淺談能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在企業(yè)節(jié)能管理中的研究與應用
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要:開展能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設，對加強政府部門節(jié)能管理、推動能源消費精細化管理、實現(xiàn)能耗“雙控"和“碳達峰碳中和"目標具有重要意義。本文在總結福建省用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設進展的基礎上，研究能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在政府部門和企業(yè)節(jié)能管理中的應用前景，分析系統(tǒng)在能源消費預測分析、能效對標、節(jié)能監(jiān)察、能源精細化管理、用能權交易、宣傳推廣等方面的應用成效，為進一步提升系統(tǒng)應用價值提供參考。
關鍵詞:能耗在線監(jiān)測;節(jié)能管理;能源消費;用能單位
0、引言
開展用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設，是黨、國務院加快推進生態(tài)文明建設部署的一項重要任務。根據(jù)《福建省節(jié)約能源條例》《用能單位節(jié)能管理辦法》等規(guī)定，用能單位應當建立健全能源管理制度，實施節(jié)能技術改造，按照相關要求開展能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設，提升能源管理信息化水平。2017 年以來，國家發(fā)展和改革委員會、市場監(jiān)管總局先后印發(fā)《用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設工作方案》等多項政策文件，推進全國用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設。
福建省于2018年4月啟動能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設工作，截至2022年3月，已有820余家用能企業(yè)完成接入端系統(tǒng)建設并與省級平臺聯(lián)網(wǎng)，將能源消費數(shù)據(jù)實時上傳至升級平臺，基本達到用能企業(yè)全覆蓋監(jiān)測。目前所監(jiān)測的用能企業(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。本文在總結福建省用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設進展的基礎上，研究分析在系統(tǒng)在政府部門和企業(yè)中的應用方向和初步成效，為促進能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應用得到進一步發(fā)展提出有益的思考。
1、福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設進展
1.1 加強創(chuàng)新設計，推動省級平臺建設
在省級平臺建設上，福建省結合自身實際，探索“互聯(lián)網(wǎng)+節(jié)能"服務新模式，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術，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 月完成全部建設內(nèi)容，并通過了省發(fā)改委的竣工驗收評審。
1.2 推進制度建設，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行
能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設是一項系統(tǒng)性工程，涉及企業(yè)、第三方機構、政府部門等各方面職責要求，因此加強制度建設是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎環(huán)節(jié)"。2018 年起，福建省就制定了《福建省用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設實施方案》，按照“分批推進"的原則，要求在“十三五"期間全省所有的用能企業(yè)建成接入端系統(tǒng)。2021 年 9 月，福建省又出臺了《福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)管理暫行辦法》成為全國相關的地方規(guī)范性文件，明確政府部門、技術支撐機構、用能單位和第三方服務機構等各方職責和法律責任，保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行圍。
1.3強化技術支撐，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)建設技術方案》，并建立完善方案評審工作機制，嚴格技術方案評審，確保方案設計的科學性和合理性,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)一了接入端建設的標準化和合規(guī)性，夯實數(shù)據(jù)質(zhì)量建設基礎。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。
圖1福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)總體功能結構
2、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應用
福建省用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)主要建設包括政府子系統(tǒng)、用能單位子系統(tǒng)和公眾子系統(tǒng)。其中政府子系統(tǒng)為節(jié)能主管部門提供能耗監(jiān)測、能效管理、監(jiān)督管理等服務;用能單位子系統(tǒng)為接入系統(tǒng)的用能單位提供在線能源監(jiān)測、計量器具管理和數(shù)據(jù)填報等服務;公眾子系統(tǒng)將依托省級政府網(wǎng)站統(tǒng)一技術平臺提供的架構，為社會公眾提供節(jié)能和計量宣傳服務。本文對于系統(tǒng)的部分功能在節(jié)能管理中的應用進行分析。
2.1服務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局限性。能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立，使政府部門可以實時掌握主要用能單位的能源消費數(shù)據(jù)，分地區(qū)、分行業(yè)、分園區(qū)對能耗雙控形勢的分析和研判，為科學制定和調(diào)整能耗雙控政策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。以泉州市陶瓷行業(yè)為例，通過系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，2022 年1月到4月份泉州陶瓷行業(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月份開始逐步恢復到1月初能耗水平。
圖 2 —季度泉州陶瓷行業(yè)能耗趨勢分析圖
2.2 服務于政府部門能源消費預測分析工作
通過匯聚各用能企業(yè)能源消費的海量大數(shù)據(jù)，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)利用人工智能技術構建多種模型，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)預測分析。模型的有效性依賴于用于模型訓練的數(shù)據(jù)總量和數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量，所以在構建模型之前，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)能源消費的預測趨勢圖，可以看出該模型較好地預測了企業(yè)未來能源消費趨勢。
圖 3 某周期性生產(chǎn)企業(yè)能源消費預測分析
2.3 服務于企業(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。圖4顯示我省3家鋼鐵企業(yè)在2021年10月燒結工序單位產(chǎn)品能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與工信部公布的2021年鋼鐵行業(yè)能效“領者"寶鋼湛江鋼鐵有限公司進行對標分析。對標結果可以看出，我省 3家鋼鐵企業(yè)與能效“領者"仍有一定的差距，其中優(yōu)企業(yè)劣于能效“領者"0.1kgce/t，差企業(yè)劣于能效“領者"5 kgce/t。
圖 4 福建省部分鋼鐵企業(yè)燒結工序能效在線對標分析
