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淺析重點用能單位能耗在線監(jiān)測做法與經驗

更新時間:2021-06-25 點擊次數: 1549次
  劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801 

摘要:山西省長治市是市級層面推進重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設先行地區(qū)之一。本文系統(tǒng)介紹了長治市重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的做法和經驗,包括系統(tǒng)的服務定位、主要功能、建設模式及主要任務等。本文通過一個企業(yè)實際案例,說明能耗在線監(jiān)測對企業(yè)節(jié)能降本增效的促進作用。

關鍵詞:節(jié)能;能耗在線監(jiān)測;長治市;工作經驗;案例

0概述

為貫徹落實黨、國務院關于加快推進生態(tài)文明建設的決定,深入推進資源節(jié)約工作,按照國務院《關于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》精神,長治市于2016年啟動智慧用能監(jiān)管平臺建設,目標是在“十三五”時期建設覆蓋全市200余家重點用能單位的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng),為企業(yè)節(jié)能降本增效提供決策支撐。目前,長治市已完成了13家企業(yè)能耗在線監(jiān)測數據的實時采集工作。現將有關情況和經驗總結如下。

1 系統(tǒng)定位和主要功能

平臺建設對于長治市深入推進節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略,實現綠色發(fā)展具有重要的探索意義和帶動價值,主要包括3個定位、9大功能。

3個定位,即一是為節(jié)能主管部門服務,為節(jié)能監(jiān)察、能耗強度和總量“雙控”提供支撐;二是為企業(yè)能源管控服務,為用能單位節(jié)能降本增效提供決策支撐,推動用能單位轉型升級;三是為各相關職能部門提供數據保障。

9大功能包括:

1)能耗在線監(jiān)測。對企業(yè)用能數據進行實時采集,掌握企業(yè)用能的平衡情況、異常情況、重要工序和耗能設施的能耗情況,并作為后續(xù)統(tǒng)計分析、報表以及考核的基礎數據。

2)節(jié)能目標管理。將節(jié)能降耗目標分解到各區(qū)縣以及各企業(yè),以節(jié)能量為考核指標,構建節(jié)能指標體系。重點監(jiān)控高耗能企業(yè)、工業(yè)產業(yè)園和工業(yè)密集地區(qū)。

3)用能計劃管理。主管部門在平臺上實現各單位年度、月度用能計劃的審批管理,系統(tǒng)對用能計劃和最終的執(zhí)行情況進行跟蹤管理和分析,為企業(yè)的能源計劃制定和監(jiān)管部門的后續(xù)管理提供數據支撐。

4)能源指標統(tǒng)計分析。通過在線監(jiān)測獲得的能源消耗數據,進行多維度的數據匯總統(tǒng)計和分析,建立各級能源消耗指標、節(jié)能指標和考核評價指標,并形成各類指標的實時統(tǒng)計、同環(huán)比分析和對標分析,為各企業(yè)和各級監(jiān)管部門提供決策數據。

5)用能考核評價。以能源指標統(tǒng)計分析的能源消耗及各類指標為基礎,對企業(yè)、行業(yè)監(jiān)管部門、區(qū)域監(jiān)管部門等進行考核,并將各類指標統(tǒng)計、指標對標和指標考核結果在平臺上公示。

6)預警預測。比較與分析企業(yè)實時能耗數據,根據企業(yè)的實際生產情況和國家以及長治市的能源供應和保障情況,實時發(fā)布企業(yè)和地區(qū)的能源預測和預警信號。

7)用能指導。對企業(yè)用能狀況進行動態(tài)分析與評價,實時指導企業(yè)合理用能、節(jié)約用能,為企業(yè)實施節(jié)能改造項目提供決策數據支撐,最終實現節(jié)能、降耗、減排和降低企業(yè)能源成本的目的。

