探討雙碳背景下能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應(yīng)用及監(jiān)控產(chǎn)品選型

1、引言

開(kāi)展重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，是黨國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、市場(chǎng)監(jiān)管總局先后印發(fā)《重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》等多項(xiàng)政策文件，推進(jìn)全國(guó)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。

福建省于2018年4月啟動(dòng)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作，截至2022年3月，已有820余家重點(diǎn)用能企業(yè)完成接入端系統(tǒng)建設(shè)并與省級(jí)平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)，將能源消費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至升級(jí)平臺(tái)，基本達(dá)到重點(diǎn)用能企業(yè)全覆蓋監(jiān)測(cè)。目前所監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)用能企業(yè)能源消費(fèi)量已占到全省規(guī)上工業(yè)企業(yè)能源消費(fèi)總量的90%以上。本文在總結(jié)福建省重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展的基礎(chǔ)上，研究分析在系統(tǒng)在政府部門(mén)和企業(yè)中的應(yīng)用方向和初步成效，為促進(jìn)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展提出有益的思考。

2、福建省能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展

2.1加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，推動(dòng)省級(jí)平臺(tái)建設(shè)

在省級(jí)平臺(tái)建設(shè)上，福建省結(jié)合自身實(shí)際，積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+節(jié)能"服務(wù)新模式，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，完成能耗監(jiān)測(cè)、能效對(duì)標(biāo)、節(jié)能管理、計(jì)量管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、建模分析應(yīng)用、能源數(shù)據(jù)可視化等功能模塊開(kāi)發(fā)并部署上線運(yùn)行，初步建成一套集數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、建模預(yù)測(cè)、流程管理、圖譜展示等功能為一體的全省“能源管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)"。省級(jí)平臺(tái)已于2021年9月完成全部建設(shè)內(nèi)容，并通過(guò)了省發(fā)改委的竣工驗(yàn)收評(píng)審。

2.2推進(jìn)制度建設(shè)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及企業(yè)、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)等各方職責(zé)和法律責(zé)任，保障系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3強(qiáng)化技術(shù)支撐，提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量

為保障上傳至省級(jí)平臺(tái)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，福建省首先做好事前接入端系統(tǒng)源頭監(jiān)管，編制了《企業(yè)端系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案》，并建立完善方案評(píng)審工作機(jī)制，嚴(yán)格技術(shù)方案評(píng)審，確保方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性,從監(jiān)測(cè)邊界、監(jiān)測(cè)方式、軟硬件配置、運(yùn)維管理等方面統(tǒng)一了接入端建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化和合規(guī)性，夯實(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量建設(shè)基礎(chǔ)。同時(shí)，強(qiáng)化事后監(jiān)管，在全國(guó)制定了《工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》的地方標(biāo)準(zhǔn)，從完整性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性、可驗(yàn)證性、有效性、規(guī)范性等六方面對(duì)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，督促不符合要求的企業(yè)及時(shí)整改，保障各企業(yè)上傳數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

3、能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在節(jié)能管理中的應(yīng)用

福建省重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要建設(shè)包括政府網(wǎng)站統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)提供的架構(gòu)，為社會(huì)公眾提供節(jié)能和計(jì)量宣傳服務(wù)。本文對(duì)于系統(tǒng)的部分功能在節(jié)能管理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1服務(wù)于政府部門(mén)能耗雙控工作

以往節(jié)能主管部門(mén)一般只能通過(guò)企業(yè)填報(bào)能源利用狀況報(bào)告、節(jié)能監(jiān)察、能源審計(jì)、節(jié)能診斷等方式掌握企業(yè)歷史能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，具有嚴(yán)重的滯后性和不全面性。能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，使第一季度泉州陶瓷行業(yè)受春節(jié)假期影響，行業(yè)總能耗呈U型波動(dòng)趨勢(shì)，其中2月份總能耗相比1月份環(huán)比下降約60%，3月份開(kāi)始逐步恢復(fù)到1月初能耗水平。

