淺談雙碳目標下能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用方向
顧城
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)作為“雙碳"目標重要的手段，本文在總結(jié)福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測 系統(tǒng)應用成效的基礎上，研究分析目前存在的問題，提出雙碳目標下能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應用方向。
關鍵詞：雙碳目標；能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)；應用方向
一、引言
“十四五"作為全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程的起點，明確碳達峰、碳中和目標愿景為中國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型指明了方向，加強重點用能單位管理，持續(xù)提升能源利用效率，是實現(xiàn)雙碳目標最大和有效的路徑。開展重點用能單位能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)建設，是黨中央、國務院加快推進生態(tài)文明建設部署的一項重要任務，也是實現(xiàn)雙碳目標基礎且關鍵的環(huán)節(jié)。近年來，國家公布的“碳達峰、碳中和"相關工作方案，都把能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設納入節(jié)能 減排制度體系和監(jiān)測能力建設中，對能源消耗的監(jiān)測和管理 提出了更高要求。政府主管部門應用系統(tǒng)可實現(xiàn)對重點用能企業(yè)各項指標進行集中動態(tài)監(jiān)測和管理，時刻觀察各項能源使用變化情況，促進管理決策從粗放定性管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚械亩炕芾砟Ｊ?，助力工業(yè)領域“雙碳"目標實現(xiàn)，而企業(yè)則通過建設接入端系統(tǒng)，實現(xiàn)自身企業(yè)能源消耗情況、碳排放情況的實時監(jiān)測，進而幫助企業(yè)為建立和完善能耗統(tǒng)計、能效對標、節(jié)能診斷、能碳跟蹤、數(shù)智化管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持。本文將在總結(jié)福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應用成效的基礎上，研究分析目前存在的問題，探討如何通過建設和完善能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)能源活動碳排放精細化管理，以推動工業(yè)領域的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。
二、雙碳目標與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)概述
2.1“雙碳"目標及其挑戰(zhàn)
碳排放受經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構、能源使用、技術水平等諸多因素影響，根源是化石能源的大量使用。目前我國工業(yè)能源消耗中化石能源占比大，解決碳排放問題關鍵要減少能源碳排放，治本之策是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，加快推進清潔能源替代和電能替代，擺脫化石能源依賴，從源頭上消除碳排放。并且要積極發(fā)揮數(shù)智化能源管理作用，大力推廣先進用能技術和智能控制技術，提升重點用能行業(yè)用能效率，推進工業(yè)領域節(jié)能?？梢哉f節(jié)約能源和綠能替代是實現(xiàn)“雙碳"目標成效、成本的實現(xiàn)路徑。
2.2碳監(jiān)測技術
碳中和的目的是平衡溫室氣體排放和吸收，碳計量、碳監(jiān)測是實現(xiàn)碳中和碳達峰的重要手段，目前分為碳計量和實測法(CEMS) 兩大類方式。在現(xiàn)階段碳排放計量測試方法和 連續(xù)在線監(jiān)測計量技術尚未成熟的情況下，排放因子法目前仍是我國主要使用的碳核算方法。重點企業(yè)的二氧化碳排放主要源自能源活動和工業(yè)過程，目前各類能源和物料的計量技術成熟可靠，通過快速、準確地掌握企業(yè)各類能源消耗數(shù)據(jù)，即可核算出企業(yè)碳排放情況。
2.3能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)
能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術的能源監(jiān)測系統(tǒng)，它通過實時監(jiān)測和記錄重點用能單位的能源消耗情況，能實時、準確地把握重點行業(yè)、重點企業(yè)、關鍵工序以及重點設備的運行和能源消耗情況。2017年由國家發(fā)改委和市場監(jiān)管總局聯(lián)合在全國推進建設，實現(xiàn)節(jié)能主管 部門及相關部門對企業(yè)能源消耗情況的動態(tài)跟蹤和信息共享，支持能源與節(jié)能宏觀綜合決策；并促進企業(yè)應用信息化技術實現(xiàn)自身能源使用與節(jié)能管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和可視化，建立科學完善的能源管理體系，提高能源精細化管理水平，快速發(fā)現(xiàn)和解決能源浪費的問題，從而降低能源消耗，提高能源利用效率，進而減少企業(yè)的碳排放。
三、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀和存在的問題
福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)于2018年啟動建設，目前已接入全省960余家重點用能企業(yè)，能源消費監(jiān)測總量占全省規(guī)上工業(yè)企業(yè)能源消費總量的90%以上，實現(xiàn)全能源品種全覆蓋監(jiān)測，為碳統(tǒng)計核算累積了完備的數(shù)據(jù)基礎。平臺采用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)等先進技術，建成能耗監(jiān)測、能效對標、節(jié)能管理、建模預測應用等功能模塊，構建了“全省工業(yè)能源消費管理大數(shù)據(jù)平臺"。省級平臺多維度匯聚節(jié)能監(jiān)察、節(jié)能診斷、節(jié)能審查、綠色制造、能源利用狀況報告等節(jié)能全流程信息，形成重點用能企業(yè)節(jié)能綠色全景畫像。
目前系統(tǒng)能實時呈現(xiàn)全省重點地區(qū)、園區(qū)、企業(yè)能源消費變化情況，從而掌握全省重點用能企業(yè)能源消費變化情況 和工業(yè)企業(yè)運行情況，相較于傳統(tǒng)統(tǒng)計方法，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)對掌握具有明顯的時效優(yōu)勢和數(shù)據(jù)顆粒度，但隨著國家提出推動能源“雙控"向碳排放總量和強度“雙控"轉(zhuǎn)變，目前能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)還無法支撐“雙碳"相關應用，需要推動向“碳達峰碳中和管理與服務平臺"轉(zhuǎn)變。
