淺析(xi)安科瑞能耗遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統在工(gong)業節能中(zhong)的應用(yong)

安科瑞電氣(qi)股(gu)份有限(xian)公(gong)司(si) 上海(hai)嘉(jia)定(ding) 201801

摘(zhai)要(yao)：為保(bao)證(zheng)企業實(shi)現(xian)節能減排目(mu)標，設(she)計和使用(yong)遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統勢在必(bi)行。遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統是(shi)基(ji)於(yu)傳(chuan)感器與網(wang)絡(luo)技(ji)術的優勢，在企業區(qu)域(yu)各(ge)個位置(zhi)針對(dui)性安裝傳(chuan)感器，對(dui)實(shi)時(shi)數(shu)據進行采集、編碼(ma)傳輸(shu)到(dao)遠(yuan)程(cheng)管理系(xi)統。遠(yuan)程(cheng)管理系(xi)統對(dui)采(cai)集的數(shu)據進行分析(xi)，計(ji)算出生(sheng)產(chan)性能指標指導(dao)運(yun)行(xing)人員(yuan)優化(hua)運(yun)行(xing)。

關(guan)鍵(jian)詞：工(gong)業；遠(yuan)程(cheng)；在線(xian)；監(jian)測(ce)系(xi)統；技術
0前言

近(jin)年(nian)來(lai)，我(wo)國工(gong)業化(hua)、城(cheng)鎮(zhen)化(hua)進(jin)程(cheng)明顯(xian)加快(kuai)，消(xiao)費(fei)結(jie)構快(kuai)速升級(ji)，對(dui)能(neng)源需求(qiu)旺盛(sheng)，經濟(ji)發展與環(huan)境保護(hu)矛(mao)盾(dun)突(tu)出。提(ti)高(gao)能(neng)源利用(yong)率，在環(huan)境友好的情(qing)況下(xia)進行社會發展已成為(wei)策(ce)略(lve)和社會(hui)共(gong)識(shi)。根(gen)據(ju)“十(shi)三(san)五(wu)"發展規劃，到(dao)2020年(nian)，全(quan)元國內(nei)生(sheng)產(chan)總值能耗比(bi)2015年(nian)下(xia)降(jiang)15%，能(neng)源消(xiao)費(fei)總(zong)量控制在50億tce以內(nei)，節能減排工(gong)作任重(zhong)道(dao)遠(yuan)。

1遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)技(ji)術應用(yong)現狀

目(mu)前，遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)技(ji)術的應用(yong)仍(reng)有壹(yi)定(ding)的局限(xian)性，在燃(ran)油(you)、燃(ran)氣等(deng)企業還未(wei)有效全(quan)面鋪(pu)開，尚未(wei)全(quan)面涵蓋到(dao)地(di)方監(jian)督管理層，且(qie)未(wei)專(zhuan)門(men)針(zhen)對(dui)既(ji)有(you)鍋(guo)爐等設(she)備特性進壹(yi)步深化(hua)與(yu)集成創(chuang)新(xin)。因(yin)此，深(shen)入(ru)探(tan)究工(gong)業遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統具有(you)十分(fen)重(zhong)要(yao)的現實(shi)意(yi)義(yi)。

2解(jie)決方案

2.1數(shu)據采集層面

采用MODBUS通訊(xun)協(xie)議完(wan)成對(dui)能(neng)耗數(shu)據的采集，將數(shu)據以壓縮加密(mi)方(fang)式(shi)通過(guo)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸到(dao)能耗在線(xian)監(jian)測(ce)預(yu)警(jing)平(ping)臺(tai)數(shu)據服(fu)務(wu)器。由於數(shu)據采集具備(bei)斷點(dian)續傳(chuan)功能(neng)，保(bao)證(zheng)了(le)采集數(shu)據的實(shi)時(shi)性和可(ke)靠(kao)性。企業內(nei)部(bu)采用(yong)二級(ji)采集方式(shi)：壹(yi)級(ji)面向(xiang)各級(ji)生(sheng)產(chan)系(xi)統，二級為能耗系(xi)統（見圖1）。

圖1數(shu)據采集方式(shi)

