淺析安科瑞能耗遠程在線(xiàn)監測系統在工業(yè)節能中的應用

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(shí)現節能減排目標，設計和使用遠程在線(xiàn)監測系統勢在必行。遠程在線(xiàn)監測系統是基于傳感器與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的優(yōu)勢，在企業(yè)區域各個(gè)位置針對性安裝傳感器，對實(shí)時(shí)數據進(jìn)行采集、編碼傳輸到遠程管理系統。遠程管理系統對采集的數據進(jìn)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(xiàn)；監測系統；技術(shù)
0前言

近年來(lái)，我國工業(yè)化、城鎮化進(jìn)程明顯加快，消費結構快速升級，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(jìn)行社會(huì )發(fā)展已成為策略和社會(huì )共識。根據“十三五"發(fā)展規劃，到2020年，全元國內生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億tce以?xún)?，節能減排工作任重道遠。

1遠程在線(xiàn)監測技術(shù)應用現狀

目前，遠程在線(xiàn)監測技術(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(kāi)，尚未全面涵蓋到地方監督管理層，且未專(zhuān)門(mén)針對既有鍋爐等設備特性進(jìn)一步深化與集成創(chuàng )新。因此，深入探究工業(yè)遠程在線(xiàn)監測系統具有十分重要的現實(shí)意義。

2解決方案

2.1數據采集層面

采用MODBUS通訊協(xié)議完成對能耗數據的采集，將數據以壓縮加密方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到能耗在線(xiàn)監測預警平臺數據服務(wù)器。由于數據采集具備斷點(diǎn)續傳功能，保證了采集數據的實(shí)時(shí)性和可靠性。企業(yè)內部采用二級采集方式：一級面向各級生產(chǎn)系統，二級為能耗系統（見(jiàn)圖1）。

圖1數據采集方式

2.2數學(xué)分析層面

運用大數據、云計算及建模技術(shù)解決系統數據量大、運算邏輯復雜、預測不準等問(wèn)題。對系統數據量，首先要解決存儲問(wèn)題，然后是查詢(xún)、檢索及加工（處理）等。遠程在線(xiàn)監測系統包含一系列大數據處理工具和方法，通過(guò)對數據的研究，將發(fā)現的問(wèn)題和規律應用到相關(guān)領(lǐng)域。此外，云計算技術(shù)也將改變整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境，如基礎設施、計算機、網(wǎng)絡(luò )設備、及軟件等。
2.3統一平臺層面

系統基于管控一體化信息平臺，采用分布式部署方式。在整體需求的基礎上，對系統業(yè)務(wù)功能及核心數據進(jìn)行統一規劃，以達到結構清晰和易于擴展。在設計中，遵循實(shí)用可行、適用易用、安全可靠、成熟、可擴展、可移植的原則，保證系統安全、穩定、有效運行，同時(shí)滿(mǎn)足未來(lái)擴展需求。在功能方面，采用微服務(wù)方式，包括:能耗動(dòng)態(tài)監管、能耗水平識別及評價(jià)、重點(diǎn)用能企業(yè)能效對標分析、重點(diǎn)用能企業(yè)節能分析及考核、城市能源預測及預警、決策支持及專(zhuān)家智能等。此外，系統還提供了報表分析、計算引擎、模型分析等十多種支持工具，以便能源數據的管理和分析。

3遠程在線(xiàn)監測系統在某重點(diǎn)用能企業(yè)中的應用

3.1現場(chǎng)調研

在安裝遠程在線(xiàn)監測系統前，生產(chǎn)監視由儀表完成，數據采集來(lái)自人工的按時(shí)段抄表；缺乏分析工具，使所獲數據不能反映當前能源消耗狀況、不能預測未來(lái)消耗趨勢、不能支持優(yōu)化運行。
3.2系統設計及實(shí)施

針對調研結果，遠程在線(xiàn)監測系統的設計以現場(chǎng)數據采集為起點(diǎn)，向上依次包括數據傳輸層、數據存儲層、支撐平臺層、應用層和展示層。清晰的層次結構滿(mǎn)足了企業(yè)的需求，保證了后續的擴展性，見(jiàn)圖2

