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淺析用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)做法與經(jīng)驗(yàn)

瀏覽次數(shù):835更新時(shí)間:2021-07-07

 劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

 

摘要:山西省長(zhǎng)治市是市級(jí)層面推進(jìn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)先行地區(qū)之一。本文系統(tǒng)介紹了長(zhǎng)治市用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的做法和經(jīng)驗(yàn),包括系統(tǒng)的服務(wù)定位、主要功能、建設(shè)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)明能耗在線監(jiān)測(cè)對(duì)企業(yè)節(jié)能降本增效的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞:節(jié)能;能耗在線監(jiān)測(cè);長(zhǎng)治市;工作經(jīng)驗(yàn);案例

0概述

為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的決定,深入推進(jìn)資源節(jié)約工作,按照國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》精神,長(zhǎng)治市于2016年啟動(dòng)智慧用能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè),目標(biāo)是在“十三五”時(shí)期建設(shè)覆蓋全市200余家用能單位的能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),為企業(yè)節(jié)能降本增效提供決策支撐。目前,長(zhǎng)治市已完成了13家企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集工作?,F(xiàn)將有關(guān)情況和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

1 系統(tǒng)定位和主要功能

平臺(tái)建設(shè)對(duì)于長(zhǎng)治市深入推進(jìn)節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略,實(shí)現(xiàn)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(jié)能主管部門(mén)服務(wù),為節(jié)能監(jiān)察、能耗強(qiáng)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(jié)能降本增效提供決策支撐,推動(dòng)用能單位轉(zhuǎn)型升級(jí);三是為各相關(guān)職能部門(mén)提供數(shù)據(jù)保障。

9大功能包括:

1)能耗在線監(jiān)測(cè)。對(duì)企業(yè)用能數(shù)據(jù)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(shè)施的能耗情況,并作為后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表以及考核的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2)節(jié)能目標(biāo)管理。將節(jié)能降耗目標(biāo)分解到各區(qū)縣以及各企業(yè),以節(jié)能量為考核指標(biāo),構(gòu)建節(jié)能指標(biāo)體系。監(jiān)控高耗能企業(yè)、工業(yè)產(chǎn)業(yè)園和工業(yè)密集地區(qū)。

3)用能計(jì)劃管理。主管部門(mén)在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各單位年度、月度用能計(jì)劃的審批管理,系統(tǒng)對(duì)用能計(jì)劃和最終的執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤管理和分析,為企業(yè)的能源計(jì)劃制定和監(jiān)管部門(mén)的后續(xù)管理提供數(shù)據(jù)支撐。

4)能源指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)獲得的能源消耗數(shù)據(jù),進(jìn)行多維度的數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)和分析,建立各級(jí)能源消耗指標(biāo)、節(jié)能指標(biāo)和考核評(píng)價(jià)指標(biāo),并形成各類指標(biāo)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析和對(duì)標(biāo)分析,為各企業(yè)和各級(jí)監(jiān)管部門(mén)提供決策數(shù)據(jù)。

5)用能考核評(píng)價(jià)。以能源指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析的能源消耗及各類指標(biāo)為基礎(chǔ),對(duì)企業(yè)、行業(yè)監(jiān)管部門(mén)、區(qū)域監(jiān)管部門(mén)等進(jìn)行考核,并將各類指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、指標(biāo)對(duì)標(biāo)和指標(biāo)考核結(jié)果在平臺(tái)上公示。

6)預(yù)警預(yù)測(cè)。比較與分析企業(yè)實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù),根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和以及長(zhǎng)治市的能源供應(yīng)和保障情況,實(shí)時(shí)發(fā)布企業(yè)和地區(qū)的能源預(yù)測(cè)和預(yù)警信號(hào)。

7)用能指導(dǎo)。對(duì)企業(yè)用能狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與評(píng)價(jià),實(shí)時(shí)指導(dǎo)企業(yè)合理用能、節(jié)約用能,為企業(yè)實(shí)施節(jié)能改造項(xiàng)目提供決策數(shù)據(jù)支撐,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排和降低企業(yè)能源成本的目的。

8)能源信息在線服務(wù)。為企業(yè)用戶提供用能咨詢服務(wù),主要包括反饋提供能耗異動(dòng)數(shù)據(jù)、主要能耗指標(biāo)對(duì)標(biāo)工作指導(dǎo)、能源診斷等服務(wù)。

9)開(kāi)設(shè)節(jié)能量交易、碳排放權(quán)交易接口。為今后組織開(kāi)展節(jié)能量交易、碳排放權(quán)交易等提供技術(shù)支撐。

