能耗在線監(jiān)測在企業(yè)節(jié)能管理中的應(yīng)用

文/邢海梅（晉能控股裝備制造集團(tuán)）

一、項(xiàng)目背景

國務(wù)院下發(fā)《重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理辦法》《重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》《關(guān)于加快推進(jìn)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的通知》等相關(guān)文件，要求重點(diǎn)用能單位要進(jìn)行能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)工作，明確建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、進(jìn)度安排、相關(guān)技術(shù)規(guī)范等。

二、項(xiàng)目建設(shè)概述

（一）建設(shè)目標(biāo)

山西省能源局要求，綜合能耗10萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上企業(yè)在2019年底完成在線監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)與省級(jí)平臺(tái)對(duì)接；綜合能耗5000噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上企業(yè)在2020年底之前完成在線監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)與省級(jí)平臺(tái)對(duì)接。

（二）建設(shè)原則

（1）遵守國家法律：嚴(yán)格按照國家有關(guān)政務(wù)法律法規(guī)、規(guī)范要求，完成項(xiàng)目的整體建設(shè)。

（2）兼顧開放性和可擴(kuò)展性：首先，系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)盡可能利用原有的設(shè)備、平臺(tái)及資源。其次，系統(tǒng)要對(duì)未來可能增加的新功能、新用戶要預(yù)留接口和用于二次開發(fā)的API，保證系統(tǒng)兼顧開放性和可擴(kuò)展性。

（3）兼顧技術(shù)先進(jìn)性和成熟性：從設(shè)計(jì)理念、技術(shù)體系、產(chǎn)品選用、售后維護(hù)等方面要考慮先進(jìn)性和成熟性的統(tǒng)一，達(dá)到滿足系統(tǒng)在很長的生命周期內(nèi)有持續(xù)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性的目標(biāo)。

（4）兼顧可靠性：為了確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠和安全，系統(tǒng)要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型、安裝校驗(yàn)和售后維護(hù)等方面綜合考慮。

（5）兼顧設(shè)備利舊：在能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)過中，充分考慮企業(yè)已有信息系統(tǒng)、已有硬件設(shè)備等，通過升級(jí)改造達(dá)到滿足系統(tǒng)建設(shè)需求，不提倡重新建設(shè)。

三、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，由能耗在線監(jiān)測端設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)、計(jì)量器具、管理信息系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的管理軟件等組成，是通過對(duì)重點(diǎn)用能單位的水耗、電耗、氣耗、煤耗、熱耗等能源品種進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)收集、分析、匯總、上傳等，促使企業(yè)提高節(jié)能運(yùn)行管理水平，強(qiáng)化能源管理手段，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（一）能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測范圍及上傳要求

企業(yè)能耗在線監(jiān)測范圍必須是法人或視同法人的獨(dú)立核算單位，嚴(yán)格以與企業(yè)的運(yùn)行有關(guān)的能源消耗為邊界，與報(bào)送統(tǒng)計(jì)部門能耗統(tǒng)計(jì)范圍口徑保持一致。

企業(yè)端能耗監(jiān)測端設(shè)備上傳到國家節(jié)點(diǎn)和區(qū)域節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測指標(biāo)包括：企業(yè)層面的能源總量指標(biāo)、能效指標(biāo)和其他指標(biāo)；工序?qū)用娴哪茉粗笜?biāo)、能效指標(biāo)和其他指標(biāo)。目前，國家要求只上傳到企業(yè)層面即一級(jí)關(guān)口數(shù)據(jù)，用能單位可以選擇是否建設(shè)到工序?qū)用妗Ｓ媚軉挝徊杉蟼鞯臄?shù)據(jù)按照周期不同，分為每日采集上傳數(shù)據(jù)、每月采集上傳數(shù)據(jù)。

（二）能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)能源采集方式及要求

1.能源數(shù)據(jù)采集方式

（1）一般原則

能源數(shù)據(jù)采集工作要遵循準(zhǔn)確、完整、真實(shí)的原則，數(shù)據(jù)采集優(yōu)先級(jí)別為：

管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表、手工填報(bào)等。

（2）系統(tǒng)對(duì)接

能耗監(jiān)測系統(tǒng)可通過接口與其他信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，獲得數(shù)據(jù)。一般有工業(yè)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等。

（3）儀表采集

能耗監(jiān)測端設(shè)備可通過現(xiàn)場儀表定時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，按采集任務(wù)設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性。

（4）手工填報(bào)

對(duì)于無法通過自動(dòng)采集獲取的數(shù)據(jù)，可通過手工方式填報(bào)。

2.儀表采集要求

（1）數(shù)據(jù)計(jì)量儀表

生產(chǎn)現(xiàn)場安裝的能源或非能源（統(tǒng)稱物料）計(jì)量儀表，具備遠(yuǎn)傳通信接口的可直接接入能耗監(jiān)測端設(shè)備。計(jì)量儀表應(yīng)符合GB/T 19582、CJ/T 188或DL/T645等通信協(xié)議。