3.2服務(wù)于政府部門(mén)能源消費(fèi)預(yù)測(cè)分析工作

通過(guò)匯聚各重點(diǎn)用能企業(yè)能源消費(fèi)的海量大數(shù)據(jù)，能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)構(gòu)建多種模型，可以用于全省、行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)間的能耗和能效數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分析。模型的有效性依賴(lài)于用于模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)總量和數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量，所以在構(gòu)建模型之前，需要系統(tǒng)提供足夠多和足夠好的數(shù)據(jù)。圖3是系統(tǒng)對(duì)某周期性生產(chǎn)企業(yè)能源消費(fèi)的預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖，可以看出該模型較好地預(yù)測(cè)了企業(yè)未來(lái)能源消費(fèi)趨勢(shì)。

3.3服務(wù)于企業(yè)間能效對(duì)標(biāo)工作

能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，打破單一企業(yè)能效指標(biāo)的信息壁壘，通過(guò)采集各企業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，測(cè)算不同企業(yè)單位產(chǎn)品能耗等指標(biāo)，并進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析，為能效水平較低的企業(yè)查找原因，提出節(jié)能診斷意見(jiàn)建議。

3.4服務(wù)于企業(yè)能源精細(xì)化管理

在推進(jìn)企業(yè)能源精細(xì)化管理方面，福建省通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)資金引導(dǎo)，已幫扶50余家企業(yè)開(kāi)展二級(jí)、三級(jí)能耗在線監(jiān)測(cè)建設(shè)，助力企業(yè)提升能源管理精細(xì)化水平，深挖自身節(jié)能潛力。隨著能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入，各重點(diǎn)用能企業(yè)的信息化節(jié)能意識(shí)不斷提高，節(jié)能改造意愿不斷增強(qiáng)。如福建省某有色金屬冶煉企業(yè)按照自己的需求展開(kāi)系統(tǒng)應(yīng)用，購(gòu)置配備大量智能化采集儀表設(shè)備，把能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為能源管理支撐系統(tǒng)，指導(dǎo)日常生產(chǎn)和管理考核；某水泥生產(chǎn)企業(yè)在新能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推進(jìn)過(guò)程中，建設(shè)符合自身需求的智慧工業(yè)能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泥的燒成溫度、窯尾溫度、系統(tǒng)壓力等關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整，有效地提高生產(chǎn)效率和能源利用效率，單位熟料綜合能耗下降2.1kgce/t，年節(jié)約能耗達(dá)到4000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。通過(guò)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推動(dòng)，越來(lái)越多的重點(diǎn)用能企業(yè)逐漸接受了信息化節(jié)能的理念，將持續(xù)加大投入，構(gòu)建更加完善的能源管理平臺(tái)。

3.5服務(wù)于節(jié)能監(jiān)督管理工作

通過(guò)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立了政府監(jiān)管部門(mén)通過(guò)企業(yè)上報(bào)材料，及時(shí)、便捷地完成了書(shū)面監(jiān)察工作。

3.6服務(wù)于用能權(quán)交易和碳排放交易工作

當(dāng)前，全國(guó)碳排放交易和部分用能權(quán)交易試點(diǎn)省份的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于企業(yè)自查和極大地降低數(shù)據(jù)造假的可行性和數(shù)據(jù)核查成本，使用能權(quán)交易和碳排放交易市場(chǎng)更加公平、公正、透明、高效。

3.7服務(wù)于節(jié)能宣傳培訓(xùn)工作

通過(guò)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以開(kāi)展節(jié)能法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、節(jié)能動(dòng)態(tài)等宣傳；推廣先進(jìn)節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)；征集企業(yè)意見(jiàn)建議等。

4、推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用的思考

在“碳達(dá)峰碳中和"背景下，節(jié)能管理工作將越來(lái)越重要，在其中應(yīng)用信息化技術(shù)也已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。盡管福建省能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用已取得初步成效，但也依然存在一些問(wèn)題，如企業(yè)主體責(zé)任意識(shí)不夠強(qiáng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高、技術(shù)規(guī)范不夠全面、政策法規(guī)宣傳不夠到位等問(wèn)題，需要進(jìn)一步推進(jìn)解決。

