獲取能耗數(shù)據(jù),通過無線通信網(wǎng)絡(luò)上傳至云服務(wù)平臺,進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與挖掘,及時準(zhǔn)確地掌握用能單位能耗情況,為節(jié)能監(jiān)察工作提供數(shù)據(jù)支撐,為開展能效對標(biāo)提供科學(xué)依據(jù),對增強(qiáng)節(jié)能監(jiān)察的針對性和主動性具有重要意義。通過對能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、功能目標(biāo)和建設(shè)原則進(jìn)行探討,分析該系統(tǒng)在節(jié)能監(jiān)察中應(yīng)用存在的問題,并就此提出對策建議。
隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和消費結(jié)構(gòu)的持續(xù)升級,能源消耗呈剛性增長,節(jié)能工作面臨嚴(yán)峻形勢。據(jù)我國國家統(tǒng)計局發(fā)布的《2016年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示,我國2016年全年能源消費總量43. 6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比2015年增長1 4°/。。煤炭消費量下降4.7 %。,原油消費量增長5. 5 %。,天然氣消費量增長8 % , 電力消費量增長5 % 。煤炭消費量占能源消費總量的6 2 % , 比2015年下降2個百分點;水電、風(fēng)電、核電、天然氣等清潔能源消費量占能源消費總量的19.7 % ,上升17個百分點;國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降5 % 。國家在節(jié)能減排“十三五"規(guī)劃中提出,到2020年單位GDP能耗比2005年下降40% ?5% ,到2030年單位GDP碳排放比2005年下降60 %?5 %的目標(biāo)[1]。
節(jié)能監(jiān)察是實現(xiàn)能源節(jié)約,提升政府對能源節(jié)約監(jiān)管職能的重要舉措。在這種新形勢、新背景下,開展節(jié)能監(jiān)察工作,不能單純就節(jié)能論節(jié)能,就監(jiān)察抓監(jiān)察,而是要應(yīng)用新技術(shù)、新手段,主動作為;要實現(xiàn)“十三五"提出的節(jié)能目標(biāo),以能源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和依據(jù),提升能耗數(shù)據(jù)收集和分析能力,開展預(yù)測預(yù)警,及時研究制定相關(guān)政策措施,增強(qiáng)節(jié)能監(jiān)察的針對性和主動性[1]。
為落實國家“互聯(lián)網(wǎng)十"智慧能源戰(zhàn)略,進(jìn)一步提升新時期節(jié)能監(jiān)察的效能,加強(qiáng)對工業(yè)企業(yè)的能效管理,通過信息化技術(shù)建設(shè)數(shù)字化能源管控系統(tǒng),實現(xiàn)能耗的在線監(jiān)測、實時、準(zhǔn)確掌握企業(yè)的能耗,助力企業(yè)實現(xiàn)精細(xì)化節(jié)能管理,促進(jìn)節(jié)能降耗,為各級政府節(jié)能主管部門進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析、能耗管理提供技術(shù)手段,建設(shè)覆蓋面較廣的能耗在線監(jiān)測管理平臺是必然的選擇。
1) 節(jié)能宏觀形勢預(yù)測。通過對用能位進(jìn)行能源消費情況的在線監(jiān)測,定期進(jìn)行全地區(qū)能源消費趨勢預(yù)測,研判轄區(qū)內(nèi)節(jié)能及經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢,為各級節(jié)能監(jiān)察部門部署工作提供科學(xué)依據(jù)。
2) 用能單位能耗預(yù)警。節(jié)能監(jiān)察機(jī)通過平臺可以隨時掌握用能單位的能耗狀況,及時對能源消耗不合理的行業(yè)和企業(yè)進(jìn)行預(yù)警和調(diào)控,有效控制能源消費,及時控制和減少能耗超限的現(xiàn)象。
3)強(qiáng)化節(jié)能管理基礎(chǔ)建設(shè)。通過能耗在線監(jiān)測平臺使節(jié)能監(jiān)察機(jī)構(gòu)能夠?qū)崟r、多方面、真實地掌握企業(yè)綜合能源消費的“一手"數(shù)據(jù),把能效管理作為各種項目評審、評估的重要依據(jù),開展能效對標(biāo),推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
