摘要：為保證企業(yè)實現節(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)是基于傳感器與網絡技術的優(yōu)勢，在企業(yè)區(qū)域各個位置針對性安裝傳感器，對實時數據進行采集、編碼傳輸到遠程管理系統(tǒng)。遠程管理系統(tǒng)對采集的數據進行分析，計算出生產性能指標指導運行人員優(yōu)化運行。

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

近年來，我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程明顯加快，消費結構快速升級，對能源需求旺盛，經濟發(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“十三五”發(fā)展規(guī)劃，到2020年，全國萬元國內生產總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億tce以內，節(jié)能減排工作任重道遠。

1遠程在線監(jiān)測技術應用現狀

目前，遠程在線監(jiān)測技術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)具有十分重要的現實意義。

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網絡傳輸到能耗在線監(jiān)測預警平臺數據服務器。由于數據采集具備斷點續(xù)傳功能，保證了采集數據的實時性和可靠性。企業(yè)內部采用二級采集方式：一級面向各級生產系統(tǒng)，二級為能耗系統(tǒng)（見圖1）。

圖1數據采集方式

2.2數學分析層面

運用大數據、云計算及建模技術解決系統(tǒng)數據量大、運算邏輯復雜、預測不準等問題。對系統(tǒng)數據量，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)包含一系列大數據處理工具和方法，通過對數據的研究，將發(fā)現的問題和規(guī)律應用到相關領域。此外，云計算技術也將徹底改變整個信息產業(yè)的生態(tài)環(huán)境，如基礎設施、計算機、網絡設備、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。在整體需求的基礎上，對系統(tǒng)業(yè)務功能及核心數據進行統(tǒng)一規(guī)劃，以達到結構清晰和易于擴展。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，以便能源數據的管理和分析。

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現場調研

在安裝遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)前，生產監(jiān)視由儀表完成，數據采集來自人工的按時段抄表；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

針對調研結果，遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計以現場數據采集為起點，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7×24h不間斷服務，保證系統(tǒng)問題在15min內響應、2h內出具解決方案。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）實現靜態(tài)監(jiān)管轉為動態(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)測的數據進行規(guī)范處理，確保能耗在線監(jiān)測數據的有效性，從而對生產過程及時優(yōu)化和調整，保證節(jié)能大化。
（2）實現單一部門管理轉為聯(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、生產線、辦公區(qū)域等能耗數據，實現數據共享，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）實現由強制執(zhí)行轉為主動引導

建立公共服務平臺，實現用能單位、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）實現事后分析轉為預測分析

在獲取重點區(qū)域、生產線、能源使用、消耗、配置及調度情況的基礎上，對歷史能耗數據進行挖掘，并利用大數據技術對全廠能源日平均消費量趨勢進行分析，從而對庫存周轉情況進行監(jiān)督，如儲備預警等。采用大數據技術、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)現耗能異常問題：系統(tǒng)通過餅圖、柱狀圖等對能耗數據進行統(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，以直觀的數據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據支撐。用戶可按照有關規(guī)定實施能源審計，分析現狀，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)結構

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，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環(huán)網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建筑的實時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(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網絡化、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(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、支路等結構按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

（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。支持數據導出到EXCEL。

（5）同比分析

對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進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段內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/管網圖

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

（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場模擬圖，以更直觀的方式對項目中建筑或設備數據進行動態(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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[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.5版.

作者簡介：龔永波，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，Email: 28801392115@qq.com     QQ:2881392115