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淺談區域能耗在線監測與能源管理平臺建設與應用
更新時間：2021-06-04點擊次數：1711次
淺談區域能耗在線監測與能源管理平臺建設與應用
摘要：能源問題一直以來都受到人類社會的廣泛關注。我國的能源結構以煤為主，煤炭的消費占70%左右，并且其消費量及所占比例還會有所增加[1]。化石燃料的使用是CO2等溫室氣體增加的主要來源，而氣候變化的誘因是碳排放，因此氣候變化的實質問題也是能源問題。
關鍵詞：能耗；能源管理平臺建設
1 引言
目前我國正處于工業化和城鎮化加速發展的階段，能源消耗強度較高，消費規模不斷擴大，能源問題已經成為制約經濟和社會發展的重要因素，解決能源問題根本出路在于開發與節能并舉，節約優先的方針，大力推進節能降耗，提高能源利用率。隨著各地區節能壓力和難度的逐漸增大，節能降耗的任務十分艱巨。區域能源信息平臺的建設，提高了整個區域節能降耗工作的效率和成效，為加強節能管理、提高能源利用效率、實現“十二五”節能目標提供了有力支持。
2 國內外區域能源管理平臺建設現狀
2.1 國內外區域能源管理現狀
長時間以來能源短缺一直是困擾各國的主要問題。節能可以緩解能源瓶頸制約，促進經濟發展，是當前一項為緊迫的任務。關于節能降耗與信息化的聯系，國內很多學者都進行過探討和研究。同時國外在樓宇自控方面技術相對成熟，建立了相對成熟的建筑節能評估方法和標準，另外在政策上鼓勵開設能源服務公司，建筑節能改造市場化程度比較高，政府也組織一些城市大型公建能耗監測系統。*的管理方法和經驗值得我們借鑒和學習。
2.2 我國能源政策
我國已將節能減排作為一項長時間國策擺在突出重要的地位。陸續出臺了相關政策法規以及一系列行政和經濟手段。針對能源監測平臺的建設，國家各部委及部分地方政府也紛紛出臺相關政策，推動監測平臺建設。
2011年5月，國家工信部發布《關于建立工業節能減排信息監測系統的通知》（工信部節[2011]237號）提及，“部決定組織工業和信息化系統建設工業節能減排信息監測系統”，“建設面向各地區、相關重監測樣本企業的工業節能減排監測信息系統，應用信息網絡技術匯總監測相關數據，服務于國家及各省市工業節能與綜合利用領域政策擬訂、規劃編制、標準制定、行業研究、形勢分析等相關工作。”江蘇省蘇州市各級主管部門近期也提出了利用信息化手段加強節能管理工作的指導性意見。江蘇省在《關于進一步加強節能工作的意見》中提出“建設重耗能企業能耗信息平臺”，蘇州市則在《關于進一步加強節能工作的實施意見》中提出“研究開發節能監測平臺，推進節能降耗監測體系建設”。
3 平臺特點
針對區域的能耗在線監測與能源管理平臺，適用于政府節能主管部門，從監測和管理兩個層面，實現政府對所轄行政地區的能源消費的在線監測，按能耗的區域、種類和趨勢進行統計分析。對所轄行政地區的重能耗行業與重耗能企業的能耗需求進行統計監測，對本轄區開展的節能減排改造項目實施跟蹤，對節能量以及溫室氣體減排量進行核算監測。為制定節能減排策略提供可靠的數據支撐和科學的技術保障。
3.1 系統架構
平臺系統采用國際上比較成熟的FEA架構，它是電子政務總體框架的*。系統從邏輯上分為三層：感知層、傳輸層和應用層。
感知層主要是對能耗數據的采集，在分區域、分行業、分類別思路的基礎上，采用智能終端采集器具，結合人工填報、相關信息系統批量對接等，對用能單位各類能源消耗信息、產品及經濟信息等進行采集。傳輸層是選擇經濟合理的數據傳輸方式，將數據傳輸至中心平臺；應用層實現對能耗數據進行分區域、分行業的系統分析、對比、潛力分析等，為優化區域能源分布、能源結構，合理推廣節能技術，科學制定節能策略提供必要的輔助決策。
3.2 系統功能
平臺是通過對企業、公建、居民社區等用能單位，安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段實時采集能耗數據，實現對用能單位能耗的在線監測和動態分析功能。平臺系統的主要應用功能如下：能耗地圖分析系統、能耗監測系統、能耗統計系統、能耗分析與輔助決策系統、能源管理與技術輔助系統、碳排放在線管理系統、能耗配額管理系統。
3.3 平臺優勢
該平臺具有以下優勢：綜合能耗管理、數據實時化與全化、結合GIS平臺、建立節能技術數據庫。
4 區域平臺建設要點
4.1 平臺建設具體需求
區域平臺建設所需的具體需求包括：
（1）總體需求
①搭建能耗數據在線監測網絡體系，實現平臺對能源在線監測的采集；
②建立能耗在線監測管理軟件系統，實現對區域各用能單位的能源生產和使用的在線采集與監測、統計分析、能效分析、潛力分析等，
③建設能源信息管理中心，實時監測并存儲能源消耗狀況，智能分析能源消耗強度，對比分析能源消耗效率，科學分析節能潛力，合理制定節能減排策略，及時發布能耗預警與政府調控信息等。
（2）功能性需求
①全面監測區域能耗數據；
②區域化和分行業管理能耗；