2.2數(shu)學分析(xi)層面

運(yun)用(yong)大數(shu)據、雲計算及建(jian)模(mo)技(ji)術解(jie)決系(xi)統數(shu)據量大、運(yun)算(suan)邏輯(ji)復(fu)雜、預測(ce)不(bu)準等問題。對(dui)系(xi)統數(shu)據量，首(shou)先(xian)要(yao)解(jie)決存儲(chu)問(wen)題，然後(hou)是(shi)查詢(xun)、檢索(suo)及加工(gong)（處理(li)）等(deng)。遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統包含(han)壹(yi)系(xi)列大數(shu)據處理(li)工(gong)具和方法(fa)，通過(guo)對(dui)數(shu)據的研究，將發現的問題和規律(lv)應用(yong)到(dao)相關(guan)領域。此外(wai)，雲計(ji)算技術也將改(gai)變整(zheng)個信(xin)息(xi)產(chan)業的生(sheng)態環(huan)境，如(ru)基(ji)礎設(she)施(shi)、計(ji)算(suan)機(ji)、網(wang)絡(luo)設(she)備、及軟(ruan)件等(deng)。
2.3統壹(yi)平(ping)臺(tai)層面

系(xi)統基於管控壹(yi)體(ti)化(hua)信(xin)息(xi)平(ping)臺(tai)，采(cai)用分布式(shi)部(bu)署(shu)方(fang)式(shi)。在整(zheng)體需(xu)求(qiu)的基礎上，對(dui)系(xi)統業務(wu)功能(neng)及核(he)心數(shu)據進行統壹(yi)規(gui)劃(hua)，以(yi)達到(dao)結(jie)構清晰和易於(yu)擴展(zhan)。在(zai)設(she)計中(zhong)，遵(zun)循實(shi)用(yong)可(ke)行(xing)、適用易(yi)用(yong)、安全(quan)可(ke)靠(kao)、成熟(shu)、可(ke)擴展(zhan)、可(ke)移植的原則(ze)，保(bao)證(zheng)系(xi)統安全(quan)、穩定(ding)、有效運(yun)行(xing)，同(tong)時滿(man)足(zu)未(wei)來擴展(zhan)需(xu)求。在(zai)功能方面，采用微(wei)服(fu)務(wu)方式(shi)，包括:能耗動態監(jian)管、能耗水平識(shi)別(bie)及評(ping)價、重(zhong)點(dian)用(yong)能(neng)企業能(neng)效對(dui)標分析(xi)、重(zhong)點(dian)用(yong)能(neng)企業節能分(fen)析(xi)及考核(he)、城(cheng)市能源預測(ce)及預(yu)警(jing)、決(jue)策(ce)支持及專(zhuan)家(jia)智(zhi)能等(deng)。此外(wai)，系(xi)統還提(ti)供(gong)了(le)報表分(fen)析(xi)、計(ji)算引擎、模型分析(xi)等(deng)十多種支持工(gong)具，以(yi)便(bian)能源數(shu)據的管理和分析(xi)。

3遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統在某重(zhong)點(dian)用(yong)能(neng)企業中(zhong)的應用(yong)

3.1現場調研

在安裝遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統前，生(sheng)產(chan)監視(shi)由儀表完(wan)成，數(shu)據采集來自(zi)人工(gong)的按時段抄(chao)表；缺(que)乏(fa)分(fen)析(xi)工(gong)具，使(shi)所獲數(shu)據不(bu)能(neng)反映當前能源消(xiao)耗狀況、不(bu)能(neng)預(yu)測未(wei)來消(xiao)耗趨勢、不(bu)能(neng)支持優化(hua)運(yun)行(xing)。
3.2系(xi)統設(she)計及實(shi)施(shi)

針(zhen)對(dui)調研結(jie)果，遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統的設(she)計以(yi)現(xian)場(chang)數(shu)據采集為起(qi)點(dian)，向(xiang)上依次包(bao)括(kuo)數(shu)據傳輸層、數(shu)據存儲(chu)層、支撐平臺(tai)層、應用(yong)層和展示層。清晰的層次(ci)結(jie)構滿(man)足(zu)了(le)企業的需求(qiu)，保(bao)證(zheng)了(le)後續的擴展(zhan)性，見圖2