4.1持續(xù)提升在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量

數(shù)據(jù)質(zhì)量是能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的生命線，也是系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。從相關(guān)法律法規(guī)、部門(mén)規(guī)章等規(guī)定均要求重點(diǎn)用能企業(yè)落實(shí)主體責(zé)任。重點(diǎn)用能企業(yè)應(yīng)提升對(duì)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，建立健全系統(tǒng)管理制度，按要求做好系統(tǒng)的日常維護(hù)，確保接入端設(shè)備正常運(yùn)行,自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、完整、準(zhǔn)確。政府部門(mén)應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)維力度，采用能源計(jì)量審查、節(jié)能監(jiān)察等手段，依法依規(guī)督促數(shù)據(jù)質(zhì)量異常的企業(yè)及時(shí)整改，督促重點(diǎn)用能企業(yè)按要求配齊能源計(jì)量器具。

4.2健全能耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

為了規(guī)范和指導(dǎo)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作，國(guó)家已推出電力、鋼鐵、石油化工等三個(gè)行業(yè)的采集指南，但其他行業(yè)的采集指南仍然缺失。我省能耗在線監(jiān)測(cè)建設(shè)工作涉及行業(yè)較多，如化工、化纖、紡織、印染等重點(diǎn)用能行業(yè)仍缺乏行業(yè)采集指南，對(duì)相關(guān)行業(yè)推廣二、三級(jí)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用產(chǎn)生了技術(shù)壁壘。建議持續(xù)推進(jìn)相關(guān)行業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為推進(jìn)重點(diǎn)用能企業(yè)能源精細(xì)化管理提供統(tǒng)一的技術(shù)支撐。

4.3加強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用的宣傳推廣

加強(qiáng)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用宣傳，開(kāi)展能耗在線監(jiān)測(cè)典型案例征集工作，遴選重點(diǎn)行業(yè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量好、系統(tǒng)應(yīng)用成效顯著的企業(yè)，形成一批可借鑒、可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)進(jìn)行宣傳推介，帶動(dòng)全省能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)示范作用，全面營(yíng)造政策引導(dǎo)、全社會(huì)參與的良好氛圍，共同推進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)。

5、平臺(tái)概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶(hù)端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對(duì)用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶(hù)可按照政府管理節(jié)能工作的部門(mén)報(bào)送能源審計(jì)報(bào)告。

6、應(yīng)用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-5000建筑能耗分析系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分?jí)、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

8、系統(tǒng)功能

1）系統(tǒng)概況

平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

2）用能概況

對(duì)建筑、部門(mén)、區(qū)域、支路、分類(lèi)分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗同環(huán)比對(duì)比。

3）用能統(tǒng)計(jì)

  對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類(lèi)能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

4）復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

5）同比分析

對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

6）能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內(nèi)各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

7）配電監(jiān)測(cè)/管網(wǎng)圖

 以變電站配電結(jié)構(gòu)一次圖或建筑水、燃?xì)夤芫W(wǎng)圖展示結(jié)構(gòu)中各重要節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，方便用戶(hù)掌握能源運(yùn)行時(shí)參數(shù)。

8）夜間能耗分析

  夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

 9）三維展示

  通過(guò)3D圖形方式展示項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)模擬圖，以更直觀的方式對(duì)項(xiàng)目中建筑或設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。

10）設(shè)備管理

設(shè)備管理包括，設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

11）用戶(hù)報(bào)告

用戶(hù)報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì)，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結(jié)果，針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

9、系統(tǒng)硬件配置

10、結(jié)語(yǔ)

本建設(shè)重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是貫徹落實(shí)黨政府部門(mén)加強(qiáng)節(jié)能管理、用能單位提高能源管理精細(xì)化水平的重要途徑。通過(guò)近4年來(lái)的不斷推動(dòng)，福建省已基本建成了覆蓋全省重點(diǎn)用能企業(yè)的能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在能耗雙控、能源消費(fèi)預(yù)測(cè)分析、企業(yè)能效對(duì)標(biāo)、企業(yè)能源精細(xì)化管理、節(jié)能監(jiān)督、用能權(quán)交易、節(jié)能宣傳培訓(xùn)等方面得到了初步應(yīng)用，取得了一定的成效。下一步，應(yīng)著力解決企業(yè)主體責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高等問(wèn)題，進(jìn)一步提升能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用水平，服務(wù)于全省節(jié)能工作大局。

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