圖 1 系統(tǒng)直觀呈現(xiàn)杜蘇芮臺風影響福建期間 泉州陶瓷企業(yè)能源消費變化情況
3.1數(shù)據(jù)采集面尚無法支撐碳排放雙控管理
從能耗雙控轉(zhuǎn)向碳排放雙控，改變了能耗雙控制度下沒有區(qū)分化石能源和非化石能源的設計，促進了能源結(jié)構優(yōu)化。新的能耗“雙控"政策提出將新增可再生能源和原料用能不納入能源消費總量控制，為使用能源消費數(shù)據(jù)核算碳排放總量做好數(shù)據(jù)準備。目前能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)源集中在企業(yè)法人邊界全能源品種數(shù)據(jù)采集，缺少過程排放物料的采集，對可再生能源消費數(shù)據(jù)和原料用能尚未單獨采集，還無法實現(xiàn)能耗消耗數(shù)據(jù)與溫室氣體排放總量數(shù)據(jù)直接換算，無法支撐碳排放雙控管理的數(shù)據(jù)需要。
3.2能效監(jiān)測標準體系還未健全
能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是用于采集、分析、匯總用能單位能耗數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，國家先后發(fā)布了《重點用能單位能耗 在線監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范》等一系列建設標準，其中行業(yè)數(shù)據(jù)采集指南僅涉及三個行業(yè)，缺少對能效監(jiān)測管理相關內(nèi)容。標準的缺失導致重點耗能行業(yè)的能效采集、編碼規(guī)范和計算方法缺少統(tǒng)一的標準約束，導致能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在能效對標，促進主要工序、主要裝置節(jié)能增效方面支撐不足。
3.3數(shù)據(jù)質(zhì)量保障難度大
數(shù)據(jù)質(zhì)量是能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心，只有準確、全面的監(jiān)測能源消耗數(shù)據(jù)才能為碳排放雙控提供總量數(shù)據(jù)支撐，也才能為決策提供有力支持。作為一個涉及數(shù)百家重點用能企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，涉及數(shù)量巨大的計量器具、通信設備、端設備等設備和環(huán)節(jié)，對于多數(shù)工業(yè)企業(yè)，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以做到的保障，而主管部門更是難做到全覆蓋監(jiān)管，維護系統(tǒng)所需投入的人力、物力比較大。
雙碳目標下能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應用方向
在國家政策從能源“雙控"向碳排放“雙控",并明確了“雙碳"目標這一背景下，目前常用的核算方法，二氧化碳總量主要是能源活動產(chǎn)生的二氧化碳，即化石能源消費產(chǎn)生的排放和電力調(diào)入蘊含的排放，所以能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用將更加重要。為了更好地實現(xiàn)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)對碳核算的數(shù)據(jù)支撐作用，需要進一步完善幾個方面的應用設計， 以適應新時代對“雙碳"的管理需求。
4.1拓展采集碳管理相關活動數(shù)據(jù)
通過制定水泥、陶瓷、玻璃、化纖等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集指南，充分利用現(xiàn)有接入端設備的擴展性，將可再生能源、原料用能和過程排放物料量的數(shù)據(jù)接入，通過規(guī)范統(tǒng)一的上傳編碼和采集邊界，同時在省級系統(tǒng)上建設工序級、設備級的能耗和能效對標分析功能，發(fā)揮系統(tǒng)積累同行業(yè)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，依托重點企業(yè)能源消費全景畫像，橫向比較各企業(yè)能效情況和排放強度，引導企業(yè)向看齊，有的放矢地提高能 源利用效率，實施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+"的節(jié)能降耗、綠色低碳 發(fā)展，減少碳排放。
4.2優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量保障功能
為確保數(shù)據(jù)的完整性、準確性、時效性、可驗證性，需將聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為計量器具、數(shù)據(jù)傳輸、端設備和應用系統(tǒng)規(guī)范運維的管理要求，指導企業(yè)加強對企業(yè)端系統(tǒng)的建設和運維管理，在省級平臺引入一套完整的數(shù)據(jù)質(zhì)量跟蹤預警系統(tǒng)，通過分析數(shù)據(jù)偏差原因并逐步改進。同時，還需要完善數(shù)據(jù)質(zhì)量評價標準，建立管理體系，從源頭上保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。
智能化管理是未來能源管理的重要方向，靠大量人力投入的高成本運維方式將不可持續(xù)。龐大的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)保障需要建設一套完整的自動化運維保障輔助系統(tǒng)，引入智能化管理模式，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術手段，建立數(shù)據(jù)跟 蹤模型，建設快捷預警、交互功能模塊，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)管的自動化程度和精準度。智能化管理還可以幫助信息化程度不高的重點用能企業(yè)對重點設備實施實時的監(jiān)控管理，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
圖 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量跟蹤管理功能模塊
4.3完善能碳功能應用
只有充分發(fā)揮系統(tǒng)的應用價值，才能延長生命周期。能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于企業(yè)端的計量器具，數(shù)據(jù)質(zhì)量需要企業(yè)保障。系統(tǒng)建設之初，我們就確定福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設要以企業(yè)需求出發(fā)，只有系統(tǒng)對企業(yè)用戶有價值，數(shù)據(jù)源的穩(wěn)定性和準確性才能 得到保障，也才能延長系統(tǒng)的生命周期。通過制定企業(yè)端系 統(tǒng)建設技術方案源頭把控建設質(zhì)量加優(yōu)秀案例宣貫等方式，引導重點用能企業(yè)充分認識建設能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)可切實幫助企業(yè)節(jié)能降耗增效，而從自身需求出發(fā)建好、用好接入端系統(tǒng)，把接入端系統(tǒng)的應用價值提升到小型能管系統(tǒng)的層面；而在省級匯聚系統(tǒng)的層面，也要利用大模型技術對歷史能源消費趨勢進行建模分析，附加建設能耗預測、多能互補調(diào)度等功能，逐步完善能源消耗和節(jié)能成效臺賬，把沉淀的數(shù)據(jù)應用起來，促進制造與能源數(shù)據(jù)融合創(chuàng)新，大幅度提高宏觀層面能源利用效率和降低碳排放，逐步在現(xiàn)有能耗監(jiān)測 基礎上向“碳"前行，拓展建設碳排放分析核算，碳達峰評估預測、碳項目和碳資產(chǎn)管理的功能，發(fā)揮能耗數(shù)據(jù)要素功能，促進企業(yè)節(jié)能降碳。
