淺談區(qū)域能耗在線監(jiān)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(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的階段，能源消耗強度較高，消費規(guī)模不斷擴大，能源問題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要因素，解決能源問題根本出路在于開發(fā)與節(jié)能并舉，節(jié)約優(yōu)先的方針，大力推進節(jié)能降耗，提高能源利用率。隨著各地區(qū)節(jié)能壓力和難度的逐漸增大，節(jié)能降耗的任務十分艱巨。區(qū)域能源信息平臺的建設，提高了整個區(qū)域節(jié)能降耗工作的效率和成效，為加強節(jié)能管理、提高能源利用效率、實現(xiàn)“十二五”節(jié)能目標提供了有力支持。

 

2 國內外區(qū)域能源管理平臺建設現(xiàn)狀

2.1 國內外區(qū)域能源管理現(xiàn)狀

      長時間以來能源短缺一直是困擾各國的主要問題。節(jié)能可以緩解能源瓶頸制約，促進經(jīng)濟發(fā)展，是當前一項為緊迫的任務。關于節(jié)能降耗與信息化的聯(lián)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(jié)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(jié)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(jiān)測系統(tǒng)。*的管理方法和經(jīng)驗值得我們借鑒和學習。

 

2.2 我國能源政策

      我國已將節(jié)能減排作為一項長時間國策擺在突出重要的地位。陸續(xù)出臺了相關政策法規(guī)以及一系列行政和經(jīng)濟手段。針對能源監(jiān)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(jiān)測平臺建設。

2011年5月，國家工信部發(fā)布《關于建立工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)的通知》（工信部節(jié)[2011]237號）提及，“部決定組織工業(yè)和信息化系統(tǒng)建設工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)”，“建設面向各地區(qū)、相關重監(jiān)測樣本企業(yè)的工業(yè)節(jié)能減排監(jiān)測信息系統(tǒng)，應用信息網(wǎng)絡技術匯總監(jiān)測相關數(shù)據(jù)，服務于國家及各省市工業(yè)節(jié)能與綜合利用領域政策擬訂、規(guī)劃編制、標準制定、行業(yè)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(jié)能管理工作的指導性意見。江蘇省在《關于進一步加強節(jié)能工作的意見》中提出“建設重耗能企業(yè)能耗信息平臺”，蘇州市則在《關于進一步加強節(jié)能工作的實施意見》中提出“研究開發(fā)節(jié)能監(jiān)測平臺，推進節(jié)能降耗監(jiān)測體系建設”。

 

3 平臺特點

      針對區(qū)域的能耗在線監(jiān)測與能源管理平臺，適用于政府節(jié)能主管部門，從監(jiān)測和管理兩個層面，實現(xiàn)政府對所轄行政地區(qū)的能源消費的在線監(jiān)測，按能耗的區(qū)域、種類和趨勢進行統(tǒng)計分析。對所轄行政地區(qū)的重能耗行業(yè)與重耗能企業(yè)的能耗需求進行統(tǒng)計監(jiān)測，對本轄區(qū)開展的節(jié)能減排改造項目實施跟蹤，對節(jié)能量以及溫室氣體減排量進行核算監(jiān)測。為制定節(jié)能減排策略提供可靠的數(shù)據(jù)支撐和科學的技術保障。

 

3.1 系統(tǒng)架構

      平臺系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)的采集，在分區(qū)域、分行業(yè)、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(tǒng)批量對接等，對用能單位各類能源消耗信息、產(chǎn)品及經(jīng)濟信息等進行采集。傳輸層是選擇經(jīng)濟合理的數(shù)據(jù)傳輸方式，將數(shù)據(jù)傳輸至中心平臺；應用層實現(xiàn)對能耗數(shù)據(jù)進行分區(qū)域、分行業(yè)的系統(tǒng)分析、對比、潛力分析等，為優(yōu)化區(qū)域能源分布、能源結構，合理推廣節(jié)能技術，科學制定節(jié)能策略提供必要的輔助決策。

 

3.2 系統(tǒng)功能

      平臺是通過對企業(yè)、公建、居民社區(qū)等用能單位，安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸?shù)仁侄螌崟r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對用能單位能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能。平臺系統(tǒng)的主要應用功能如下：能耗地圖分析系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計系統(tǒng)、能耗分析與輔助決策系統(tǒng)、能源管理與技術輔助系統(tǒng)、碳排放在線管理系統(tǒng)、能耗配額管理系統(tǒng)。

 

3.3 平臺優(yōu)勢

      該平臺具有以下優(yōu)勢：綜合能耗管理、數(shù)據(jù)實時化與全化、結合GIS平臺、建立節(jié)能技術數(shù)據(jù)庫。

 

4 區(qū)域平臺建設要點

4.1 平臺建設具體需求

      區(qū)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(shù)據(jù)在線監(jiān)測網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)平臺對能源在線監(jiān)測的采集；

      ②建立能耗在線監(jiān)測管理軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對區(qū)域各用能單位的能源生產(chǎn)和使用的在線采集與監(jiān)測、統(tǒng)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(jiān)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(jié)能潛力，合理制定節(jié)能減排策略，及時發(fā)布能耗預警與政府調控信息等。