③融合區域現有信息化資源；
④建立能耗數據庫和節能技術數據庫；
⑤科學分析與合理決策；
⑥實現政府企業共同管理。
（3）性能需求
①系統性能需求；
②系統可靠性要求，系統需要具有較高的可靠性、可控性，能擔當和適應不間斷運行任務；
③其他性能需求，包括：系統先進性、實時性(響應時間)、可靠性、可維護性、實用性、安全性、可擴充性等方面。
（4）安全保密需求
作為區域政府，要為信息化體系建立可靠的安全災備系統，關注防病毒、防火墻、入侵檢測、漏洞掃描等系統建設。
4.2 平臺建設需要注意的環節
區域平臺建設是一個復雜的過程，需特別注意以下幾個環節：
（1）平臺軟件系統的設計需要結合區域現有地理信息庫、法人庫、能耗數據庫等基礎。
（2）安裝監測表具采集用能單位的能源消費數據的方法；
（3）與用能單位現有信息化系統（包括能耗數據、經濟數據、產品數據等）進行數據對接；
（4）與能源供應商的現有系統對接，采集對應的能源消費數據；
4.3 建設實施要點
（1）把握平臺實施的總體部署區域能源管理平臺作為一個先進的能耗統計和監管網絡，支持多種格式的各類信息發布查詢與處理，既要充分利用各相關部門的現有系統，又要發揮信息化的優勢和價值，實現能耗統計系統和節能信息管理系統的協調配合。
（2）平臺實施的安全管理能源信息系統存在著大量的重要數據和信息資料，很多數據已經納入國防戰略信息范圍，需要重管理和防護。平臺的管理單位需對平臺實施進行嚴格的管理。
5 安科瑞重用能單位能耗在線監測系統
5.1系統概述
工業能耗在線監測系統是一個集成Intranet/Internet網絡技術、GPRS無線傳輸技術、Web Service軟件技術、數據庫技術等于一體的大型數據綜合管理系統。系統為管理者、各級能耗內部用戶、瀏覽者提供了一個訪問的網絡通道，搭建了一個合理、高效的信息傳輸平臺和管理平臺。工業能耗在線監測系統的開發應用為政府管理部門、企業生產管理、計量管理、節能管理提高到一個新的高度，是我們對節能減排、節能降耗實現的一種行之有效的解決方案。
能源組成及監測內容：
圖1 能源組成
圖2 監測內容
用電類：采集采暖、鍋爐、空調、制冷、照明、辦公、電梯、水泵、風機、通風機等耗電設備的用電信息。主要監測其用電量，對于大耗電設備監測其電流、電壓及功率因數等信息。
配電類：采集6kv/10kv配電開關設備、變壓器，狀態信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能質量、電能量等。
用水：自來水和蒸汽；采集具有485通訊功能的智能熱量表、蒸汽流量計、水表等；
用氣：煤氣、天然氣；采集具有485通訊功能燃氣表；
環境參數：采集具有485通訊功能的溫度/濕度計；采暖空調供回水溫度；
5.2系統框架
圖3 系統框架
(1)能源消費管理系統：該系統可以對重用能企業煤、電、油、氣、熱、水等能源和耗能工質進行定期錄入和實時采集，并將收集到的能耗數據進行整理存儲，為匯總分析和上報作數據支持。
(2)能源利用狀況信息報送系統
重用能企業可通過該系統將企業本年度的《能源利用狀況報告》，報送至市節能監察中心，經初審核后，上傳至省節能監察總隊審核，而后上報國家有關部門。
(3)單位能耗水平識別評價系統
利用重用能單位能耗數據，對企業用能狀況進行分析評價，查找問題。為政府節能管理部門掌握、分析信息和研究節能改造并制定相關政策措施提供科學的依據和平臺。
(4)決策服務和專家咨詢服務系統
系統提供直觀、簡明、快捷的數據信息查詢和決策支持服務。對重用能企業的能耗進行科學、合理的咨詢指導，幫助重用能企業做出及時、正確、可行、有效的解決方案。
(5)能耗預測、能源安全預警系統
通過系統全面掌握重用能企業能源購置、使用、消耗及生產情況，對企業的用能情況進行綜合的評判和分析，對比同期值和限定值，對能耗超標情況予以預警提示。
在全面獲取能源使用的基礎上，進行數據挖掘分析，實現能耗的功能，為政府相關部門的宏觀決策提供支撐體系。
(6)節能監察及信息發布、法律法規知識培訓系統：
通過該系統平臺，可對省重耗能企業做全面節能監察工作；發布節能法律法規標準以及能源基礎知識、能源統計知識、節能監測方法等資料；處理日常節能管理工作相關的公文、通知、公告等。
5.3系統網絡結構
系統把數據信息從各個企業的能源監控中心采集到后臺的數據庫系統，經分析與處理，提供分析預測和預警功能。同時通過門戶網站、無線終端等手段為省、市領導以及相關委辦局提供了多方位、可視化的便捷服務。
圖4 系統結構
5.4能耗監測系統產品選型
參考文獻
[1]李軍.我國能源管理現狀及思考[J].技術與創新管理,2011, 32(6):634-637.
[2]郭菊花，淺談區域能耗在線監測與能源管理平臺建設.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.
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