王璐月

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：基于能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐，對該類項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行了全要素分析, 提出了該類項(xiàng)目的建設(shè)技術(shù)方案。對相關(guān)項(xiàng)目在節(jié)能減排工作中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容、系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用功能體系三大主要建設(shè)內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前開展的節(jié)能減排工作以及能耗數(shù)據(jù)顆粒度，建立了涵蓋主要節(jié)能減排工作的應(yīng)用功能體系、傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)要求。提出的建設(shè)技術(shù)方案可以為我國正在大規(guī)模開展的能耗在線監(jiān)測建設(shè)項(xiàng)目提供理論參考和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；在線監(jiān)測；技術(shù)方案；項(xiàng)目建設(shè)

0 引言

能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目是新形勢下節(jié)能減排工作的重要抓手，我國能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目正處于大規(guī)模建設(shè)實(shí)施階段。目前能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目的研究主要集中在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、控制技術(shù)及優(yōu)化運(yùn)行等單方面技術(shù)應(yīng)用研究，主要服務(wù)對象用能單位，尚缺少面向建筑、交通等行業(yè)領(lǐng)域或行政區(qū)綜合節(jié)能管理的集節(jié)能應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)測指標(biāo)、系統(tǒng)架構(gòu)等于一體的技術(shù)方案研究。開展能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)方案研究，可以直接指導(dǎo)目前各地區(qū)、各建筑、交通、工業(yè)類用能單位能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)施，對促進(jìn)我國能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)規(guī)范化有著重要意義。

本文結(jié)合已建成的“國家重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)"“北京市節(jié)能監(jiān)測服務(wù)平臺"項(xiàng)目，系統(tǒng)研究了該類項(xiàng)目的主要應(yīng)用功能體系、能耗數(shù)據(jù)采集傳輸要求、軟硬件、安全及維護(hù)要求，提出了涵蓋主要節(jié)能減排應(yīng)用功能體系、傳輸協(xié)議、監(jiān)測指標(biāo)以及項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)要求，為國家、地方、行業(yè)以及相關(guān)用能單位推廣應(yīng)用能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容

1.1 建設(shè)主體

節(jié)能在線監(jiān)測項(xiàng)目主要服務(wù)全社會的節(jié)能減排工作，其建設(shè)主體主要是 ：用能單位、用能服務(wù)單位（以私有節(jié)能監(jiān)測云平臺為基礎(chǔ)，為企業(yè)開展各類節(jié)能減排服務(wù)的技術(shù)服務(wù)單位）、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、行業(yè)主管部門、各級節(jié)能主管部門。

1.2 監(jiān)測指標(biāo)

電、煤、油、氣、熱、水以及新能源與可再生能源等能源資源消耗量及運(yùn)行參數(shù) ；用能單位的產(chǎn)品、產(chǎn)量、產(chǎn)值等生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù) ；國家、地方、園區(qū)、行業(yè)的能源資源、產(chǎn)品、產(chǎn)值等宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)采集

對能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，見表1。

表1 數(shù)據(jù)采集

2 能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目架構(gòu)及應(yīng)用功能

2.1能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)

能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 主要應(yīng)用功能體系

2.2.1 能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

具備對區(qū)域、行業(yè)及用能單位能源消費(fèi)量按能源/資源種類和一定周期進(jìn)行匯總、定比、環(huán)比等統(tǒng)計(jì)和分析功能；具備對區(qū)域、行業(yè)及用能單位綜合能耗計(jì)算匯總分析功能；具備對用能單位能源效率計(jì)算分析功能；具備對區(qū)域、行業(yè)及用能單位節(jié)能量計(jì)算、匯總和分析功能。

2.2.2 能效對標(biāo)