      （2）功能性需求

      ①全面監(jiān)測區(qū)域能耗數(shù)據(jù)；

      ②區(qū)域化和分行業(yè)管理能耗；

      ③融合區(qū)域現(xiàn)有信息化資源；

      ④建立能耗數(shù)據(jù)庫和節(jié)能技術數(shù)據(jù)庫；

      ⑤科學分析與合理決策；

      ⑥實現(xiàn)政府企業(yè)共同管理。

      （3）性能需求

      ①系統(tǒng)性能需求；

      ②系統(tǒng)可靠性要求，系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)域政府，要為信息化體系建立可靠的安全災備系統(tǒng)，關注防病毒、防火墻、入侵檢測、漏洞掃描等系統(tǒng)建設。

 

4.2 平臺建設需要注意的環(huán)節(jié)

      區(qū)域平臺建設是一個復雜的過程，需特別注意以下幾個環(huán)節(jié)：

      （1）平臺軟件系統(tǒng)的設計需要結合區(qū)域現(xiàn)有地理信息庫、法人庫、能耗數(shù)據(jù)庫等基礎。

      （2）安裝監(jiān)測表具采集用能單位的能源消費數(shù)據(jù)的方法；

      （3）與用能單位現(xiàn)有信息化系統(tǒng)（包括能耗數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)等）進行數(shù)據(jù)對接；

      （4）與能源供應商的現(xiàn)有系統(tǒng)對接，采集對應的能源消費數(shù)據(jù)；

 

4.3 建設實施要點

      （1）把握平臺實施的總體部署區(qū)域能源管理平臺作為一個先進的能耗統(tǒng)計和監(jiān)管網(wǎng)絡，支持多種格式的各類信息發(fā)布查詢與處理，既要充分利用各相關部門的現(xiàn)有系統(tǒng)，又要發(fā)揮信息化的優(yōu)勢和價值，實現(xiàn)能耗統(tǒng)計系統(tǒng)和節(jié)能信息管理系統(tǒng)的協(xié)調配合。

      （2）平臺實施的安全管理能源信息系統(tǒng)存在著大量的重要數(shù)據(jù)和信息資料，很多數(shù)據(jù)已經(jīng)納入國防戰(zhàn)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(jiān)測系統(tǒng)

5.1系統(tǒng)概述

      工業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個集成Intranet/Internet網(wǎng)絡技術、GPRS無線傳輸技術、Web Service軟件技術、數(shù)據(jù)庫技術等于一體的大型數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)為管理者、各級能耗內部用戶、瀏覽者提供了一個訪問的網(wǎng)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(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)應用為政府管理部門、企業(yè)生產(chǎn)管理、計量管理、節(jié)能管理提高到一個新的高度，是我們對節(jié)能減排、節(jié)能降耗實現(xiàn)的一種行之有效的解決方案。

能源組成及監(jiān)測內容：

圖1 能源組成

 

圖2 監(jiān)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(jiān)測其用電量，對于大耗電設備監(jiān)測其電流、電壓及功率因數(shù)等信息。

      配電類：采集6kv/10kv配電開關設備、變壓器，狀態(tài)信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、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(huán)境參數(shù)：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(tǒng)框架

圖3 系統(tǒng)框架

      (1)能源消費管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以對重用能企業(yè)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(shù)據(jù)進行整理存儲，為匯總分析和上報作數(shù)據(jù)支持。

      (2)能源利用狀況信息報送系統(tǒng)

      重用能企業(yè)可通過該系統(tǒng)將企業(yè)本年度的《能源利用狀況報告》，報送至市節(jié)能監(jiān)察中心，經(jīng)初審核后，上傳至省節(jié)能監(jiān)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(tǒng)

利用重用能單位能耗數(shù)據(jù)，對企業(yè)用能狀況進行分析評價，查找問題。為政府節(jié)能管理部門掌握、分析信息和研究節(jié)能改造并制定相關政策措施提供科學的依據(jù)和平臺。

      (4)決策服務和專家咨詢服務系統(tǒng)

系統(tǒng)提供直觀、簡明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務。對重用能企業(yè)的能耗進行科學、合理的咨詢指導，幫助重用能企業(yè)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(tǒng)

通過系統(tǒng)全面掌握重用能企業(yè)能源購置、使用、消耗及生產(chǎn)情況，對企業(yè)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(shù)據(jù)挖掘分析，實現(xiàn)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(jié)能監(jiān)察及信息發(fā)布、法律法規(guī)知識培訓系統(tǒng)：

通過該系統(tǒng)平臺，可對省重耗能企業(yè)做全面節(jié)能監(jiān)察工作；發(fā)布節(jié)能法律法規(guī)標準以及能源基礎知識、能源統(tǒng)計知識、節(jié)能監(jiān)測方法等資料；處理日常節(jié)能管理工作相關的公文、通知、公告等。

 

5.3系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

       系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信息從各個企業(yè)的能源監(jiān)控中心采集到后臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，經(jīng)分析與處理，提供分析預測和預警功能。同時通過門戶網(wǎng)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(tǒng)結構

5.4能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品選型

參考文獻

[1]李軍.我國能源管理現(xiàn)狀及思考[J].技術與創(chuàng)新管理,2011, 32(6):634-637.

[2]郭菊花，淺談區(qū)域能耗在線監(jiān)測與能源管理平臺建設.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.