8)能源信息在線服務。為企業(yè)用戶提供用能咨詢服務,主要包括反饋提供能耗異動數據、主要能耗指標對標工作指導、能源診斷等服務。

9)開設節(jié)能量交易、碳排放權交易接口。為今后組織開展節(jié)能量交易、碳排放權交易等提供技術支撐。

2 推進模式:搭臺,企業(yè)唱戲

長治市高度重視能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設工作,通過市、縣及辦公廳(室)而不是部門發(fā)文的方式表明對這項工作的支持態(tài)度。一是長治府制定印發(fā)了《關于做好全市重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設工作的通知》(長政辦發(fā)〔2017〕23號),明確了“到‘十三五’末,基本建成覆蓋全市全部重點用能單位的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)”的工作目標,提出了進度計劃和工作要求。二是長治市經信委印發(fā)了《關于在全市開展重點工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設工作的通知》(長經信節(jié)能〔2017〕70號),提出2017年遴選部分工業(yè)企業(yè)開展試點,“十三五”期間逐步推廣至年耗能5000tce以上的重點工業(yè)企業(yè)。文件明確,由長治市節(jié)能承擔平臺建設任務,各區(qū)縣經信部門加強組織協(xié)調,長治市節(jié)能監(jiān)察支隊加強督導和監(jiān)察,確保工作順利推進。與電力需求側管理工作有機結合,要求獲得電力需求側管理專項資金補貼的企業(yè)必須接入平臺。三是區(qū)縣印發(fā)相關文件。根據府部署,潞城、屯留、沁源等縣區(qū)級也先后以辦公廳或辦公室名義印發(fā)文件,明確了本地區(qū)接入能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的企業(yè)名單,為推進系統(tǒng)建設提供了強有力的依據。四是讓用能單位通過系統(tǒng)得到節(jié)能收益。與節(jié)能服務機構簽訂長期技術支持服務合同,通過節(jié)能服務機構為用能單位提供高附加值服務,推動用能單位以“用”為目標建設系統(tǒng)。用能單位系統(tǒng)上線后,通過遠程在線服務和大數據分析等幫助用戶持續(xù)尋找節(jié)能空間和方法,讓用戶持續(xù)獲得節(jié)能效益。

系統(tǒng)建設主要分為以下4個步驟開展工作。

第一步,進駐企業(yè)調研。由節(jié)能和相關技術服務的技術人員聯合進駐企業(yè)進行調研,根據調研情況向企業(yè)提供能管建設方案,作為企業(yè)按規(guī)范要求建設能管的基礎依據。

第二步,建設企業(yè)端能耗監(jiān)測系統(tǒng)。由企業(yè)公開招投標遴選有節(jié)能技術服務及相關軟件開發(fā)資質的機構,根據建設方案要求,開展企業(yè)能管建設。

第三步,驗收及數據上傳。企業(yè)能管建設完成后,由節(jié)能技術人員會同節(jié)能主管部門進行項目驗收,測試數據上傳的穩(wěn)定性和性。

第四步,持續(xù)提供節(jié)能服務。由技術人員及專家對企業(yè)上傳數據進行診斷分析,并提出相應技術改造措施,指導企業(yè)節(jié)能降耗。以服務取得企業(yè)的信任,以節(jié)能效果獲得企業(yè)支持。

3 安科瑞重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)

根據《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣建設工作方案》的要求,重點用能單位接入端系統(tǒng)部署在重點用能單位內部,由重點用能單位負責建設。

主要功能:通過計量儀表、工控系統(tǒng)等采集、匯總本單位能耗數據,將數據上傳至省級平臺,或直接上傳至國家平臺;重點用能單位接入端系統(tǒng)要通過網閘、防火墻、隔離等措施,確保內部系統(tǒng)和數據;要具備遠程升級維保、一端多傳、接收國家和省級平臺推送信息和用能單位自身能源管理所需的功能。

安科瑞可為企業(yè)接入端系統(tǒng)提供完整解決方案: 

3.1端設備

企業(yè)接入端系統(tǒng)需要從生產過程控制系統(tǒng)中采集能耗相關數據,考慮到企業(yè)生產網絡與辦公網絡(互聯網)之間并不互通的實際情況,企業(yè)接入端系統(tǒng)將通過具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線監(jiān)測端設備,實現生產網絡和辦公網絡之間的物理連接,在數據傳遞過程中確保從生產網絡(內網)獲取的能耗數據以單向傳遞、隔離加密、文件擺渡的形式傳遞到辦公網絡(外網),再通過外網主機側的CA數字認證證書進行身份認證識別后上傳至省(市)級平臺。結構如圖所示:

 

3.1.1端設備硬件參數

(1)單主板采用低功耗處理器;

(2)單主板內存大小4G;

(3)硬盤:64G固態(tài)硬盤;

(4)獨立雙主機“2+1”架構非IP物理隔離;

