重点能耗在线监测系统

安科瑞刘鸿鹏

01 概述

     根据《重点用能单位节能管理办法》规定，重点用能单位是指：(一) 年综合能源消费量一万吨标准煤及以上的用能单位；(二) 国务 院有关部门或者省、自治区、直辖市人民管理节能工作的部门的年综合能源消费量五千吨标准煤及以上不满一万吨标准煤的用能单位。

     重点用能单位全国约17000家，能源消费量占全国能源消费总量的60％，是节能工作的重点对象，抓好这部分企业的节能管理工作，是实现“十三五"单位GDP能耗比2015年降低15%、能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内的重要支撑和保证。

     根据《重点用能单位节能管理办法》四章（法律责任）三十一条规定，重点用能单位不按要求开展能耗在线监测系统建设和能耗在线监测工作的，由管理节能工作的部门以书面形式责令限期整改；逾期不整改的或者没有达到整改要求的，由管理节能工作的部门处一万元以上三万元以下罚款。

02 应用场所

水泥企业

铁合金企业  

钢铁企业  

有色金属企业

电石企业

化工企业

其他工业生产企业

03 平台整体结构

端系统结构

     根据《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的要求，重点用能单位接入端系统部署在重点用能单位内部，由重点用能单位负责建设。

主要功能：

     通过计量仪表、工控系统等采集、汇总本单位能耗数据，将数据上传至省级平台，或直接上传至平台;

     重点用能单位接入端系统要通过网闸、防火墙、隔离等安全措施，确保内部系统安全和数据安全；

     要具备远程升级维保、一端多传、接收平台推送信息和用能单位自身能源管理所需的功能。

端设备

     企业接入端系统需要从生产过程控制系统中采集能耗相关数据，考虑到企业生产网络与办公网络(互联网) 之间并不互通的实际情况，企业接入端系统将通过具备2+1架构的物理隔离装置--能耗在线监测端设备，在数据传递过程中确保从生产网络（内网）获取的能耗数据以单向传递、隔离加密、文件摆渡的形式安全传递到办公网络(外网)，再通过外网主机侧的CA数字认证证书进行身份认证识别后上传至省(市）级平台。结构如右图所示。

     支持从现场的仪表通过Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

     支持从能源网关、DTU、SCADA通过Modbus TCP（GB/T19582）、能耗协议等上传的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

     支持从自动化信息系统通过OPC协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

     支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，提供手工填报数据上传；

     具有基础数据处理、本地存储功能，本地历史数据可存储6个月以上；

     可根据项目情况录入企业基本信息、企业生产层级结构、计量器具档案信息、端设备信息、数据采集项信息等各类基本信息；

     按照《NHJC-04-2018 重点用能单位能耗在线监测系统技术规范-端设备接口协议规范》的要求往平台上传数据；

     支持断线缓存，保证数据的连续性；

     端设备平台方便用户使用、配置；

     支持人工补录、远程升级；

     用能数据集抄；

     数据上传日志。

04 平台功能

     除了满足要求的数据上传的要求，我司还可帮助企业搭建能源管理平台，通过该平台可实现对企业用能的精细化管理，并进一步挖掘潜在的能源节约空间和改造机会，进而实现节能降耗与提质增效。

● 能耗统计

全厂看板

     全厂看板页面概要显示企业的基本信息、日/月/年吨标煤能耗、每个分类能耗的逐日用能趋势、数据上传记录等信息；

能源流向图

     能源流向图以图形的方式更加直观的显示企业能耗的组成，迅速定位能耗占比高的能源类别；

全厂能耗统计

     按日、月、年统计全厂一次能源、二次能源、耗能工质消耗量，并将各类能源按折标系数折算成吨标煤能耗；

工序能耗统计

     按日、月、年统计企业各生产工序的能源消耗，并根据折标系数折算成吨标煤能耗；

产品单耗统计

     按日、月、年统计企业各产品的能源消耗，并与产量数据结合，计算产品的单耗；

重点耗能设备能耗统计

     按日、月、年统计企业重点用能设备的能源消耗，并根据折标系数折算成吨标煤能耗；

计量器具数据集抄及用能统计

     远程集抄电表、水表、流量计等计量器具的数据，并按日、月、年统计用能数据；

手工填报

     对于一些无法通过计量器具远程采集用能数据的能源（如：煤、油等），提供手工填报用能数据功能。

● 能耗分析

趋势分析

     以柱状图的形式直观显示能源类别、工序、重点用能设备的日、月、年用能趋势；

同环比分析

     对能源类别、工序、重点用能设备用能进行同比、环比分析；

能效对标

     将企业实际能效标准进行比较，使企业即时、直观了解本单位能源消耗是否合理；

能耗预警

     当能源消耗超过历史同期数据、预先设置的单位时间消耗值、标准等情况时，系统主动提醒；

能源计量审查

     提供能源审计功能，方便用户查看每月的能源消耗量与能耗数据的质量；

能源平衡网络

     显示重点能耗单位从购入存储、加工转换、输送分配、终端分配各个环节的能耗情况。

● 用能监测

配电监测

     实时在线监测全厂配电情况（电压、电流、功率、电能）；

用水管网图

     实时在线监测全厂的用水管网（流量、流速）；

● 基础信息配置

     重点耗能设备信息

     重点耗能设备信息页面可以配置该设备所在的生产工序、工序单元，可以选择所属分类；以及设备安装地点、设备所属部门、设备运行情况、设备生产厂家等一些基本信息。

用能单位工序信息

     生产工序是整个生产过程中加工产品的次序，用能单位生产工序信息页面可以配置生产工序编号（工序编号长度为两位）、生产工序名称等。

05 平台配置

06 典型硬件介绍

      能耗在线监测端设备

设备硬件参数：

     单主板采用低功耗处理器；

     单主板内存大小4G；

     硬盘：256G 固态硬盘

     独立双主机“2+1"架构非IP物理隔离；

     带VGA接口，可外接显示器，便于现场维护操作；

     双冗余开关电源，互为备用、支持热插拔，保障端设备的可靠性，具有电源故障声光报警功能；

     8路RS485串口；

     4路千兆以太网；

     4个USB接口，可用于CA证书接口。

ANet系列能源网关

     ANet系列边缘计算网关是一款基于嵌入式平台的工业级通信管理机，具有2/4/8个隔离串口，1/2个以太网口，集成Lora通信接口，且支持4G网络通信。具备强大的EMC防护能力，可在强电磁环境下稳定运行。设备支持DL/T 645、 Modbus、CJ/T188等工业、电力行业通信协议，满足企业能源管理系统对水、电、气、冷热量等多种形式能源数据采集的需求。

     支持多种仪表协：支持 D L / T 6 4 5 、GB/T19582-200（Modbus）、CJ/T188-2004等；

     Modbus TCP实时数据转发；

     数据AES加密；

     断点续传；

     数据存储；

     远程配置及维护。

多功能电力仪表APM810

     仪表按IEC标准设计，具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。准确度0.5S级。

导轨式安装电能表DTSD1352

     三项电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3 x 1(6)A，直接接入3 x 10(80)A, 有功电能精度0.5S级，无功电度精度2级。