（2）數(shù)據(jù)采集要求

各類數(shù)據(jù)采集要求如下,見表1。

3.系統(tǒng)對(duì)接要求

系統(tǒng)對(duì)接要求如下：

（1）管理信息系統(tǒng)采集。用能單位管理信息系統(tǒng)和用能單位資源計(jì)劃管理系統(tǒng)中包含能源消費(fèi)數(shù)據(jù)的，可通過相應(yīng)接口獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)采集。用能單位已構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)，可通過相應(yīng)接口獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3） 工業(yè)控制系統(tǒng)采集。用能單位已安裝工業(yè)控制系統(tǒng)，且控制系統(tǒng)中已包含能源相關(guān)數(shù)據(jù)的，可通過OPC 等方式從相應(yīng)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)。

表2 能源數(shù)據(jù)的采集頻率與上報(bào)頻次

（三）晉能控股裝備制造集團(tuán)寺河煤礦能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)情況

1.能源采集方式

根據(jù)能源形態(tài)和計(jì)量方式，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)能源品種包括熱力、電力、固態(tài)能源、液態(tài)能源、氣態(tài)能源五類。除電力為單一能源外，其他四種能源又包含多種具體能源種類。

晉能控股裝備制造集團(tuán)寺河煤礦主要的能耗品種為電力，主要產(chǎn)品為煤、瓦斯。

根據(jù)以上原則和要求確定晉能控股裝備制造集團(tuán)寺河煤礦目前的能源品種采集方式確定如下：

（1）電力數(shù)據(jù)采集

已安裝電力需求側(cè)管理系統(tǒng)，通過已有的電力需求側(cè)平臺(tái)進(jìn)行采集后上傳至能耗在線平臺(tái)。

電力數(shù)據(jù)采集頻率為每15分鐘采集一次，上傳至能耗在線平臺(tái)。

（2）水耗數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場已安裝5塊計(jì)量水表，通過采集水表485通訊來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集至能耗在線平臺(tái)。

水表數(shù)據(jù)采集頻率為每小時(shí)采集一次，上傳至能耗在線平臺(tái)。

（3）煤產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集

企業(yè)已配備產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)的，通過對(duì)接產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫來獲取煤的產(chǎn)量。

產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)采集頻率為每小時(shí)采集一次，上傳至能耗在線平臺(tái)。

（4）瓦斯數(shù)據(jù)采集

通過企業(yè)已經(jīng)配備的瓦斯抽放系統(tǒng)，獲取瓦斯抽放量。瓦斯抽放系統(tǒng)采集頻率為每小時(shí)采集一次，上傳至能耗在線平臺(tái)。

（5）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)采集

通過手工錄入方式，將數(shù)據(jù)手動(dòng)錄入到重點(diǎn)用能單位能耗系統(tǒng)中。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)采集頻率為每月采集一次。

2.能源數(shù)據(jù)的采集頻率與上報(bào)頻次，見表2。

3.數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)

（1）將從系統(tǒng)中讀取到的煤、電力等能源相關(guān)數(shù)據(jù)，通過單向隔離網(wǎng)閘隔離后將所需數(shù)據(jù)發(fā)送至本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器，然后通過硬件防火墻后傳入端設(shè)備，最終通過端設(shè)備將企業(yè)各類能源管控監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞心芎脑诰€監(jiān)測系統(tǒng)。

（2）將新增的表具數(shù)據(jù)通過單向隔離網(wǎng)閘隔離后，將所需數(shù)據(jù)發(fā)送至本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器，然后通過硬件防火墻后傳入端設(shè)備，最終通過端設(shè)備將企業(yè)各類能源管控監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞心芎脑诰€監(jiān)測系統(tǒng)。

（四）能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件功能

系統(tǒng)支持查看總體能耗情況，并采用圖表和趨勢圖展示同比和環(huán)比情況，耗能情況實(shí)時(shí)更新；系統(tǒng)支持查看所有接入系統(tǒng)的表計(jì)的實(shí)時(shí)讀數(shù)；系統(tǒng)對(duì)各區(qū)域耗能情況和趨勢進(jìn)行分析；系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品耗能情況進(jìn)行分析，包括每單位產(chǎn)品的耗能情況以及趨勢；系統(tǒng)支持對(duì)歷史區(qū)域、產(chǎn)品能耗信息的修改和調(diào)整。

四、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在企業(yè)節(jié)能管理中的作用

能耗在線監(jiān)測平臺(tái)是通過信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與通信技術(shù)完成企業(yè)數(shù)據(jù)上云，幫助重點(diǎn)用能企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理，從而達(dá)到降低企業(yè)“綜合能源消費(fèi)量”和“單位產(chǎn)品能耗”的目的，確保國家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。