安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。
五、應用場所
鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。
六、系統(tǒng)結(jié)構
現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。
系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和平臺管理層。
現(xiàn)場設備層：主要是連接于網(wǎng)絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監(jiān)測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。
網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據(jù)服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。
平臺采用分層分布式結(jié)構進行設計，詳細拓撲結(jié)構如下：
七、系統(tǒng)功能
平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。
用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關信息。
7.3首頁
首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。
能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡圖、能源計量網(wǎng)絡圖等功能。
能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；
配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。
實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；
數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設備的不同的能耗參數(shù)；
檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關處理操作，可以對報警參數(shù)進行在線設置，當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；
接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。
展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調(diào)整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。
展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。
將所有有關能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。
從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。
統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。
與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標對標，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。
對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設備等進行日、周、月、年、時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。
系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。
用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導出報表。
提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機構、設備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。
同比
環(huán)比
以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行仔細的統(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。
監(jiān)控耗能設備運行、停機及異常狀態(tài)，及時解決設備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。
根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。
按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算，并結(jié)合減排指標實現(xiàn)超標預警，提升區(qū)域減排水平，促進碳達峰目標實現(xiàn)。
實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標，避免被罰款和設備出現(xiàn)故障。
系統(tǒng)支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設備維修保養(yǎng)需要。
針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預警，避免發(fā)生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理。
可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。
可自定義時間段內(nèi)各個拓撲節(jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。
提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。
對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。
對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。
對場景進行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)分層預覽、轉(zhuǎn)場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。
