增強。如福建省某有色金屬冶煉企業(yè)按照自己的需求展開系統(tǒng)應(yīng)用，購置配備大量智能化采集儀表設(shè)備，把能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)作為能源管理支撐系統(tǒng)，指導(dǎo)日常生產(chǎn)和管理考核；某水泥生產(chǎn)企業(yè)在新能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推進過程中，建設(shè)符合自身需求的智慧工業(yè)能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)水泥的燒成溫度、窯尾溫度、系統(tǒng)壓力等關(guān)鍵參數(shù)實時調(diào)整，有效地提高生產(chǎn)效率和能源利用效率，單位熟料綜合能耗下降2.1kgce/t，年節(jié)約能耗達到4000噸標準煤。通過能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推動，越來越多的重點用能企業(yè)逐漸接受了信息化節(jié)能的理念，將持續(xù)加大投入，構(gòu)建更加完善的能源管理平臺。
3.5服務(wù)于節(jié)能監(jiān)督管理工作
通過能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建立了政府監(jiān)管部門通過企業(yè)上報材料，及時、便捷地完成了書面監(jiān)察工作。
3.6服務(wù)于用能權(quán)交易和碳排放交易工作
當前，全國碳排放交易和部分用能權(quán)交易試點省份的能源消費數(shù)據(jù)主要來源于企業(yè)自查和極大地降低數(shù)據(jù)造假的可行性和數(shù)據(jù)核查成本，使用能權(quán)交易和碳排放交易市場更加公平、公正、透明、高效。
3.7服務(wù)于節(jié)能宣傳培訓(xùn)工作
通過能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以開展節(jié)能法律法規(guī)、標準規(guī)范、節(jié)能動態(tài)等宣傳；推廣先進節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)；征集企業(yè)意見建議等。
4、推進系統(tǒng)應(yīng)用的思考
在“碳達峰碳中和"背景下，節(jié)能管理工作將越來越重要，在其中應(yīng)用信息化技術(shù)也已經(jīng)成為必然趨勢。盡管福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用已取得初步成效，但也依然存在一些問題，如企業(yè)主體責(zé)任意識不夠強、數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高、技術(shù)規(guī)范不夠全面、政策法規(guī)宣傳不夠到位等問題，需要進一步推進解決。
4.1持續(xù)提升在線監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量
數(shù)據(jù)質(zhì)量是能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的生命線，也是系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。從相關(guān)法律法規(guī)、部門規(guī)章等規(guī)定均要求重點用能企業(yè)落實主體責(zé)任。重點用能企業(yè)應(yīng)提升對能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的認識，建立健全系統(tǒng)管理制度，按要求做好系統(tǒng)的日常維護，確保接入端設(shè)備正常運行,自動監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、完整、準確。政府部門應(yīng)持續(xù)加強系統(tǒng)運維力度，采用能源計量審查、節(jié)能監(jiān)察等手段，依法依規(guī)督促數(shù)據(jù)質(zhì)量異常的企業(yè)及時整改，督促重點用能企業(yè)按要求配齊能源計量器具。
4.2健全能耗在線監(jiān)測技術(shù)標準
為了規(guī)范和指導(dǎo)重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)工作，國家已推出電力、鋼鐵、石油化工等三個行業(yè)的采集指南，但其他行業(yè)的采集指南仍然缺失。我省能耗在線監(jiān)測建設(shè)工作涉及行業(yè)較多，如化工、化纖、紡織、印染等重點用能行業(yè)仍缺乏行業(yè)采集指南，對相關(guān)行業(yè)推廣二、三級能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用產(chǎn)生了技術(shù)壁壘。建議持續(xù)推進相關(guān)行業(yè)能耗在線監(jiān)測技術(shù)標準制定工作，為推進重點用能企業(yè)能源精細化管理提供統(tǒng)一的技術(shù)支撐。
4.3加強系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用的宣傳推廣
加強能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用宣傳，開展能耗在線監(jiān)測典型案例征集工作，遴選重點行業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量好、系統(tǒng)應(yīng)用成效顯著的企業(yè)，形成一批可借鑒、可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗，及時進行宣傳推介，帶動全省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)示范作用，全面營造政策引導(dǎo)、全社會參與的良好氛圍，共同推進系統(tǒng)建設(shè)。
5、平臺概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照政府管理節(jié)能工作的部門報送能源審計報告。
6、應(yīng)用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護。
7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-5000建筑能耗分析系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：
8、系統(tǒng)功能
1）系統(tǒng)概況
平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。
2）用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。
3）用能統(tǒng)計
對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。
4）復(fù)費率統(tǒng)計
復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
5）同比分析
對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。
6）能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。
7）配電監(jiān)測/管網(wǎng)圖
以變電站配電結(jié)構(gòu)一次圖或建筑水、燃氣管網(wǎng)圖展示結(jié)構(gòu)中各重要節(jié)點數(shù)據(jù)，方便用戶掌握能源運行時參數(shù)。
8）夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。
9）三維展示
通過3D圖形方式展示項目現(xiàn)場模擬圖，以更直觀的方式對項目中建筑或設(shè)備數(shù)據(jù)進行動態(tài)展示。
10）設(shè)備管理
設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運行。
11）用戶報告
用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。
9、系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
建筑能耗管理系統(tǒng) | Acrel-5000web |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-1E2S1 |
| 采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
高壓重要回路或低壓進線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，*大需量，支持付費率，越限報警，SOE,4-20mA輸出。 | |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、 | AEM96 |
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能，并具備報警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
動力柜 | ACR120EL |
| 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
AEW100 |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
照明箱 | DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
DDSD1352 |
| DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。 | |
DDS1352 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P | |
ADW300/4G |
| 計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。 | |
ARCM300T-Z-4G |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 | |
給水管道 | 水表 |
| 計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
10、結(jié)語
本建設(shè)重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是貫徹落實黨政府部門加強節(jié)能管理、用能單位提高能源管理精細化水平的重要途徑。通過近4年來的不斷推動，福建省已基本建成了覆蓋全省重點用能企業(yè)的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，并在能耗雙控、能源消費預(yù)測分析、企業(yè)能效對標、企業(yè)能源精細化管理、節(jié)能監(jiān)督、用能權(quán)交易、節(jié)能宣傳培訓(xùn)等方面得到了初步應(yīng)用，取得了一定的成效。下一步，應(yīng)著力解決企業(yè)主體責(zé)任意識不強、監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高等問題，進一步提升能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用水平，服務(wù)于全省節(jié)能工作大局。
參考文獻
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