2 推進(jìn)模式:搭臺(tái),企業(yè)唱戲

長(zhǎng)治市高度重視能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作,通過(guò)市、縣及辦公廳(室)而不是部門(mén)發(fā)文的方式表明對(duì)這項(xiàng)工作的支持態(tài)度。一是長(zhǎng)治市制定印發(fā)了《關(guān)于做好全市用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣建設(shè)工作的通知》(長(zhǎng)政辦發(fā)〔2017〕23號(hào)),明確了“到‘十三五’末,基本建成覆蓋全市全部用能單位的能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的工作目標(biāo),提出了進(jìn)度計(jì)劃和工作要求。二是長(zhǎng)治市經(jīng)信委印發(fā)了《關(guān)于在全市開(kāi)展工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣建設(shè)工作的通知》(長(zhǎng)經(jīng)信節(jié)能〔2017〕70號(hào)),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以上的工業(yè)企業(yè)。文件明確,由長(zhǎng)治市節(jié)能中心承擔(dān)平臺(tái)建設(shè)任務(wù),各區(qū)縣經(jīng)信部門(mén)加強(qiáng)組織協(xié)調(diào),長(zhǎng)治市節(jié)能監(jiān)察支隊(duì)加強(qiáng)督導(dǎo)和監(jiān)察,確保工作順利推進(jìn)。與電力需求側(cè)管理工作有機(jī)結(jié)合,要求獲得電力需求側(cè)管理專項(xiàng)資金補(bǔ)貼的企業(yè)必須接入平臺(tái)。三是區(qū)縣印發(fā)相關(guān)文件。根據(jù)市部署,潞城、屯留、沁源等縣區(qū)級(jí)也先后以辦公廳或辦公室名義印發(fā)文件,明確了本地區(qū)接入能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的企業(yè)名單,為推進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。四是讓用能單位通過(guò)系統(tǒng)得到節(jié)能收益。中心與節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)簽訂長(zhǎng)期技術(shù)支持服務(wù)合同,通過(guò)節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)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(biāo)建設(shè)系統(tǒng)。用能單位系統(tǒng)上線后,通過(guò)遠(yuǎn)程在線服務(wù)和大數(shù)據(jù)分析等幫助用戶持續(xù)尋找節(jié)能空間和方法,讓用戶持續(xù)獲得節(jié)能效益。

系統(tǒng)建設(shè)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(diào)研。由節(jié)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(diào)研,根據(jù)調(diào)研情況向企業(yè)提供能管中心建設(shè)方案,作為企業(yè)按規(guī)范要求建設(shè)能管中心的基礎(chǔ)依據(jù)。

步,建設(shè)企業(yè)端能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由企業(yè)公開(kāi)招投標(biāo)遴選有節(jié)能技術(shù)服務(wù)及相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)資質(zhì)的機(jī)構(gòu),根據(jù)建設(shè)方案要求,開(kāi)展企業(yè)能管中心建設(shè)。

第三步,驗(yàn)收及數(shù)據(jù)上傳。企業(yè)能管中心建設(shè)完成后,由節(jié)能中心技術(shù)人員會(huì)同節(jié)能主管部門(mén)進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收,測(cè)試數(shù)據(jù)上傳的穩(wěn)定性和安全性。

第四步,持續(xù)提供節(jié)能服務(wù)。由技術(shù)人員及專家對(duì)企業(yè)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析,并提出相應(yīng)技術(shù)改造措施,指導(dǎo)企業(yè)節(jié)能降耗。以服務(wù)取得企業(yè)的信任,以節(jié)能效果獲得企業(yè)支持。

安科瑞用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)《用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》的要求,用能單位接入端系統(tǒng)部署在用能單位內(nèi)部,由用能單位負(fù)責(zé)建設(shè)。

主要功能:通過(guò)計(jì)量?jī)x表、工控系統(tǒng)等采集、匯總本單位能耗數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)平臺(tái),或直接上傳至平臺(tái);用能單位接入端系統(tǒng)要通過(guò)網(wǎng)閘、防火墻、隔離等安全措施,確保內(nèi)部系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全;要具備遠(yuǎn)程升級(jí)維保、一端多傳、接收和省級(jí)平臺(tái)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(tǒng)提供完整解決方案:

 

3.1端設(shè)備

企業(yè)接入端系統(tǒng)需要從生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)中采集能耗相關(guān)數(shù)據(jù),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(tǒng)將通過(guò)具備2+1架構(gòu)的物理隔離裝置--能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)之間的物理連接,在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中確保從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)(內(nèi)網(wǎng))獲取的能耗數(shù)據(jù)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(jī)側(cè)的CA數(shù)字認(rèn)證證書(shū)進(jìn)行身份認(rèn)證識(shí)別后上傳至省(市)級(jí)平臺(tái)。結(jié)構(gòu)如圖所示:

 

 
 

3.1.1端設(shè)備硬件參數(shù)

(1)單主板采用低功耗處理器;

(2)單主板內(nèi)存大小4G;

(3)硬盤(pán):64G固態(tài)硬盤(pán);

(4)獨(dú)立雙主機(jī)“2+1”架構(gòu)非IP物理隔離;

(5)VGA接口,可外接顯示器,便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)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(shè)備的可靠性,具有電源故障聲光報(bào)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(shè)備軟件功能

(1)支持從現(xiàn)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(shù)據(jù),并進(jìn)行匯總生成上報(bào)的能耗數(shù)據(jù);

(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(shù)據(jù),并進(jìn)行匯總生成上報(bào)的能耗數(shù)據(jù);

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

(4)支持手工填報(bào)數(shù)據(jù):對(duì)于不具備在線采集條件的數(shù)據(jù),提供手工填報(bào)數(shù)據(jù)上傳;

(5)具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理、本地存儲(chǔ)功能,本地歷史數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)6個(gè)月以上;

(6)可根據(jù)項(xiàng)目情況錄入企業(yè)基本信息、企業(yè)生產(chǎn)層級(jí)結(jié)構(gòu)、計(jì)量器具檔案信息、端設(shè)備信息、數(shù)據(jù)采集項(xiàng)信息等各類基本信息;

(7)按照《NHJC-04-2018用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范-端設(shè)備接口協(xié)議規(guī)范》的要求往或省級(jí)平臺(tái)上傳數(shù)據(jù);

(8)支持?jǐn)嗑€緩存,保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性;

(9)端設(shè)備平臺(tái)方便用戶使用、配置;

(10)支持人工補(bǔ)錄、遠(yuǎn)程升級(jí);

(11)用能數(shù)據(jù)集抄;

(12)數(shù)據(jù)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(nèi)分散的能源計(jì)量器具集中采集后上傳至端設(shè)備,滿足辦公、大型公共建筑、工業(yè)企業(yè)等能源管理系統(tǒng)中對(duì)于水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的能耗計(jì)量及分項(xiàng)數(shù)據(jù)采集需求,搭配簡(jiǎn)單易用的數(shù)據(jù)配置軟件工具,可以快速配置所需采集數(shù)據(jù)及上傳數(shù)據(jù)中心等各項(xiàng)參數(shù)信息。

 

3.2.1能源網(wǎng)關(guān)硬件參數(shù)

3.2.2軟件功能

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

(2)ModbusTCP實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā);

(3)分項(xiàng)計(jì)量Xml數(shù)據(jù)報(bào)文定時(shí)上傳;

(4)數(shù)據(jù)AES加密;

(5)斷點(diǎn)續(xù)傳;

(6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ);

(7)遠(yuǎn)程配置及維護(hù);

3.2.3相關(guān)報(bào)告及證書(shū)

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

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

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

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

(5)GB9254-2016《信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線電騷擾限值和測(cè)量方法》合格。

 

3.3設(shè)備選型

 

4 企業(yè)端節(jié)能效果明顯

目前,用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在企業(yè)端的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始顯現(xiàn)效果。以潞寶焦化為例,通過(guò)接入平臺(tái)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況,節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)從設(shè)備運(yùn)行、工藝管控、管理策略3個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)備運(yùn)行方面,利用節(jié)電器、電容精確補(bǔ)償?shù)裙?jié)能設(shè)備,每年取得了31.4萬(wàn)元的節(jié)能效益;工藝管控方面,通過(guò)對(duì)潞寶焦化的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)控制,對(duì)工藝及工序運(yùn)行狀況進(jìn)行在線診斷分析,對(duì)各工序產(chǎn)能效力匹配進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了每年82.6萬(wàn)元的節(jié)能效益;管理策略方面,通過(guò)對(duì)潞寶焦化能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,建立了設(shè)備、工序、工段、車(chē)間班組及產(chǎn)量監(jiān)測(cè)考核體系,監(jiān)測(cè)用電結(jié)構(gòu)變化適時(shí)優(yōu)化繳費(fèi)策略,實(shí)現(xiàn)了每年155.9萬(wàn)元的節(jié)能效益。通過(guò)以上3方面的優(yōu)化,每年可為潞寶焦化節(jié)省269.9萬(wàn)元的能源費(fèi)用,節(jié)能。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國(guó)務(wù)院.“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案[EB/OL].2016.

[2]姜過(guò)水,宋晨希.長(zhǎng)治市用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)做法與經(jīng)驗(yàn)[J].中國(guó)能源,2018,40(06):28-29+45.

[3]安科瑞用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng).2020.10 

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