對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。
可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設備運行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。
可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。
對系統(tǒng)的項目、探測器、設備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關參數(shù)進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。
八、系統(tǒng)硬件配置
應用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
企業(yè)能源管控平臺 | Acrel-7000 |
| 安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況。 |
智能網(wǎng)關 | Anet-2E8S1 |
| 8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳，支持不同協(xié)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；輸入電源：AC/DC 220V，導軌式安裝。 |
ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 | |
ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
35kV/10kV/6kV進線 | AM5SE-F |
| 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流/反時限過流保護、兩段式零序102過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、頻率保護、FC閉鎖、失壓跳閘、逆功率保護、過電壓保護、零序過壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；檢同期；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
35kV/10kV/6kV饋線 | |||
配電變壓器 | AM5SE-T | 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流保護、兩段式零序102過流保護、101反時限過流保護、102反時限過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、非電量保護、FC 閉鎖；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
電動機（2000KW以下） | AM5SE-M | 過流一段保護（啟動中、已運行）、過流二段 保護、反時限過流保護、兩段式負序過流/負序 反時限過流保護、兩段式零序過流保護、熱過載保護、過負荷保護、堵轉(zhuǎn)保護、啟動時間過長保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、零序過壓告警、FC閉 鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保 護、過電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故 障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、 Eq等電參量測量。 | |
35kV/10kV/6kV母聯(lián) | AM5SE-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備投/母聯(lián)備投/聯(lián)切備投/自適應備投、PT斷線告警、控制回路故障告警、母線充電保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路檢同期。 | |
35KV/10kV/6kV電容器 | AM5SE-C | 兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變 | AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調(diào)壓、斷路器遙控分合 閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路、遙控升檔/降檔/急停、變壓器檔位測量；U、1、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
PT并列監(jiān)測 | AM5SE-UB |
| PT并列、低電壓告警、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
大功率異步電機 | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比率差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨立操作回路、故障錄波、全電量測量；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變保護 | AM5SE-D3 | 三圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變公共測控、進線公共測控 | AM5SE-K | 20路遙信、10路開出、遙測 | |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
ARB5-E |
| DIN35mm導軌式安裝結(jié)構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
ARB5-S |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 | |
35kV/10kV/6kV進線柜電能質(zhì)量在線監(jiān)測 | APView500 |
| 相電壓電流+零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流 63 次諧波、50 組間諧波、35 組高次諧波、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降（故障源定位）、電壓中斷、沖擊電流、1024點波形采樣、定時錄波、電能質(zhì)量合格率統(tǒng)計，波形實時顯示及故障波形查看，內(nèi)存32G，16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太網(wǎng)接口+1WiFi+1USB接口支持U盤到處數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節(jié)點測溫 | ASD500 |
| 液晶屏顯示一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出 |
35kV/10kV/6kV傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5安培，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 |