2.4服務于企業(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，已幫扶50余家企業(yè)開展二級、三級能耗在線監(jiān)測建設,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)建設的不斷深入，各用能企業(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)應用，購置配備大量智能化采集儀表設備，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21kgce/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，構建更加完善的能源管理平臺。
2 . 5 服務于節(jié)能監(jiān)督管理工作
圖 5 利用能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)開展節(jié)能監(jiān)察流程圖
通過能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建立了政府部門與企業(yè)之間的互動橋梁，政府部門可在系統(tǒng)中開展在線監(jiān)督管理，對企業(yè)上傳的資料進行在線審查，結合在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，對其用能情況進行評價，改變了以往需要前往企業(yè)開展現(xiàn)場監(jiān)察的步驟，減輕企業(yè)負擔。如2021年至2022年，福建省通過能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)開展了100余家次的書面監(jiān)察任務，企業(yè)按要求提供節(jié)能監(jiān)察自查資料，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。
2.6服務于用能權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)自查和第三方機構核查，存在人為影響因素和數(shù)據(jù)造假隱患，如生態(tài)環(huán)境部在2022年3月底公布的部分第三方機構碳排放報告數(shù)據(jù)弄虛作假等典型問題案例。能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于企業(yè)基礎能源計量器具采集的數(shù)據(jù)，可以有效地減少人為干預影響，較大地降低數(shù)據(jù)造假的可行性和數(shù)據(jù)核查成本，使用能權交易和碳排放交易市場更加公平、公正、透明。
2.7 服務于節(jié)能宣傳培訓工作
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;推廣節(jié)能產(chǎn)品技術;征集企業(yè)意見建議等。
3、推進系統(tǒng)應用的思考
在“碳達峰碳中和"背景下，節(jié)能管理工作將越來越重要，在其中應用信息化技術也已經(jīng)成為必然趨勢。盡管福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設和應用已取得初步成效，但也依然存在一些問題，如企業(yè)主體責任意識不夠強、數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高、技術規(guī)范不夠標準、政策法規(guī)宣傳不夠到位等問題，需要進一步推進解決。
3.1 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)應用的基礎。從相關法律法規(guī)、部門規(guī)章等規(guī)定均要求用能企業(yè)落實主體責任。用能企業(yè)應提升對能耗在線監(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，督促用能企業(yè)按要求配齊能源計量器具。
3.2 健全能耗在線監(jiān)測技術標準
為了規(guī)范和指導用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設工作，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)測建設工作涉及行業(yè)較多，如化工、化纖、紡織、印染等用能行業(yè)仍缺乏行業(yè)采集指南，對相關行業(yè)推廣二、三級能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設和應用產(chǎn)生了技術壁壘。建議持續(xù)推進相關行業(yè)能耗在線監(jiān)測技術標準制定工作，為推進用能企業(yè)能源精細化管理提供統(tǒng)一的技術支撐。
3.3加強系統(tǒng)建設應用的宣傳推廣
加強能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應用宣傳，開展能耗在線監(jiān)測典型案例征集工作，遴選行業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量好、系統(tǒng)應用成效顯著的企業(yè)，形成一批可借鑒、可復制、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)建設示范帶頭作用，營造政策引導、全社會參與的良好氛圍，共同推進系統(tǒng)建設。
4、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述
安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。
5、應用場所
鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。
6、系統(tǒng)結構
現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。
系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和平臺管理層。
現(xiàn)場設備層：主要是連接于網(wǎng)絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監(jiān)測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。
網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據(jù)服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。
平臺采用分層分布式結構進行設計，詳細拓撲結構如下：
7、系統(tǒng)功能
平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。
用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關信息。
7.3首頁
首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。
能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡圖、能源計量網(wǎng)絡圖等功能。
能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；
配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。
實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；
數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設備的不同的能耗參數(shù)；
檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關處理操作，可以對報警參數(shù)進行在線設置，當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；
接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。
展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調(diào)整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。
展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。
將所有有關能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。
從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。
統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。