新形勢下,各級節(jié)能監(jiān)察部門在行使行政執(zhí)法職能的同時,還要承擔(dān)面向用能單位和社會公眾的節(jié)能服務(wù)工作。一是提供節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)方案和案例。采用同比、環(huán)比、對標(biāo)等方式對用能單位節(jié)能狀況進(jìn)行分析管理,使能效管理納入企業(yè)的成本管理工作,結(jié)合國家設(shè)備能耗標(biāo)準(zhǔn)、單位能耗標(biāo)準(zhǔn),及時發(fā)現(xiàn)用能單位的能耗異常,形成節(jié)能排行榜,引導(dǎo)企業(yè)合理用能、節(jié)約用能。二是建立科學(xué)準(zhǔn)確的單位用能指標(biāo)評估體系。對用能單位能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的分析,對能耗的指標(biāo)進(jìn)行趨勢預(yù)測,為節(jié)能計劃提供數(shù)據(jù)支撐。通過對企業(yè)的能耗排名,對高能耗企業(yè)的關(guān)鍵及能耗流程、工藝、設(shè)備分析,以供業(yè)內(nèi)企業(yè)借鑒,降低自身制造成本。三是提高公眾節(jié)能環(huán)保意識。面向公眾展示相關(guān)能耗數(shù)據(jù),大力加強(qiáng)節(jié)能減排相關(guān)政策和法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的宣貫,普及日常節(jié)能知識,推廣介紹節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品,逐步提高全社會的節(jié)能環(huán)保意識。
能耗在線監(jiān)測管理平臺是基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng),由兩個部分組成: 一是線上部分云平臺系統(tǒng),是系統(tǒng)的核心部分;二是企業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
3 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)功能設(shè)計
能耗在線監(jiān)測管理平臺按照服務(wù)企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)用電、服務(wù)政府能效審計,支持大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用為總目標(biāo)設(shè)計,系統(tǒng)設(shè)計主要實現(xiàn)以下5種功能。
3.1 配用電監(jiān)測
綜合應(yīng)用智能量測技術(shù),在企業(yè)內(nèi)部的配電變壓器、主要用電線路和電能耗較大的用電設(shè)備上安裝用電信息采集裝置,細(xì)致的掌握企業(yè)用電行為、負(fù)荷特征、配電網(wǎng)絡(luò)運行效率、設(shè)備能耗狀況等,并擴(kuò)展對水、熱、氣的測量,將數(shù)據(jù)上傳平臺,實時反映企業(yè)的用能情況。
3.2 安全管理
系統(tǒng)支持對配用電設(shè)備的動態(tài)監(jiān)測,除采集電氣量外,還采集包括溫度、濕度、噪聲、震動等與設(shè)備相關(guān)的環(huán)境和運行狀態(tài)信息。設(shè)置安全監(jiān)測及巡檢管理功能,根據(jù)既定策略實現(xiàn)對配用電設(shè)備等用能設(shè)備進(jìn)行巡檢、用電線路及設(shè)備異常狀態(tài)告警、緊急事故快速響應(yīng)等功能,支持電能服務(wù)的開展。
3.3 實現(xiàn)能效管理
采用同比、環(huán)比、對標(biāo)等方式對用能節(jié)能進(jìn)行分析管理,開放與企業(yè)ERP系統(tǒng)的接口,使能效管理納人企業(yè)的成本管理工作,結(jié)合國家設(shè)備能耗標(biāo)準(zhǔn)、單位能耗標(biāo)準(zhǔn),及時發(fā)現(xiàn)用能單位的能耗異常,形成節(jié)能排行榜,引導(dǎo)企業(yè)合理用能、節(jié)約用能。對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的分析,建立科學(xué)準(zhǔn)確的單位用能指標(biāo)評估體系,對能耗的指標(biāo)進(jìn)行趨勢預(yù)測,為節(jié)能計劃提供數(shù)據(jù)支撐。通過對企業(yè)的能耗排名,對高能耗企業(yè)的關(guān)鍵及能耗流程、工藝、設(shè)備分析,促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗。
3.4 實現(xiàn)需求響應(yīng)
