淺析重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測做法與經(jīng)驗

摘要：山西省長(cháng)治市是市級層面推進(jìn)重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設先行地區之一。本文系統介紹了長(cháng)治市重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設的做法和經(jīng)驗，包括系統的服務(wù)定位、主要功能、建設模式及主要任務(wù)等。本文通過(guò)一個(gè)企業(yè)實(shí)際案例，說(shuō)明能耗在線(xiàn)監測對企業(yè)節能降本增效的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：節能；能耗在線(xiàn)監測；長(cháng)治市；工作經(jīng)驗；案例

0概述

為貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設的決定，深入推進(jìn)資源節約工作，按照國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)“十三五"節能減排綜合工作方案的通知》精神，長(cháng)治市于2016年啟動(dòng)智慧用能監管平臺建設，目標是在“十三五"時(shí)期建設覆蓋全市200余家重點(diǎn)用能單位的能耗在線(xiàn)監測系統，為企業(yè)節能降本增效提供決策支撐。目前，長(cháng)治市已完成了13家企業(yè)能耗在線(xiàn)監測數據的實(shí)時(shí)采集工作?，F將有關(guān)情況和經(jīng)驗總結如下。

1?系統定位和主要功能

平臺建設對于長(cháng)治市深入推進(jìn)節能優(yōu)先戰略，實(shí)現綠色發(fā)展具有重要的探索意義和帶動(dòng)價(jià)值，主要包括3個(gè)定位、9大功能。

3個(gè)定位，即一是為節能主管部門(mén)服務(wù)，為節能監察、能耗強度和總量“雙控"提供支撐；二是為企業(yè)能源管控服務(wù)，為用能單位節能降本增效提供決策支撐，推動(dòng)用能單位轉型升級；三是為政府各相關(guān)職能部門(mén)提供數據保障。

9大功能包括：

（1）能耗在線(xiàn)監測。對企業(yè)用能數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，掌握企業(yè)用能的平衡情況、異常情況、重要工序和耗能設施的能耗情況，并作為后續統計分析、報表以及考核的基礎數據。

（2）節能目標管理。將節能降耗目標分解到各區縣以及各企業(yè)，以節能量為考核指標，構建節能指標體系。重點(diǎn)監控高耗能企業(yè)、工業(yè)產(chǎn)業(yè)園和工業(yè)密集地區。

（3）用能計劃管理。主管部門(mén)在平臺上實(shí)現各單位年度、月度用能計劃的審批管理，系統對用能計劃和最終的執行情況進(jìn)行跟蹤管理和分析，為企業(yè)的能源計劃制定和政府監管部門(mén)的后續管理提供數據支撐。

（4）能源指標統計分析。通過(guò)在線(xiàn)監測獲得的能源消耗數據，進(jìn)行多維度的數據匯總統計和分析，建立各級能源消耗指標、節能指標和考核評價(jià)指標，并形成各類(lèi)指標的實(shí)時(shí)統計、同環(huán)比分析和對標分析，為各企業(yè)和各級監管部門(mén)提供決策數據。

（5）用能考核評價(jià)。以能源指標統計分析的能源消耗及各類(lèi)指標為基礎，對企業(yè)、行業(yè)監管部門(mén)、區域監管部門(mén)等進(jìn)行考核，并將各類(lèi)指標統計、指標對標和指標考核結果在平臺上公示。

（6）預警預測。比較與分析企業(yè)實(shí)時(shí)能耗數據，根據企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和國家以及長(cháng)治市的能源供應和保障情況，實(shí)時(shí)發(fā)布企業(yè)和地區的能源預測和預警信號。

（7）用能指導。對企業(yè)用能狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與評價(jià)，實(shí)時(shí)指導企業(yè)合理用能、節約用能，為企業(yè)實(shí)施節能改造項目提供決策數據支撐，最終實(shí)現節能、降耗、減排和降低企業(yè)能源成本的目的。

（8）能源信息在線(xiàn)服務(wù)。為企業(yè)用戶(hù)提供用能咨詢(xún)服務(wù)，主要包括反饋提供能耗異動(dòng)數據、主要能耗指標對標工作指導、能源診斷等服務(wù)。