（1）按照能效指標(biāo)對標(biāo)類型、技術(shù)要求及組織管理要求實(shí)現(xiàn)能效對標(biāo)功能。（2）建立能效指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、能效數(shù)據(jù)庫和能耗限額定額數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能。（3）具備限額執(zhí)行情況分析功能。（4）具備定額執(zhí)行情況分析功能。（5）建立能效節(jié)能實(shí)踐庫。

2.2.3 節(jié)能考核管理

（1）具備區(qū)域、行業(yè)及用能單位的節(jié)能目標(biāo)分解功能。（2）具備區(qū)域、行業(yè)及用能單位的完成目標(biāo)責(zé)任考核功能。（3）具備區(qū)域、行業(yè)及用能單位節(jié)能目標(biāo)考核預(yù)警功能。 

2.2.4 節(jié)能潛力分析

（1）為用能單位提供各種能效標(biāo)準(zhǔn)下的節(jié)能潛力分析。（2）為用能單位提供各種節(jié)能方案下的投資成本分析。（3）可實(shí)現(xiàn)行業(yè)能效指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)庫管理。（4）行業(yè)、區(qū)域內(nèi)部企業(yè)節(jié)能潛力排名管理。（5）重點(diǎn)耗能系統(tǒng)和設(shè)備節(jié)能潛力分析。

2.2.5 預(yù)測、預(yù)警和報(bào)警

（1）具備通過分析模型對區(qū)域、行業(yè)及用能單位的能源消費(fèi)趨勢進(jìn)行預(yù)測功能。（2）具備區(qū)域、行業(yè)及用能單位的能源消費(fèi)預(yù)警功能。（3）具備采集終端、能源計(jì)量儀表的運(yùn)行異常報(bào)警功能。（4）具備數(shù)據(jù)采集異常報(bào)警功能。（5）具備多種形式的報(bào)警通知功能。

2.2.6 節(jié)能分析報(bào)告

（1）具備按照不同時(shí)間周期完成能源利用狀況報(bào)告功能。（2）具備區(qū)域、行業(yè)及用能單位的能源利用狀況報(bào)告管理功能。

2.2.7 碳排放管理

（1）各類能源品種的折煤系數(shù)與碳排放系數(shù)管理。（2）碳核算模型與公式管理。（3）市、行業(yè)、區(qū)域以及用能單位碳排放分類核算。（4）市、行業(yè)、區(qū)域以及用能單位碳排放預(yù)警管理。

2.2.8 用能單位服務(wù)項(xiàng)目

（1）為用能單位提供監(jiān)測數(shù)據(jù)查看功能。

（2）為用能單位提供設(shè)備系統(tǒng)管理功能。

（3）具備不同節(jié)能改造方案的能耗模擬分析。

（4）為用能單位提供能源利用狀況分析報(bào)告。

（5）為用能單位提供現(xiàn)場監(jiān)測報(bào)告。

（6）為用能單位提供用能權(quán)交易管理功能。

（7）為用能單位提供能效對標(biāo)和排名信息。

（8）為用能單位提供異常報(bào)警信息。

（9）為用能單位提供能量平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能量平衡表和計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖。

3 能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)內(nèi)容

3.1 傳輸關(guān)鍵技術(shù)

（1）實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)從能源計(jì)量器具到采集終端的采集傳輸。

（2）實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)從采集終端到平臺的傳輸。

（3）實(shí)現(xiàn)平臺對平臺、能源管控中心或其他能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。

（4）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸功能的能源計(jì)量器具與平臺直接傳輸。

（5）數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)采集終端與平臺或能源管控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令控制，協(xié)議層次如圖2所示。

3.2 資源共享和數(shù)據(jù)交換關(guān)鍵技術(shù)

（1）可實(shí)現(xiàn)與其他平臺、能源管控中心的資源共享和數(shù)據(jù)交換。

（2）支持端設(shè)備采集與計(jì)量儀表直接采集的多種數(shù)據(jù)采集方式。

（3）數(shù)據(jù)交換服務(wù)接口基于SOA架構(gòu)開發(fā)，滿足多點(diǎn)部署、靈活擴(kuò)充的需求。

圖2 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議層次

（4）數(shù)據(jù)交換服務(wù)接口使用XML、FTP、HTTP、JMS、Socket和Web Service等開放標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。