圖2能源在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統設(she)計框(kuang)架

3.3項(xiang)目(mu)培訓(xun)、交(jiao)付和運(yun)行(xing)維(wei)護

項(xiang)目(mu)完(wan)成後(hou)，建(jian)立(li)項(xiang)目(mu)驗收文檔(dang)，由專(zhuan)家(jia)團隊進行(xing)驗收(shou)。驗(yan)收(shou)內(nei)容(rong)包(bao)括(kuo)項(xiang)目(mu)過程(cheng)文檔(dang)、系(xi)統設(she)計文檔(dang)、系(xi)統測試(shi)文檔(dang)等。項(xiang)目(mu)驗收合格(ge)後移交(jiao)後(hou)期(qi)維(wei)護及技(ji)術服(fu)務(wu)工(gong)作給遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統供應商。依托完(wan)整(zheng)的運(yun)維(wei)體系(xi)，服(fu)務(wu)團隊實(shi)現(xian)7×24h不(bu)間(jian)斷服(fu)務(wu)，保證(zheng)系(xi)統問題在15min內(nei)響(xiang)應、2h內(nei)出具解(jie)決方案。同(tong)時，服(fu)務(wu)團隊對(dui)系(xi)統運(yun)行(xing)狀(zhuang)態進(jin)行監(jian)控，做到(dao)提(ti)前發現問題並及時(shi)解(jie)決，保證(zheng)系(xi)統穩定運(yun)行(xing)。

3.4系(xi)統應用(yong)成效

（1）實(shi)現(xian)靜(jing)態監(jian)管轉(zhuan)為(wei)動態監(jian)管

通過(guo)建(jian)立(li)標準化(hua)能(neng)耗采集監測(ce)體(ti)系(xi)，規(gui)範(fan)采(cai)集工(gong)作操(cao)作(zuo)流程(cheng)：對(dui)接(jie)入(ru)監(jian)測的數(shu)據進行規範處理(li)，確(que)保能(neng)耗在線(xian)監(jian)測(ce)數(shu)據的有效性，從(cong)而(er)對(dui)生(sheng)產(chan)過程(cheng)及時(shi)優化(hua)和調整(zheng)，保證(zheng)節能大化(hua)。
（2）實(shi)現(xian)單(dan)壹(yi)部(bu)門管理轉(zhuan)為(wei)聯(lian)合辦公(gong)管理

通過(guo)遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統，以能耗為重(zhong)點(dian)，錄入(ru)建(jian)築、生(sheng)產(chan)線(xian)、辦公(gong)區(qu)域(yu)等(deng)能耗數(shu)據，實(shi)現(xian)數(shu)據共享(xiang)，為(wei)企業節能減排、整(zheng)體規(gui)劃(hua)提(ti)供(gong)支撐，提(ti)高(gao)廠(chang)區(qu)各(ge)職能部(bu)門辦公(gong)效率(lv)，降(jiang)低(di)監(jian)管成本。

（3）實(shi)現(xian)由強制執(zhi)行(xing)轉(zhuan)為(wei)主(zhu)動引(yin)導(dao)

建(jian)立(li)公(gong)共(gong)服(fu)務(wu)平臺(tai)，實(shi)現(xian)用(yong)能(neng)單位、節能服(fu)務(wu)公(gong)司(si)及員(yuan)工(gong)的緊(jin)密連(lian)接：通過(guo)平(ping)臺(tai)發揮節能減排激(ji)勵(li)作(zuo)用(yong)和示範(fan)效應，引(yin)導(dao)企業及員(yuan)工(gong)提(ti)升能(neng)源利用(yong)效率(lv)、加強用能(neng)管理。

（4）實(shi)現(xian)事(shi)後(hou)分析(xi)轉(zhuan)為(wei)預(yu)測(ce)分析(xi)

在(zai)獲取(qu)重(zhong)點(dian)區(qu)域(yu)、生(sheng)產(chan)線(xian)、能(neng)源使用(yong)、消(xiao)耗、配(pei)置及調度情(qing)況的基礎上，對(dui)歷史(shi)能(neng)耗數(shu)據進行挖掘(jue)，並(bing)利用(yong)大數(shu)據技術對(dui)全(quan)廠能(neng)源日(ri)平均(jun)消(xiao)費(fei)量(liang)趨勢進行分(fen)析(xi)，從(cong)而(er)對(dui)庫(ku)存周轉(zhuan)情(qing)況進(jin)行監督，如(ru)儲(chu)備(bei)預(yu)警(jing)等(deng)。采(cai)用(yong)大數(shu)據技術、系(xi)統計算及模(mo)型優化(hua)，對(dui)能(neng)源消(xiao)耗趨勢進行準確預測，提(ti)前掌握(wo)行(xing)業、區(qu)域(yu)能(neng)源消(xiao)費(fei)趨(qu)勢，從(cong)而(er)提(ti)前布局(ju)管控政策(ce)，保(bao)證(zheng)節能高(gao)效、準確執行。