系統(tǒng)支持需求響應(yīng)功能,包括需求響應(yīng)預(yù)案編制、需求響應(yīng)邀約流程管理、需求響應(yīng)執(zhí)行及效果分析統(tǒng)計。支持企業(yè)自動需求響應(yīng)策略的編制及手動和自動執(zhí)行,通過有效的需求響應(yīng),降低綜合能源供給需求,優(yōu)化能源消費、提高用能效率,提升企業(yè)盈利能力。
3.5 咨詢服務(wù)
系統(tǒng)提供節(jié)能減排在線咨詢服務(wù),用能單位可在線咨詢、查詢節(jié)能技術(shù)和設(shè)備,節(jié)能專家可對用能單位的問題進(jìn)行解答,及時對接用能服務(wù)。
4 存在問題及對策建議
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、傳輸、應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)已不存在技術(shù)障礙,但由于用能單位涉及行業(yè)量大面廣,生產(chǎn)線和生產(chǎn)用能千差萬別,所以將能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于節(jié)能監(jiān)察是一項復(fù)雜而且龐大的系統(tǒng)工程,建設(shè)要采取統(tǒng)一規(guī)范、信息共享、先行試點、逐步推廣的原則進(jìn)行[3],整合現(xiàn)有系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)信息共享,避免重復(fù)建設(shè),建議從以下4 個方面推進(jìn)。
4.1 完善法律制度和依據(jù)
目前,國務(wù)院多項文件以及部委文件都提出要大力加強(qiáng)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的工作要求,但就推廣實施情況看,特別是像云南等一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的西部城市,很不理想。為進(jìn)一步提高節(jié)能監(jiān)察效能,把節(jié)能環(huán)保打造成戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),應(yīng)將用能單位建立能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的義務(wù)納人《中華人民共和國節(jié)約能源法》中,省、市級也要在本地的《節(jié)約能源條例》中作出同樣的要求,從根本上為該項工作的推進(jìn)掃清制度障礙。
4.2 出臺一系列獎懲政策
完善用能單位能源計量器具配備,更新智能化計量儀器儀表是建立能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)。為了減輕用能單位負(fù)擔(dān),提高系統(tǒng)建設(shè)的積極性,各級節(jié)能主管部門應(yīng)制定出臺一系列激勵獎懲政策,給予用能單位必要的建設(shè)補(bǔ)助資金,對于較好完成智能化計量儀器儀表更新和能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的單位給予獎勵,對于不按規(guī)定開展此項工作的單位在節(jié)能監(jiān)察過程中給予扣分、罰款等懲罰。
4.3 編制統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范
為了滿足節(jié)能監(jiān)察對監(jiān)測數(shù)據(jù)的需求,要綜合考慮不同企業(yè)能耗的差異性和數(shù)據(jù)上傳指標(biāo)統(tǒng)一性的協(xié)調(diào),編制統(tǒng)一的系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[2],保證全過程覆蓋系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等各個環(huán)節(jié),技術(shù)規(guī)范內(nèi)容應(yīng)包括通信傳輸、系統(tǒng)安全、企業(yè)端建設(shè)、各行業(yè)數(shù)據(jù)采集要求等內(nèi)容。
4.4 建立有效的數(shù)據(jù)審核機(jī)制
在線監(jiān)測所取得的數(shù)據(jù)在技術(shù)上排出了人工干預(yù)的可能,但是由于企業(yè)生產(chǎn)的差異性和復(fù)雜性,難以避免因系統(tǒng)的技術(shù)性原因?qū)е聰?shù)據(jù)的異常,因此對從企業(yè)上傳到平臺的數(shù)據(jù)需要通過審核來確定其是否合理,所以建立監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核機(jī)制十分必要。要使用技術(shù)手段和人工抽查相結(jié)合的方式,對企業(yè)能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行審核才能保證數(shù)據(jù)的合理與準(zhǔn)確。