（9）開(kāi)設節能量交易、碳排放權交易接口。為今后組織開(kāi)展節能量交易、碳排放權交易等提供技術(shù)支撐。

2?推進(jìn)模式：政府搭臺，企業(yè)唱戲

長(cháng)治市高度重視能耗在線(xiàn)監測系統建設工作，通過(guò)市、縣及政府辦公廳（室）而不是政府部門(mén)發(fā)文的方式表明對這項工作的支持態(tài)度。一是長(cháng)治市政府制定印發(fā)了《關(guān)于做好全市重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統推廣建設工作的通知》（長(cháng)政辦發(fā)〔2017〕23號），明確了“到‘十三五’末，基本建成覆蓋全市全部重點(diǎn)用能單位的能耗在線(xiàn)監測系統"的工作目標，提出了進(jìn)度計劃和工作要求。二是長(cháng)治市經(jīng)信委印發(fā)了《關(guān)于在全市開(kāi)展重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統推廣建設工作的通知》（長(cháng)經(jīng)信節能〔2017〕70號），提出2017年遴選部分工業(yè)企業(yè)開(kāi)展試點(diǎn)，“十三五"期間逐步推廣至年耗能5000tce以上的重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)。文件明確，由長(cháng)治市節能中心承擔平臺建設任務(wù)，各區縣經(jīng)信部門(mén)加強組織協(xié)調，長(cháng)治市節能監察支隊加強督導和監察，確保工作順利推進(jìn)。與電力需求側管理工作有機結合，要求獲得電力需求側管理專(zhuān)項資金補貼的企業(yè)必須接入平臺。三是區縣政府印發(fā)相關(guān)文件。根據市政府部署，潞城、屯留、沁源等縣區級政府也先后以政府辦公廳或辦公室名義印發(fā)文件，明確了本地區接入能耗在線(xiàn)監測系統的企業(yè)名單，為推進(jìn)系統建設提供了強有力的依據。四是讓用能單位通過(guò)系統得到節能收益。中心與節能服務(wù)機構簽訂長(cháng)期技術(shù)支持服務(wù)合同，通過(guò)節能服務(wù)機構為用能單位提供高附加值服務(wù)，推動(dòng)用能單位以“用"為目標建設系統。用能單位系統上線(xiàn)后，通過(guò)遠程在線(xiàn)服務(wù)和大數據分析等幫助用戶(hù)持續尋找節能空間和方法，讓用戶(hù)持續獲得節能效益。

系統建設主要分為以下4個(gè)步驟開(kāi)展工作。

第一步，進(jìn)駐企業(yè)調研。由節能中心和相關(guān)技術(shù)服務(wù)的技術(shù)人員聯(lián)合進(jìn)駐企業(yè)進(jìn)行調研，根據調研情況向企業(yè)提供能管中心建設方案，作為企業(yè)按規范要求建設能管中心的基礎依據。

第二步，建設企業(yè)端能耗監測系統。由企業(yè)公開(kāi)招投標遴選有節能技術(shù)服務(wù)及相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)資質(zhì)的機構，根據建設方案要求，開(kāi)展企業(yè)能管中心建設。

第三步，驗收及數據上傳。企業(yè)能管中心建設完成后，由節能中心技術(shù)人員會(huì )同節能主管部門(mén)進(jìn)行項目驗收，測試數據上傳的穩定性和安全性。

第四步，持續提供節能服務(wù)。由技術(shù)人員及專(zhuān)家對企業(yè)上傳數據進(jìn)行診斷分析，并提出相應技術(shù)改造措施，指導企業(yè)節能降耗。以服務(wù)取得企業(yè)的信任，以節能效果獲得企業(yè)支持。

3 安科瑞重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統

根據《重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統推廣建設工作方案》的要求，重點(diǎn)用能單位接入端系統部署在重點(diǎn)用能單位內部，由重點(diǎn)用能單位負責建設。

主要功能:通過(guò)計量?jì)x表、工控系統等采集、匯總本單位能耗數據，將數據上傳至省級平臺，或直接上傳至國家平臺；重點(diǎn)用能單位接入端系統要通過(guò)網(wǎng)閘、防火墻、隔離等安全措施，確保內部系統安全和數據安全；要具備遠程升級維保、一端多傳、接收國家和省級平臺推送信息和用能單位自身能源管理所需的功能。

安科瑞可為企業(yè)接入端系統提供完整解決方案：

3.1端設備

企業(yè)接入端系統需要從生產(chǎn)過(guò)程控制系統中采集能耗相關(guān)數據，考慮到企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )與辦公網(wǎng)絡(luò )(互聯(lián)網(wǎng))之間并不互通的實(shí)際情況，企業(yè)接入端系統將通過(guò)具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線(xiàn)監測端設備，實(shí)現生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )和辦公網(wǎng)絡(luò )之間的物理連接，在數據傳遞過(guò)程中確保從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )（內網(wǎng)）獲取的能耗數據以單向傳遞、隔離加密、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網(wǎng)絡(luò )(外網(wǎng))，再通過(guò)外網(wǎng)主機側的CA數字認證證書(shū)進(jìn)行身份認證識別后上傳至省(市）級平臺。結構如圖所示：