（5）實(shi)現(xian)電(dian)平(ping)衡(heng)、水平(ping)衡(heng)實(shi)時(shi)動態分(fen)析(xi)

通過(guo)對(dui)電(dian)、水(shui)、氣(qi)、汽(qi)等(deng)開展能(neng)源平衡(heng)測試(shi)，及時(shi)發現耗能異(yi)常問題：系(xi)統通過(guo)餅圖、柱(zhu)狀圖(tu)等對(dui)能(neng)耗數(shu)據進行統計，對(dui)用(yong)能(neng)情(qing)況進(jin)行分析(xi)，通過(guo)能(neng)源平衡(heng)測試(shi)及在(zai)線(xian)監(jian)控，發現重(zhong)點(dian)耗能，以挖(wa)掘(jue)潛力(li)，緩(huan)解(jie)企業節能減排壓(ya)力(li)。

4建(jian)築能(neng)耗分析(xi)系(xi)統

4.1概(gai)述

Acrel-5000web建(jian)築能(neng)耗分析(xi)系(xi)統是(shi)用(yong)戶端(duan)能源管理分(fen)析(xi)系(xi)統，在電能管理系(xi)統的基礎上增(zeng)加了(le)對(dui)水(shui)、氣(qi)、煤(mei)、油(you)、熱(re)(冷(leng))量(liang)等(deng)集中(zhong)采集與分(fen)析(xi)，通過(guo)對(dui)用(yong)戶端(duan)所有(you)能耗進行細分和統計，以直觀的數(shu)據和圖表向(xiang)管理人員(yuan)或(huo)決策(ce)層展(zhan)示各(ge)類(lei)能源的使用(yong)消(xiao)耗情(qing)況，便(bian)於找(zhao)出高(gao)耗能點(dian)或(huo)不(bu)合理的耗能習慣(guan)，有效節約能(neng)源，為用(yong)戶進(jin)壹(yi)步節能改(gai)造或(huo)設(she)備升級(ji)提(ti)供(gong)準確的數(shu)據支撐。用戶可(ke)按照有關(guan)規定(ding)實(shi)施(shi)能(neng)源審計(ji)，分析(xi)現(xian)狀，查找(zhao)問題，挖掘(jue)節能潛力(li)，提(ti)出切實(shi)可(ke)行(xing)的節能措施(shi)，並(bing)向(xiang)縣級(ji)以(yi)上(shang)人民(min)管理節能工(gong)作的部(bu)門報(bao)送能(neng)源審計(ji)報告。

4.2應用(yong)場所

適用於(yu)公(gong)共(gong)建(jian)築、集團公(gong)司(si)、工(gong)業園(yuan)區(qu)、大型物(wu)業、學校、醫(yi)院(yuan)、企業等(deng)不(bu)同(tong)行業的能耗監測與(yu)管理的系(xi)統設(she)計、施(shi)工(gong)和運(yun)行(xing)維(wei)護。

4.3系(xi)統結(jie)構

Acrel-5000建(jian)築能(neng)耗分析(xi)系(xi)統以計算機(ji)、通訊(xun)設(she)備、測(ce)控單元為(wei)基本工(gong)具，根(gen)據現(xian)場實(shi)際(ji)情(qing)況采(cai)用現場總線(xian)、光纖(xian)環(huan)網(wang)或(huo)無線(xian)通訊(xun)中(zhong)的壹(yi)種或(huo)多種結(jie)合的組網方式(shi)，為大型公(gong)共(gong)建(jian)築的實(shi)時(shi)數(shu)據采集及遠(yuan)程(cheng)管理與(yu)控制提(ti)供(gong)了(le)基礎平臺(tai)，它(ta)可(ke)以(yi)和檢測(ce)設(she)備構成任(ren)意(yi)復(fu)雜的監控系(xi)統。開放(fang)性、網絡(luo)化(hua)、單(dan)元(yuan)化(hua)、組態化(hua)的采用(yong)面向(xiang)對(dui)象(xiang)的分層、分(fen)級(ji)、分(fen)布(bu)式(shi)智(zhi)能壹(yi)體(ti)化(hua)結(jie)構。建(jian)立(li)如(ru)下(xia)層次(ci)結(jie)構：

4.4系(xi)統功能

（1）系(xi)統概(gai)況

平臺(tai)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態，當(dang)月(yue)能耗折算、地(di)圖導(dao)航，各(ge)能耗逐時、逐(zhu)月(yue)曲(qu)線(xian)，當(dang)日(ri)，當月(yue)能耗同(tong)比(bi)分析(xi)滾(gun)動顯(xian)示。