5、安科瑞能耗監(jiān)測平臺介紹
安科瑞AcrelCloud-5000能耗監(jiān)測平臺是一套完整的用電用水綜合管理系統(tǒng),采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層:
現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量、用水量采集測量的各類型的儀表等,也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。
網(wǎng)絡(luò)通訊層
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉(zhuǎn)換器件及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。
站控管理層
站控管理層是針對配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員,該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的上層部分,主要是由能耗監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計算機(jī)、打印機(jī)、UPS等。
平臺功能介紹
1.登陸界面
云平臺可以根據(jù)客戶要求定制個性化的系統(tǒng)登錄界面,登錄界面所用的圖片、 Logo等由用戶提供。
2.平臺概況
平臺概況方便用戶總覽本日本月、上日上月電能消耗,能耗折標(biāo)、及碳排放等數(shù)據(jù)。
3.建筑用能
建筑用能統(tǒng)計分析各個建筑用能,對建筑用能從概況,用能統(tǒng)計,復(fù)費率報表,同比分析,能源流向圖等方面進(jìn)行分析。
3.1建筑用能概況
用能概況主要展示建筑物基本信息、分類用能、當(dāng)日用能小時趨勢,當(dāng)月能源消耗日趨勢。
3.2建筑用能統(tǒng)計
用能統(tǒng)計按日、月、年以報表的形式統(tǒng)計建筑水、電、氣分類總用能,支持用戶所屬建筑單個或組合統(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(jìn)行生成柱狀圖;
3.3復(fù)費率報表
復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)計單棟建筑尖、峰、平、谷電能及電費,該功能須表計支持尖、峰、平、谷分時電能計量功能。
3.4同比分析
同比分析按日、月、年以圖表結(jié)合的方式統(tǒng)計單棟建筑某一類能源的總用能數(shù)據(jù)。
3.5能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑制定時段各類能源的流向圖,支持按原始值和折標(biāo)值查看。
2.支路用能
2.1支路用能概況
支路用能概況主要展示選中支路用能環(huán)比,日平均負(fù)荷曲線,歷史趨勢支持過去48小時、31天、12月、3年等時段用能概覽。
2.2支路用能統(tǒng)計
支路用能統(tǒng)計按日、月、年以報表的形式統(tǒng)計選定支路的水、電、氣分類總用能,支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。
2.3同比分析
支路同比分析按日、月、年以圖表結(jié)合的方式統(tǒng)計單棟建筑某一類能源的總用能數(shù)據(jù)。
2.4數(shù)據(jù)集抄
數(shù)據(jù)集抄對選擇的支路分類能源在時段起、止抄表值、能源使用量進(jìn)行統(tǒng)計。
2.5費用報表
支路費用報表對選擇支路或設(shè)備的分類能源按、日、月年統(tǒng)計用能費用和成本。
2.6配電監(jiān)測
配電監(jiān)測以單線圖的形式對選定的用戶變配電站開關(guān)狀態(tài)和運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。
2.7夜間能耗
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。
2.8參數(shù)查詢
參數(shù)查詢提供選中支路/設(shè)備的分類能源對應(yīng)儀表制定日期選定電流、功率、電壓等運行參數(shù)趨勢曲線、對應(yīng)時刻數(shù)據(jù)報表。
3.分項用能
3.1分項用能概況
分項用能概況采用棒圖、累積圖、餅圖按日、過去31天統(tǒng)計某分項用能、并進(jìn)行日分項用能同比分析,過去31天分項用電用能趨勢分析。電能分項包括“照明插座",“空調(diào)",“動力",“特殊"選取其中一種類型。
3.2分項用能統(tǒng)計
分項用能統(tǒng)計按日、月、年以報表的形式對建筑統(tǒng)計動力、空調(diào)、照明燈等分項用能,支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。