與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標對標，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。
對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設備等進行日、周、月、年、時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。
系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視。可直接從動態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。
用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導出報表。
提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機構、設備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。
同比
環(huán)比
以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行仔細的統(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。
監(jiān)控耗能設備運行、停機及異常狀態(tài)，及時解決設備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。
根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。
按照區(qū)域對碳排放總量的變化趨勢進行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算，并結合減排指標實現(xiàn)超標預警，提升區(qū)域減排水平，促進碳達峰目標實現(xiàn)。
實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標，避免被罰款和設備出現(xiàn)故障。
系統(tǒng)支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設備維修保養(yǎng)需要。
針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預警，避免發(fā)生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理。
可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。
可自定義時間段內(nèi)各個拓撲節(jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。
提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。
對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。
對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。
對場景進行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)分層預覽、轉場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。
對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。
可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設備運行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。
可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。
對系統(tǒng)的項目、探測器、設備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關參數(shù)進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。
8、系統(tǒng)硬件配置
應用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
企業(yè)能源管控平臺 | Acrel-7000 |
| 安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況。 |
智能網(wǎng)關 | Anet-2E8S1 |
| 8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳，支持不同協(xié)議向多平臺轉發(fā)數(shù)據(jù)；輸入電源：AC/DC 220V，導軌式安裝。 |
ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 | |
ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
35kV/10kV/6kV進線 | AM5SE-F |
| 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流/反時限過流保護、兩段式零序102過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、頻率保護、FC閉鎖、失壓跳閘、逆功率保護、過電壓保護、零序過壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；檢同期；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
35kV/10kV/6kV饋線 | |||
配電變壓器 | AM5SE-T | 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流保護、兩段式零序102過流保護、101反時限過流保護、102反時限過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、非電量保護、FC 閉鎖；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
電動機（2000KW以下） | AM5SE-M | 過流一段保護（啟動中、已運行）、過流二段 保護、反時限過流保護、兩段式負序過流/負序 反時限過流保護、兩段式零序過流保護、熱過載保護、過負荷保護、堵轉保護、啟動時間過長保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、零序過壓告警、FC閉鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保護、過電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、 Eq等電參量測量。 | |
35kV/10kV/6kV母聯(lián) | AM5SE-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備投/母聯(lián)備投/聯(lián)切備投/自適應備投、PT斷線告警、控制回路故障告警、母線充電保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路檢同期。 | |
35KV/10kV/6kV電容器 | AM5SE-C | 兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變 | AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調(diào)壓、斷路器遙控分合 閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路、遙控升檔/降檔/急停、變壓器檔位測量；U、1、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
PT并列監(jiān)測 | AM5SE-UB |
| PT并列、低電壓告警、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
大功率異步電機 | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比率差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨立操作回路、故障錄波、全電量測量；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變保護 | AM5SE-D3 | 三圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變公共測控、進線公共測控 | AM5SE-K | 20路遙信、10路開出、遙測 | |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 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)。 |