(5)帶VGA接口,可外接顯示器,便于現場維護操作;

(6)雙冗余開關電源,互為備用、支持熱插拔,保障端設備的可靠性,具有電源故障聲光報警功能;

(7)8路RS485串口;

(8)4路千兆以太網;

(9)4個USB接口,可用于CA證書接口;

3.1.2端設備軟件功能

(1)支持從現場的儀表通過Modbus(GB/T19582)、DL/T645、CJ/T188等協(xié)議采集需要的能耗實時數據,并進行匯總生成上報的能耗數據;

(2)支持從能源網關、DTU、SCADA通過ModbusTCP(GB/T19582)、能耗協(xié)議等上傳的能耗實時數據,并進行匯總生成上報的能耗數據;

(3)支持從自動化信息系統(tǒng)通過OPC協(xié)議采集需要的能耗實時數據,并進行匯總生成上報的能耗數據;

(4)支持手工填報數據:對于不具備在線采集條件的數據,提供手工填報數據上傳;

(5)具有基礎數據處理、本地存儲功能,本地歷史數據可存儲6個月以上;

(6)可根據項目情況錄入企業(yè)基本信息、企業(yè)生產層級結構、計量器具檔案信息、端設備信息、數據采集項信息等各類基本信息;

(7)按照《NHJC-04-2018重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范-端設備接口協(xié)議規(guī)范》的要求往國家或省級平臺上傳數據;

(8)支持斷線緩存,保證數據的連續(xù)性;

(9)端設備平臺方便用戶使用、配置;

(10)支持人工補錄、遠程升級;

(11)用能數據集抄;

(12)數據上傳日志。

3.2 ANet系列能源網關

ANet系列能源網關,可將企業(yè)內分散的能源計量器具集中采集后上傳至端設備,滿足國家辦公、大型公共建筑、工業(yè)企業(yè)等能源管理系統(tǒng)中對于水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的能耗計量及分項數據采集需求,搭配簡單易用的數據配置軟件工具,可以快速配置所需采集數據及上傳數據等各項參數信息。 

3.2.1能源網關硬件參數

 3.2.2軟件功能

(1)支持多種儀表協(xié)議:支持DL/T645、GB/T19582-200(Modbus)、CJ/T188-2004等;

(2)ModbusTCP實時數據轉發(fā);

(3)分項計量Xml數據報文定時上傳;

(4)數據AES加密;

(5)斷點續(xù)傳;

(6)數據存儲;

(7)遠程配置及維護;

3.2.3相關報告及證書

(1)GB/T17626.2-2018《電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗》4級。

(2)GB/T17626.6-2017《電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度實驗》3級。

(3)GB/T17626.4-2018《電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》4級。

(4)GB/T17626.5-2019《電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗》4級。

(5)GB9254-2016《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》合格。

 

 

3.3設備選型

 4 企業(yè)端節(jié)能效果明顯

目前,重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在企業(yè)端的應用已經開始顯現效果。以潞寶焦化為例,通過接入平臺的在線監(jiān)測數據,結合企業(yè)實際情況,節(jié)能服務機構從設備運行、工藝管控、管理策略3個方面進行優(yōu)化。設備運行方面,利用節(jié)電器、電容精確補償等節(jié)能設備,每年取得了31.4萬元的節(jié)能效益;工藝管控方面,通過對潞寶焦化的生產設備進行精準控制,對工藝及工序運行狀況進行在線診斷分析,對各工序產能效力匹配進行優(yōu)化,實現了每年82.6萬元的節(jié)能效益;管理策略方面,通過對潞寶焦化能耗數據的統(tǒng)計分析,建立了重點設備、工序、工段、車間班組及產量監(jiān)測考核體系,監(jiān)測用電結構變化適時優(yōu)化繳費策略,實現了每年155.9萬元的節(jié)能效益。通過以上3方面的優(yōu)化,每年可為潞寶焦化節(jié)省269.9萬元的能源費用,節(jié)能效果顯zhu。

【參考文獻】

[1]國務院.“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案[EB/OL].2016.

[2]姜過水,宋晨希.長治市重點用能單位能耗在線監(jiān)測做法與經驗[J].中國能源,2018,40(06):28-29+45.

[3]安科瑞重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng).2020.10版 

 

作者簡介:劉細鳳,女,本科,現就職于安科瑞電氣股份有限公司