低碳工業園區能源管理平臺

力控科技

低碳工業園區能源管理平臺

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低碳工業園區的建設與推廣是我國推進工業低碳轉型的重要舉措，低碳工業園區能源與碳排放管控平臺是低碳工業園區建設的關鍵環節。如何對園區內企業的能源量進行采集、計量、碳排放核算，如何對能源消耗和碳排放進行實時動態監測和評價等問題，涉及多個技術領域，專業性強。其數據不僅要求準確，更要求真實可靠（即可核查、可溯源）。這是低碳工業園區“管控平臺”建設的核心任務，也是當前我國工業園區建設中需要迫切解決的主要問題之一。

需求分析

（1）設備種類、通訊鏈路、通訊協議繁多

低碳工業園區能源與碳排放管理過程涉及到大量計量設備、數據采集設備接入，能耗計量設備與各類傳感器對外接口協議，通訊鏈路復雜，如何將園區內各企業的能源及碳排放數據進行匯總并集中管理是低碳園區能源與碳排放管理平臺建設的重點之一。

（2）海量數據采集，基礎數據長期歸檔

低碳園區節能減排數據服務器需處理園區各單位海量能耗數據，為各單位、同行業企業能耗同比環比分析提供基礎數據。這需要保證管理平臺歷史歸檔服務器具有高效的存儲壓縮性能，以達到海量存儲數據高分辨率、高精度存儲并節省磁盤空間，保證數據庫服務的長期穩定運行。

（3）能耗及碳排放基礎數據統計計算能力

能耗分析過程涉及園區不同單位、不同能源介質。例如水、電、氣表一次設備只提供實時能耗數據，涉及到按年、月、日分析能耗情況，需要能源管理平臺來將實時數據信息統計計算值存儲到能源數據服務器中。碳計量、標準煤折算值等相關數據計算方式、可能統計方式、能源介質情況變化、園區企業變更等進行不斷修正。這些特點就要求能耗及碳排放管理平臺具備強大的統計計算功能。

（4）高性能的數據檢索響應速度

園區能耗及碳排放管理平臺涉及的用戶群非常大，在做綜合分析時涉及數據量時間跨度可能是一個月、一年甚至幾年，要求系統具有高性能的數據檢索響應速度，為園區綜合數據分析提供基礎。

通過園區能源與碳排放管控平臺將能耗與碳排放計量體系應用于整個園區，完成園區內主要工業企業能耗和用電品質參數、指標的在線監測，完善園區能耗管理基礎數據體系，在完成園區企業能耗數據進行采集、上報、匯總、分析的基礎上，依據節能法規及節能監測標準與辦法，建立一套科學完善的能源利用監督評價，利用專家管理系統進行工業企業能耗數據分析、診斷；幫助企業科學地利用能源，從而促進整個園區能耗監測和能效管理水平的提高，助力環境友好型、資源節約型園區建設，實現可持續發展。

系統架構設計

工業園區能源及碳排放管理平臺系統架構設計，如圖1所示。

系統功能

（1）數據采集

在能源系統監控中心部署實時數據庫，與園區各企業能源及碳排放管理系統進行遠程通訊，實現遠程數據采集、設備運行監控、對工藝生產區進行監測報警，加強對園區各企業能源及碳排放情況的自動監控和管理，保障系統的安全和經濟運行。

主要的監測范圍，包括園區建筑能耗、生產能耗、工業碳排放量、多聯供系統能源轉化情況。

監測能源品種的范圍，包括原煤、一般煙煤、煤制品、焦炭、成品油、汽油、煤油、柴油、電力等品種。

監測主要耗能產品的范圍，包括粗鋼、鋼材、發電量、多晶硅、單晶硅、生鐵、水泥、合成氨等。

監測主要產品單耗的范圍，包括噸鋼耗電、噸水泥綜合能耗、煉鐵工序單位能耗、電廠火力供電標準煤耗、單位合成氨耗標準燃料煤、煉焦工序單位能耗、噸水泥標準煤耗、單位合成氨生產綜合能耗、單位合成氨耗原料煤、鐵礦燒結工序單位能耗等產品單耗指標。

監測能源加工轉換效率的范圍，包括火力發電、原煤入洗、煉焦、制氣、能源回收利用率等。

監測工業用電量的范圍，包括按區域、按行業、按重點類型等多種方式進行查詢和匯總。

（2）過程監控

實時監控系統，通過C/S客戶端或B/S客戶端，顯示系統當前運行狀態下各項數據實時參數，方便操作人員進行監視、查看及控制，如圖2所示。

圖1 工業園區能源及碳排放管理平臺

圖2 能源生產數據管理系統界面

圖3 統計分析結果顯示圖

（3）統計分析

根據能耗管理系統采集到的數據和相關資料，可按用能設備、能源介質（水、電、氣等）對能源量數據做日平衡和月平衡分析。將統計分析結果通過棒圖餅圖、報表、曲線等多種形式直觀地展現給用戶，如圖3所示。