3.3分項同比分析
同比分析主要統(tǒng)計單棟建筑某分項用能。選中需查看的建筑,分類能耗,分項及日期,選擇“日",“月",“年"其中一種類型,即可查看該分項的用能數(shù)據(jù)和圖表。
4.部門用能
4.1用能概況
部門用能概況采用棒圖、累積圖、餅圖按日、過去31天統(tǒng)計按部門對某分類用能進(jìn)行能同比分析、趨勢分析。
4.2用能統(tǒng)計
部門用能統(tǒng)計按日、月、年以報表的形式對建筑按部門進(jìn)行分類用能統(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(jìn)行生成柱狀圖。
4.3同比分析
部門同比分析按日、月、年以圖表結(jié)合的方式對部門某分類能源使用進(jìn)行同比分析。
4.4費用報表
部門費用報表按日、月、年以圖表結(jié)合的方式對部門某分類能源使用進(jìn)行費用統(tǒng)計。
4.5區(qū)域用能
區(qū)域用能的使用方法和操作步驟與分項用能模塊基本相似,請參考3.4分項用能使用方法。
4.6用能概況
區(qū)域用能概況采用棒圖、累積圖、餅圖按日、過去31天統(tǒng)計按部門對某分類用能進(jìn)行能同比分析、趨勢分析。
4.7用能統(tǒng)計
區(qū)域用能統(tǒng)計按日、月、年以報表的形式對建筑按部門進(jìn)行分類用能統(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(jìn)行生成柱狀圖。
4.8同比分析
區(qū)域同比分析按日、月、年以圖表結(jié)合的方式對部門某分類能源使用進(jìn)行同比分析。
4.9費用報表
費用報表按日、月、年以圖表結(jié)合的方式對部門某分類能源使用進(jìn)行費用統(tǒng)計。
4.10系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)設(shè)置包括數(shù)據(jù)中心、建筑信息、采集器、儀表產(chǎn)品、儀表信息、支路信息、分項信息、區(qū)域信息、部門信息、用戶設(shè)置、用戶關(guān)聯(lián)建筑等模塊設(shè)置。在設(shè)置或修改系統(tǒng)設(shè)置時,須要使用管理員賬號登錄,才有設(shè)置或修改相關(guān)設(shè)置的權(quán)限;普通用戶只能查看相關(guān)信息。
5能源管理APP
能源管理云平臺APP包括平臺概況、能耗用能、趨勢統(tǒng)計、同比分析、能耗排名、參數(shù)查詢、復(fù)費率統(tǒng)計、建筑概況、建筑對比、能耗占比等功能模塊,為用戶提供方便的查詢。
6 設(shè)備選型
電表選用安科瑞DTSD1352系列和AEW系列,電流互感器選用AKH-0.66/K系列開口式電流互感器:
6.1 DTSD1352導(dǎo)軌式多功能電能表
DTSD1352導(dǎo)軌式多功能電能表是主要針對電力系統(tǒng),工礦企業(yè),公用設(shè)施的電能統(tǒng) 計、管理需求而設(shè)計的一款智能儀表,產(chǎn)品具有精度高、體積小、安裝方便等優(yōu)點。集成常見電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理,提供上48月的各類電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有2~31次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出可實現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能, 并具備報警輸出。帶有RS485通信接口,可選用MODBUS-RTU或DL/T645 協(xié)議。該電力儀表可廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng),SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
6.2 AEW100無線計量模塊
AEW100無線計量模塊主要用于計量低壓網(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(jìn)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(fù)荷的分項電能計量,統(tǒng)計和分析。
6.3 AKH-0.66/K系列開口式電流互感器
AKH-0.66/K系列開口式電流互感器主要應(yīng)用于工業(yè)中城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造項目,安裝方便,無須拆一次母線,亦可帶電操作,不影響客戶正常用電,為用戶改造項目節(jié)省人力、物力、財力,提高效率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測量以及計量裝置配套使用。
6.3.1 規(guī)格尺寸