（5）數(shù)據(jù)交換服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)傳輸和異步數(shù)據(jù)傳輸兩種傳輸方式。

3.3 軟硬件及數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)

（1）應(yīng)用軟件開發(fā)采用 B/S 或 C/S 和 B/S 結(jié)合的軟件架構(gòu)，滿足系統(tǒng)擴(kuò)展及二次開發(fā)的需要，第三方測試機(jī)構(gòu)評測為合格等級。

（2）單獨(dú)配置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，并根據(jù)需要采用冗余和備份措施。

（3）采用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬化等，提高分析能力和

效率的技術(shù)。

（4）根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模配置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，可

提供日志鏡像、自動恢復(fù)、數(shù)據(jù)一致性校驗(yàn)和集群機(jī)制的數(shù)

據(jù)庫容錯(cuò)機(jī)制。

（5）整體軟硬件系統(tǒng)達(dá)到安全等保二級及以上標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 應(yīng)用、運(yùn)行維護(hù)及檔案管理要求

定期完成能耗數(shù)據(jù)分析評價(jià)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域、行業(yè)、用能單位的能源利用評價(jià)，研究制訂節(jié)能方案；制訂運(yùn)行維護(hù)管理方案并嚴(yán)格落實(shí)，按季度完成運(yùn)行維護(hù)報(bào)告 ；按標(biāo)準(zhǔn)編制平臺開發(fā)文檔，建立運(yùn)行維護(hù)檔案管理規(guī)范。

5 安科瑞能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹

5.1系統(tǒng)架構(gòu)介紹

Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)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蟮姆謱印⒎旨?、分布式智能一體建立如下層次結(jié)構(gòu)：

圖 3 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)測架構(gòu)示意圖

5.2 系統(tǒng)功能介紹

圖4 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)用能統(tǒng)計(jì)示意圖

5.2.1支路用能

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各支路某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，并可以將支路用能顯示合計(jì)，以圖表形式顯示。

5.2.2分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)可以按照分項(xiàng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示。其中，日分項(xiàng)用能同比分析圖顯示不同分項(xiàng)的當(dāng)日與昨日能耗柱狀圖；用能餅圖顯示各分項(xiàng)過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項(xiàng)過去31天的能耗趨勢；分項(xiàng)用能排名圖顯示被選中分項(xiàng)對應(yīng)能耗值位的支路。

5.2.3分項(xiàng)用能報(bào)表

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各分項(xiàng)某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能?？刹榭捶猪?xiàng)中各支路用能趨勢，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel。

5.2.4能耗的同比環(huán)比分析

系統(tǒng)可將各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗(yàn)節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績效考核，以及節(jié)能目標(biāo)的修正。統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能。

5.2.5用能數(shù)據(jù)檢查

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)各回路與下級支路的用能差值，超過一定百分比后醒目顯示，確保計(jì)量體系的完整性、準(zhǔn)確性。

5.3系統(tǒng)設(shè)備選型

 表2 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備選型表

6 總結(jié)

定期完成能耗數(shù)據(jù)分析評價(jià)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域、行業(yè)、用能單位的能源利用評價(jià)，研究制訂節(jié)能方案；制訂運(yùn)行維護(hù)管理方案并嚴(yán)格落實(shí)，按季度完成運(yùn)行維護(hù)報(bào)告；按標(biāo)準(zhǔn)編制平臺開發(fā)文檔，建立運(yùn)行維護(hù)檔案管理規(guī)范。  

【參考文獻(xiàn)】

[1] 楊作明.基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線監(jiān)測平臺研究與應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2019；45（10）：103-106.

[2] 劉永光.能耗在線監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)方案研究[J].建筑節(jié)能.2020.01.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.