3.1.1端設備硬件參數

(1)單主板采用低功耗處理器；

(2)單主板內存大小4G；

(3)硬盤(pán)：64G固態(tài)硬盤(pán)；

(4)獨立雙主機“2+1"架構非IP物理隔離；

(5)帶VGA接口，可外接顯示器，便于現場(chǎng)維護操作；

(6)雙冗余開(kāi)關(guān)電源，互為備用、支持熱插拔，保障端設備的可靠性，具有電源故障聲光報警功能；

(7)8路RS485串口；

(8)4路千兆以太網(wǎng)；

(9)4個(gè)USB接口，可用于CA證書(shū)接口；

3.1.2端設備軟件功能

(1)支持從現場(chǎng)的儀表通過(guò)Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等協(xié)議采集需要的能耗實(shí)時(shí)數據，并進(jìn)行匯總生成上報的能耗數據；

(2)支持從能源網(wǎng)關(guān)、DTU、SCADA通過(guò)ModbusTCP（GB/T19582）、能耗協(xié)議等上傳的能耗實(shí)時(shí)數據，并進(jìn)行匯總生成上報的能耗數據；

(3)支持從自動(dòng)化信息系統通過(guò)OPC協(xié)議采集需要的能耗實(shí)時(shí)數據，并進(jìn)行匯總生成上報的能耗數據；

(4)支持手工填報數據：對于不具備在線(xiàn)采集條件的數據，提供手工填報數據上傳；

(5)具有基礎數據處理、本地存儲功能，本地歷史數據可存儲6個(gè)月以上；

(6)可根據項目情況錄入企業(yè)基本信息、企業(yè)生產(chǎn)層級結構、計量器具檔案信息、端設備信息、數據采集項信息等各類(lèi)基本信息；

(7)按照《NHJC-04-2018重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統技術(shù)規范-端設備接口協(xié)議規范》的要求往國家或省級平臺上傳數據；

(8)支持斷線(xiàn)緩存，保證數據的連續性；

(9)端設備平臺方便用戶(hù)使用、配置；

(10)支持人工補錄、遠程升級；

(11)用能數據集抄；

(12)數據上傳日志。

3.2 ANet系列能源網(wǎng)關(guān)

ANet系列能源網(wǎng)關(guān)，可將企業(yè)內分散的能源計量器具集中采集后上傳至端設備，滿(mǎn)足國家辦公機關(guān)、大型公共建筑、工業(yè)企業(yè)等能源管理系統中對于水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的能耗計量及分項數據采集需求，搭配簡(jiǎn)單易用的數據配置軟件工具，可以快速配置所需采集數據及上傳數據中心等各項參數信息。

3.2.1能源網(wǎng)關(guān)硬件參數

3.2.2軟件功能

(1)支持多種儀表協(xié)議：支持DL/T645、GB/T19582-200（Modbus）、CJ/T188-2004等；

(2)ModbusTCP實(shí)時(shí)數據轉發(fā)；

(3)分項計量Xml數據報文定時(shí)上傳；

(4)數據AES加密；

(5)斷點(diǎn)續傳；

(6)數據存儲；

(7)遠程配置及維護；

3.2.3相關(guān)報告及證書(shū)

(1)GB/T17626.2-2018《電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗》4級。

(2)GB/T17626.6-2017《電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度實(shí)驗》3級。

(3)GB/T17626.4-2018《電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》4級。

(4)GB/T17626.5-2019《電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗》4級。

(5)GB9254-2016《信息技術(shù)設備的無(wú)線(xiàn)電騷擾限值和測量方法》合格。

3.3設備選型

4?企業(yè)端節能效果明顯

目前，重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統在企業(yè)端的應用已經(jīng)開(kāi)始顯現效果。以潞寶焦化為例，通過(guò)接入平臺的在線(xiàn)監測數據，結合企業(yè)實(shí)際情況，節能服務(wù)機構從設備運行、工藝管控、管理策略3個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。設備運行方面，利用節電器、電容精確補償等節能設備，每年取得了31.4萬(wàn)元的節能效益；工藝管控方面，通過(guò)對潞寶焦化的生產(chǎn)設備進(jìn)行精準控制，對工藝及工序運行狀況進(jìn)行在線(xiàn)診斷分析，對各工序產(chǎn)能效力匹配進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現了每年82.6萬(wàn)元的節能效益；管理策略方面，通過(guò)對潞寶焦化能耗數據的統計分析，建立了重點(diǎn)設備、工序、工段、車(chē)間班組及產(chǎn)量監測考核體系，監測用電結構變化適時(shí)優(yōu)化繳費策略，實(shí)現了每年155.9萬(wàn)元的節能效益。通過(guò)以上3方面的優(yōu)化，每年可為潞寶焦化節省269.9萬(wàn)元的能源費用。

【參考文獻】

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