35kV/10kV/6kV間隔 電參量測量 | APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
低壓進線 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；本月和上月峰值；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示 | |
AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
0.4kV無功補償 | ARC |
| 測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議 |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 | |
ANSVC |
| ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化控制電力電容器投切進行補償，具有多種補償形式，可根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，合理選用補償形式。 | |
0.4kV有源濾波 | AnSin-□-M Ⅰ型 |
| 采用DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，并聯(lián)在系統(tǒng)中，兼補諧波和無功；可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；基于谷歌Fliutter框架構建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠程服務與數(shù)據(jù)處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互；具備超前和滯后的功率因數(shù)校正功能，可將三相不平衡負荷調(diào)整至平衡；具備動態(tài)過溫降載功能，較大限度的保證濾波器的持續(xù)運行；具備智能風扇轉(zhuǎn)速控制功能，根據(jù)負荷率和環(huán)境溫度智能控制風扇轉(zhuǎn)速，降低損耗；具備動態(tài)擴容功能。 |
0.4kV出線 | AEM72 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 |
ARD3M |
| ARD3智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機，可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。 | |
ANHPD300 |
| 對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有吸收作用，能濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。 | |
DTSD1352 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統(tǒng)計，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出，預埋PT100 |
變壓器接頭測溫 低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 可以嵌入式安裝低壓柜面板上，每臺裝置可以接收60個無線傳感器的數(shù)據(jù)。裝置帶有一路485接口，可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。2路告警出口，全電參量測量 |
ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5（A），測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 | |
配套附件 | AKH-0.66 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
AKH-0.66L |
| 剩余電流互感器，采集剩余電流信號。 | |
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE |
| 無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±百分之3RH，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離:200m，電池壽命：≥3年（可更換） |
ATC600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報警出口。 | |
智能遠傳水表 | 物聯(lián)網(wǎng)水表 LXSY-O-M/NB |
| 電子直讀式，高清晰液晶顯示，具備誤差自動修正功能；各參數(shù)可設；斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上；可根據(jù)需要擴展遠程控制閥門開關功能；可在120℃下長期工作，水解穩(wěn)定；抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好；水資源免遭二次污染 |
智能遠傳 燃氣表 | 燃氣表 |
| 直接讀取燃氣表的窗口值，無累計誤差；電子部分平時可不工作，可在讀表瞬間工作；直讀燃氣表無需初始化；表計地址可以靈活設定 |
冷熱量表 | 冷熱量表 |
| 流量計量無機械齒輪，無磁傳感器，耐磨、耐腐蝕、防攻擊；電壓低或受到攻擊破壞時自動報警；溫度傳感器斷路、短路時自動報警；流量和溫度分段，準確度高；溫度的冷熱端采用數(shù)字方法修正和校準，誤差接近于0；根據(jù)流速智能降耗；數(shù)據(jù)多重備份自動糾錯技術；低功耗 |
九、結(jié)論
綜上所述，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)雙碳目標的重要手段。為了更好地實現(xiàn)這一目標，我們需要解決目前存在的數(shù)據(jù)收集面不足、能效采集標準缺失、數(shù)據(jù)質(zhì)量保障難，應用方向不夠清晰的問題，強化企業(yè)接入端系統(tǒng)和省級數(shù)據(jù)匯聚系統(tǒng)的建設和應用，持續(xù)提升可再生能源和原料用能分析，強化能效對標應用、推進智能化管理等。充分發(fā)揮能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)作用，為碳排放雙控管理的決策研判提供足夠的數(shù)據(jù)支撐，這將有助于推動工業(yè)領域的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展，落實“雙碳"目標要求。
參考文獻
[1]徐強.加快建設重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)助推 生態(tài)文明與綠色發(fā)展[J]. 中國能源，2018(4):5-9.
[2]蘇奕儒.能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應用探究 [J]. 化學工程與裝備，2022(5):193-195.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2022.05版.
[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2023.06版.
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