ARB5-E |
| DIN35mm導軌式安裝結構，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。 | |
ARB5-S |
| 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。 | |
35kV/10kV/6kV進線柜電能質(zhì)量在線監(jiān)測 | APView500 |
| 相電壓電流+零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流 63 次諧波、50 組間諧波、35 組高次諧波、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降（故障源定位）、電壓中斷、沖擊電流、1024點波形采樣、定時錄波、電能質(zhì)量合格率統(tǒng)計，波形實時顯示及故障波形查看，內(nèi)存32G，16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太網(wǎng)接口+1WiFi+1USB接口支持U盤到處數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節(jié)點測溫 | ASD500 |
| 液晶屏顯示一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出 |
35kV/10kV/6kV傳感器 | ATE400 | 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5安培，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 | |
35kV/10kV/6kV間隔 電參量測量 | APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
低壓進線 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；本月和上月峰值；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示 | |
AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
0.4kV無功補償 | ARC |
| 測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議 |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 | |
ANSVC |
| ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化控制電力電容器投切進行補償，具有多種補償形式，可根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，合理選用補償形式。 | |
0.4kV有源濾波 | AnSin-□-M Ⅰ型 |
| 采用DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，并聯(lián)在系統(tǒng)中，兼補諧波和無功；可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；基于谷歌Fliutter框架構建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠程服務與數(shù)據(jù)處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互；具備超前和滯后的功率因數(shù)校正功能，可將三相不平衡負荷調(diào)整至平衡；具備動態(tài)過溫降載功能，較大限度的保證濾波器的持續(xù)運行；具備智能風扇轉速控制功能，根據(jù)負荷率和環(huán)境溫度智能控制風扇轉速，降低損耗；具備動態(tài)擴容功能。 |
0.4kV出線 | AEM72 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 |
ARD3M |
| ARD3智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機，可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。 | |
ANHPD300 |
| 對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有吸收作用，能濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。 | |
DTSD1352 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統(tǒng)計，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出，預埋PT100 |
變壓器接頭測溫 低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 可以嵌入式安裝低壓柜面板上，每臺裝置可以接收60個無線傳感器的數(shù)據(jù)。裝置帶有一路485接口，可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。2路告警出口，全電參量測量 |
ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5（A），測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 | |
配套附件 | AKH-0.66 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
AKH-0.66L |
| 剩余電流互感器，采集剩余電流信號。 | |
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE |
| 無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±百分之3RH，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離:200m，電池壽命：≥3年（可更換） |
ATC600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報警出口。 | |
智能遠傳水表 | 物聯(lián)網(wǎng)水表 LXSY-O-M/NB |
| 電子直讀式，高清晰液晶顯示，具備誤差自動修正功能；各參數(shù)可設；斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上；可根據(jù)需要擴展遠程控制閥門開關功能；可在120℃下長期工作，水解穩(wěn)定；抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好；水資源免遭二次污染 |
智能遠傳 燃氣表 | 燃氣表 |
| 直接讀取燃氣表的窗口值，無累計誤差；電子部分平時可不工作，可在讀表瞬間工作；直讀燃氣表無需初始化；表計地址可以靈活設定 |
冷熱量表 | 冷熱量表 |
| 流量計量無機械齒輪，無磁傳感器，耐磨、耐腐蝕、防攻擊；電壓低或受到攻擊破壞時自動報警；溫度傳感器斷路、短路時自動報警；流量和溫度分段，準確度高；溫度的冷熱端采用數(shù)字方法修正和校準，誤差接近于0；根據(jù)流速智能降耗；數(shù)據(jù)多重備份自動糾錯技術；低功耗 |
9、結語
建設用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是貫徹落實黨國務院決策部署、加快推進生態(tài)文明建設的重要舉措，也是政府部門加強節(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、用能權交易、節(jié)能宣傳培訓等方面得到了初步應用，取得了一定的成效。下一步，應著力解決企業(yè)主體責任意識不強、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)應用水平，服務于全省節(jié)能工作大局。
參考文獻
[1]蘇奕儒.能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應用[J].化學工程與裝備,2022(05): 193-195.
[2]吳孟輝.標準化框架下的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設[J].中國標準化，2020(13): 89-92.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2022.05版.
[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.
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