任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為保證企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排目標，設計和使用遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)是基于傳感器與網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)勢，在企業(yè)區(qū)域各個位置針對性安裝傳感器，對實時數(shù)據(jù)進行采集、編碼傳輸?shù)竭h程管理系統(tǒng)。遠程管理系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進行分析，計算出生產(chǎn)性能指標指導運行人員優(yōu)化運行。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；遠程；在線；監(jiān)測系統(tǒng)；技術(shù)
0前言

近年來，我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程明顯加快，消費結(jié)構(gòu)快速升級，對能源需求旺盛，經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護矛盾突出。提高能源利用率，在環(huán)境友好的情況下進行社會發(fā)展已成為策略和社會共識。根據(jù)“十三五"發(fā)展規(guī)劃，到2020年，全國wan元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億tce以內(nèi)，節(jié)能減排工作任重道遠。

1遠程在線監(jiān)測技術(shù)應用現(xiàn)狀

目前，遠程在線監(jiān)測技術(shù)的應用仍有一定的局限性，在燃油、燃氣等企業(yè)還未有效全面鋪開，尚未全面涵蓋到地方監(jiān)督管理層，且未專門針對既有鍋爐等設備特性進一步深化與集成創(chuàng)新。因此，深入探究工業(yè)遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2解決方案

2.1數(shù)據(jù)采集層面

采用MODBUS通訊協(xié)議完成對能耗數(shù)據(jù)的采集，將數(shù)據(jù)以壓縮加密方式通過網(wǎng)絡傳輸?shù)侥芎脑诰€監(jiān)測預警平臺數(shù)據(jù)服務器。由于數(shù)據(jù)采集具備斷點續(xù)傳功能，保證了采集數(shù)據(jù)的實時性和可靠性。企業(yè)內(nèi)部采用二級采集方式：一級面向各級生產(chǎn)系統(tǒng)，二級為能耗系統(tǒng)（見圖1）。

圖1數(shù)據(jù)采集方式

2.2數(shù)學分析層面

運用大數(shù)據(jù)、云計算及建模技術(shù)解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、運算邏輯復雜、預測不準等問題。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)量，首先要解決存儲問題，然后是查詢、檢索及加工（處理）等。遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)包含一系列大數(shù)據(jù)處理工具和方法，通過對數(shù)據(jù)的研究，將發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律應用到相關(guān)領(lǐng)域。此外，云計算技術(shù)也將徹di改變整個信息產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境，如基礎(chǔ)設施、計算機、網(wǎng)絡設備、及軟件等。
2.3統(tǒng)一平臺層面

系統(tǒng)基于管控一體化信息平臺，采用分布式部署方式。在整體需求的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)業(yè)務功能及核心數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一規(guī)劃，以達到結(jié)構(gòu)清晰和易于擴展。在設計中，遵循實用可行、適用易用、安全可靠、成熟、可擴展、可移植的原則，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效運行，同時滿足未來擴展需求。在功能方面，采用微服務方式，包括:能耗動態(tài)監(jiān)管、能耗水平識別及評價、重點用能企業(yè)能效對標分析、重點用能企業(yè)節(jié)能分析及考核、城市能源預測及預警、決策支持及專家智能等。此外，系統(tǒng)還提供了報表分析、計算引擎、模型分析等十多種支持工具，以便能源數(shù)據(jù)的管理和分析。

3遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)在某重點用能企業(yè)中的應用

3.1現(xiàn)場調(diào)研

在安裝遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)前，生產(chǎn)監(jiān)視由儀表完成，數(shù)據(jù)采集來自人工的按時段抄表；缺乏分析工具，使所獲數(shù)據(jù)不能反映當前能源消耗狀況、不能預測未來消耗趨勢、不能支持優(yōu)化運行。
3.2系統(tǒng)設計及實施

針對調(diào)研結(jié)果，遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集為起點，向上依次包括數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)存儲層、支撐平臺層、應用層和展示層。清晰的層次結(jié)構(gòu)滿足了企業(yè)的需求，保證了后續(xù)的擴展性，見圖2