圖2能源在線(xiàn)監測系統設計框架

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(zhuān)家團隊進(jìn)行驗收。驗收內容包括項目過(guò)程文檔、系統設計文檔、系統測試文檔等。項目驗收合格后移交后期維護及技術(shù)服務(wù)工作給遠程在線(xiàn)監測系統供應商。依托完整的運維體系，服務(wù)團隊實(shí)現7×24h不間斷服務(wù)，保證系統問(wèn)題在15min內響應、2h內出具解決方案。同時(shí)，服務(wù)團隊對系統運行狀態(tài)進(jìn)行監控，做到提前發(fā)現問(wèn)題并及時(shí)解決，保證系統穩定運行。

3.4系統應用成效

（1）實(shí)現靜態(tài)監管轉為動(dòng)態(tài)監管

通過(guò)建立標準化能耗采集監測體系，規范采集工作操作流程：對接入監測的數據進(jìn)行規范處理，確保能耗在線(xiàn)監測數據的有效性，從而對生產(chǎn)過(guò)程及時(shí)優(yōu)化和調整，保證節能大化。
（2）實(shí)現單一部門(mén)管理轉為聯(lián)合辦公管理

通過(guò)遠程在線(xiàn)監測系統，以能耗為重點(diǎn)，錄入建筑、生產(chǎn)線(xiàn)、辦公區域等能耗數據，實(shí)現數據共享，為企業(yè)節能減排、整體規劃提供支撐，提高廠(chǎng)區各職能部門(mén)辦公效率，降低監管成本。

（3）實(shí)現由強制執行轉為主動(dòng)引導

建立公共服務(wù)平臺，實(shí)現用能單位、節能服務(wù)公司及員工的緊密連接：通過(guò)平臺發(fā)揮節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(shí)現事后分析轉為預測分析

在獲取重點(diǎn)區域、生產(chǎn)線(xiàn)、能源使用、消耗、配置及調度情況的基礎上，對歷史能耗數據進(jìn)行挖掘，并利用大數據技術(shù)對全廠(chǎng)能源日平均消費量趨勢進(jìn)行分析，從而對庫存周轉情況進(jìn)行監督，如儲備預警等。采用大數據技術(shù)、系統計算及模型優(yōu)化，對能源消耗趨勢進(jìn)行準確預測，提前掌握行業(yè)、區域能源消費趨勢，從而提前布局管控政策，保證節能高效、準確執行。

（5）實(shí)現電平衡、水平衡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析

通過(guò)對電、水、氣、汽等開(kāi)展能源平衡測試，及時(shí)發(fā)現耗能異常問(wèn)題：系統通過(guò)餅圖、柱狀圖等對能耗數據進(jìn)行統計，對用能情況進(jìn)行分析，通過(guò)能源平衡測試及在線(xiàn)監控，發(fā)現重點(diǎn)耗能，以挖掘潛力，緩解企業(yè)節能減排壓力。

4建筑能耗分析系統

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照有關(guān)規定實(shí)施能源審計，分析現狀，查找問(wèn)題，挖掘節能潛力，提出切實(shí)可行的節能措施，并向縣級以上人民管理節能工作的部門(mén)報送能源審計報告。

4.2應用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

4.3系統結構

Acrel-5000建筑能耗分析系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場(chǎng)實(shí)際情況采用現場(chǎng)總線(xiàn)、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)通訊中的一種或多種結合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò )化、單元化、組態(tài)化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構：

4.4系統功能

（1）系統概況

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

（2）用能概況

對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比，支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

（3）用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。

（4）復費率統計

復費率報表按日、月、年統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(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

（5）同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

（6）能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內各類(lèi)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）配電監測/管網(wǎng)圖

以變電站配電結構一次圖或建筑水、燃氣管網(wǎng)圖展示結構中各重要節點(diǎn)數據，方便用戶(hù)掌握能源運行時(shí)參數。

（8）夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比，支持導出報表。

（9）三維展示

通過(guò)3D圖形方式展示項目現場(chǎng)模擬圖，以更直觀(guān)的方式對項目中建筑或設備數據進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。

（10）設備管理

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

（11）用戶(hù)報告

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

5系統硬件配置

6結語(yǔ)

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

參考文獻

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