主要的管理手段有：

用能單位基本情況匯總。園區單位基本信息、能源管理人員資料、經濟及能源消費指標，以及主要產品單位能耗情況等。

能源消費結構統計。園區各單位統計年度內重點用能單位各類能源購進量、能源消費量和能源庫存量等。

能源消費結構匯總。園區內統計年度內重點用能單位能源加工轉換環節的能源投入量、加工轉換產出量以及回收利用能源量等。

單位產品/產值能源消耗情況。園區各單位產品綜合能耗以及與上年期比較的變化情況。

節能減排目標完成情況。用能單位“十二五”期間節能目標逐年完成情況。

節能減排改造項目情況表。園區各單位每年企業的技改項目的基本情況及節能減排量等情況。

（4）碳排放狀況分析

通過系統平臺可以提供園區年綜合能耗5000噸以上重點用能單位的二氧化碳排放的總體狀況，分能源品種的排放情況和各單位的排放情況，進而分析變動趨勢、研究能源消費結構對排放量的影響。

圖4 全市CO2排放總量趨勢分析

（5）能耗公示

系統具備能耗公示的采集、編輯、審核、發布的功能及自定義欄目管理功能，能夠基于園區指定的網站對能耗統計結果或能源審計結果進行公示，接受監督。

（6）能耗對標

通過對年度、季度的整體綜合能源數據統計與分析，掌握同行業企業先進水平的差距，及時將進行工藝優化及設備改造的能耗對標有效地進行展示。

（7）安全預警

系統平臺利用多個報警模型，負責過程、設備、質量、安全指標、能源限額的超限進行多種方式的報警。包括模擬量報警、事件報警、重大變化連續重復報警、硬件設備報警等。

報警及事件的傳送，報警確認處理以及報警記錄存檔。用戶可以自定義各種報警，報警信息可以通過不同方式傳送至用戶。

部分主要功能列表：

· 設備報警

重要能耗設備的運行狀態異常報警。

· 能耗及碳排放超限報警

區域用水、用電超限報警，碳排放超標預警。

· 電源故障報警

設備電源故障，UPS斷電報警。

· 網絡通訊報警

設備通訊及網絡故障等異常報警。

· 報警級別設定

基于事件的報警，報警分組管理，報警優先級管理。

· 報警和事件輸出方式

報警窗口、聲、光、電、短信、文件、打印等。

（8）節能監察

園區用能單位能耗數據庫全面掌握各企業能源利用狀況，實現對園區企業生產過程中產品能耗指標、耗能設備、生產工藝、能源消費結構等的監察，并對節能法律、法規，和相關標準的執行情況進行監督檢查，督促和幫助園區加強節能減排管理，提高能源利用效率，對監察過程中出現問題的企業給出相應的監察意見和說明，以書面監察、現場監察等形式建立完善的節能減排監察查詢系統。

（9）設備管理

建立能耗設備管理整體框架，實現能耗設備的綜合管理（包括臺賬管理、檢修管理、缺陷管理、變更管理等），在提高設備管理效率的同時保障能耗設備使用的安全性、可靠性。

（10）數據上報

根據國家對低碳園區建設要求將園區能源利用及碳排放狀況報告要求，可以將系統中的區域或企業的數據以Excel格式導出。

建立和維護系統組織架構、基礎代碼、能源品種、產品代碼、能耗指標、對標標準、節能目標值、平均值、先進值等指標值，供企業選擇使用。

（11）地理信息系統

系統通過集成的在線電子地圖，可對園區各監測點進行標注，實時顯示在地圖上，使用者可根據需要隨意縮放選擇相應區域，并可根據需求，對各項目進行管理，標記相關負責人及聯系方式。

（12）視頻監控系統

在重要監控區域可部署視頻監控設備，對系統當前環境進行監控。

視頻監控系統可與管理平臺無縫集成。在管理平臺中隨時對指定地點的視頻進行瀏覽，也可在有異常情況發生時，隨時切換到相關的視頻監測點，查看畫面情況。平臺支持視頻的錄制與回放，對當前畫面進行抓圖，對畫面進行暫停，播放等操作。

（13）WEB發布系統

系統支持純瀏覽器用戶使用模式，用戶可通過登錄到Internet上的固定站點或手機APP形式即可進入該系統，對系統能耗隨時隨地地查看，將綜合服務平臺安裝到智能手機，工作人員在任何地方都可以參與業務流程，提升了關鍵事件處理的效率，節約大量時間成本與用車成本。

（14）權限管理系統

系統采用一站式登錄機制，面向角色的多級用戶權限管理系統。

考慮到系統注冊用戶級別不同、權限不同，對系統中各類業務和欄目等資源的訪問權限也不盡相同。因此，必須要針對各類業務、欄目等資源授予相應的權限范圍。采用權限和資源管理系統的授權管理功能，即可實現每級或每個用戶能夠在自身的權限范圍之內訪問相應的業務、欄目等資源。

統一訪問控制是基于完善的授權管理體系實現的。授權管理體系包含權限的配置管理、靈活的授權策略以及豐富的接口服務。