圖2能源在線監(jiān)測系統(tǒng)設計框架

3.3項目培訓、交付和運行維護

項目完成后，建立項目驗收文檔，由專家團隊進行驗收。驗收內(nèi)容包括項目過程文檔、系統(tǒng)設計文檔、系統(tǒng)測試文檔等。項目驗收合格后移交后期維護及技術(shù)服務工作給遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)供應商。依托完整的運維體系，服務團隊實現(xiàn)7×24h不間斷服務，保證系統(tǒng)問題在15min內(nèi)響應、2h內(nèi)出具解決方案。同時，服務團隊對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，做到提前發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.4系統(tǒng)應用成效

（1）實現(xiàn)靜態(tài)監(jiān)管轉(zhuǎn)為動態(tài)監(jiān)管

通過建立標準化能耗采集監(jiān)測體系，規(guī)范采集工作操作流程：對接入監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行規(guī)范處理，確保能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，從而對生產(chǎn)過程及時優(yōu)化和調(diào)整，保證節(jié)能大化。
（2）實現(xiàn)單一部門管理轉(zhuǎn)為聯(lián)合辦公管理

通過遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，以能耗為重點，錄入建筑、生產(chǎn)線、辦公區(qū)域等能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為企業(yè)節(jié)能減排、整體規(guī)劃提供支撐，提高廠區(qū)各職能部門辦公效率，降低監(jiān)管成本。

（3）實現(xiàn)由強制執(zhí)行轉(zhuǎn)為主動引導

建立公共服務平臺，實現(xiàn)用能單位、節(jié)能服務公司及員工的緊密連接：通過平臺發(fā)揮節(jié)能減排激勵作用和示范效應，引導企業(yè)及員工提升能源利用效率、加強用能管理。

（4）實現(xiàn)事后分析轉(zhuǎn)為預測分析

在獲取重點區(qū)域、生產(chǎn)線、能源使用、消耗、配置及調(diào)度情況的基礎(chǔ)上，對歷史能耗數(shù)據(jù)進行挖掘，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對全廠能源日平均消費量趨勢進行分析，從而對庫存周轉(zhuǎn)情況進行監(jiān)督，如儲備預警等。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、系統(tǒng)計算及模型優(yōu)化，對能源消耗趨勢進行準確預測，提前掌握行業(yè)、區(qū)域能源消費趨勢，從而提前布局管控政策，保證節(jié)能高效、準確執(zhí)行。

（5）實現(xiàn)電平衡、水平衡實時動態(tài)分析

通過對電、水、氣、汽等開展能源平衡測試，及時發(fā)現(xiàn)耗能異常問題：系統(tǒng)通過餅圖、柱狀圖等對能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，對用能情況進行分析，通過能源平衡測試及在線監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)重點耗能，以挖掘潛力，緩解企業(yè)節(jié)能減排壓力。

4建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照有關(guān)規(guī)定實施能源審計，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上人民管理節(jié)能工作的部門報送能源審計報告。

4.2應用場所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設計、施工和運行維護。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-5000建筑能耗分析系統(tǒng)以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(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時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設備構(gòu)成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

4.4系統(tǒng)功能

（1）系統(tǒng)概況

平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

（2）用能概況

對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。

（3）用能統(tǒng)計

  對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。

（4）復費率統(tǒng)計

復費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導出到EXCEL。

（5）同比分析

對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。

（6）能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑指ding時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

（7）配電監(jiān)測/管網(wǎng)圖

 以變電站配電結(jié)構(gòu)一次圖或建筑水、燃氣管網(wǎng)圖展示結(jié)構(gòu)中各重要節(jié)點數(shù)據(jù)，方便用戶掌握能源運行時參數(shù)。

（8）夜間能耗分析

  夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指ding時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導出報表。

（9）三維展示

  通過3D圖形方式展示項目現(xiàn)場模擬圖，以更直觀的方式對項目中建筑或設備數(shù)據(jù)進行動態(tài)展示。

（10）設備管理

設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

（11）用戶報告

用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語

“面向典型重點用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測平臺"的建設是信息化與節(jié)能工作相結(jié)合的可行方式，能 有效提高企業(yè)能源利用率，挖掘企業(yè)節(jié)能潛力，對 提高企業(yè)科學管理水平具有戰(zhàn)略意義。

參考文獻

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[3]何召輝,羅孝美,孫 翼.能耗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)節(jié)能中的應用

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版.

作者簡介

任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。