（2）用(yong)能(neng)概(gai)況

對(dui)建(jian)築、部(bu)門、區(qu)域(yu)、支路、分類分(fen)項(xiang)等(deng)用能進行(xing)對(dui)比(bi)，支持當日(ri)逐時(shi)趨勢、當月(yue)逐日(ri)趨勢曲(qu)線(xian)、分(fen)時(shi)段能耗統計對(dui)比(bi)、總能(neng)耗同(tong)環(huan)比(bi)對(dui)比(bi)。

（3）用能統計

對(dui)建(jian)築、區(qu)域(yu)、分(fen)項(xiang)、支路等結(jie)構按日(ri)、月(yue)、年(nian)報(bao)表的形(xing)式(shi)統計對(dui)分(fen)類(lei)能(neng)源用能(neng)進行(xing)統計，支持報表數(shu)據導(dao)出EXCEL，支持選(xuan)擇建(jian)築數(shu)據進行生(sheng)成柱(zhu)狀圖(tu)。

（4）復(fu)費(fei)率(lv)統計

復(fu)費(fei)率(lv)報表按日(ri)、月(yue)、年(nian)統計對(dui)單(dan)棟(dong)建(jian)築下(xia)不(bu)同(tong)支路的尖、峰、平(ping)、谷用(yong)電(dian)量及成本費(fei)用(yong)進行統計分析(xi)。支持數(shu)據導(dao)出到(dao)EXCEL。

（5）同(tong)比(bi)分析(xi)

對(dui)建(jian)築、分(fen)項(xiang)、區(qu)域(yu)、支路等用能(neng)按日(ri)、月(yue)、年(nian)以(yi)圖(tu)形(xing)和報表結(jie)合的方式(shi)進行用能(neng)數(shu)據同(tong)比(bi)分析(xi)。

（6）能源流向(xiang)圖

能(neng)源流向(xiang)圖展(zhan)示單(dan)棟(dong)建(jian)築時(shi)段內(nei)各(ge)類(lei)能(neng)源從(cong)源頭(tou)到(dao)末(mo)端的的能源流向(xiang)，支持按原始值和折標值查看(kan)。

（7）配(pei)電監測/管網圖(tu)

以(yi)變電(dian)站(zhan)配(pei)電結(jie)構壹(yi)次(ci)圖(tu)或(huo)建(jian)築水(shui)、燃(ran)氣管網圖(tu)展(zhan)示結(jie)構中(zhong)各重(zhong)要(yao)節點(dian)數(shu)據，方便(bian)用戶掌握(wo)能(neng)源運(yun)行(xing)時(shi)參數(shu)。

（8）夜(ye)間能(neng)耗分析(xi)

夜(ye)間能(neng)耗以表格(ge)、曲(qu)線(xian)、餅圖等形(xing)式(shi)對(dui)選(xuan)擇支路分類能(neng)源在時(shi)段工(gong)作時間(jian)與(yu)非(fei)工(gong)作時間(jian)用(yong)能(neng)統計對(dui)比(bi)，支持導(dao)出報表。

（9）三(san)維(wei)展示

通過(guo)3D圖(tu)形(xing)方(fang)式(shi)展示項(xiang)目(mu)現場模擬圖(tu)，以(yi)更直(zhi)觀的方式(shi)對(dui)項(xiang)目(mu)中(zhong)建(jian)築或(huo)設(she)備數(shu)據進行動態展(zhan)示。

（10）設(she)備管理

設(she)備管理包(bao)括(kuo)，設(she)備類(lei)型、設(she)備臺(tai)賬、維(wei)保記(ji)錄等功(gong)能(neng)。輔(fu)助用戶合理管理設(she)備，確(que)保(bao)設(she)備的運(yun)行(xing)。

（11）用(yong)戶報(bao)告

用(yong)戶報(bao)告針(zhen)對(dui)選(xuan)定的建(jian)築自(zi)動統計各能源的月(yue)使用(yong)的同(tong)環(huan)比(bi)趨勢，並提(ti)供(gong)簡單的能耗分析(xi)結(jie)果，針(zhen)對(dui)用(yong)電(dian)提(ti)供(gong)單獨(du)的復(fu)費(fei)率(lv)用能分析(xi)，報(bao)告可(ke)編輯。

5系(xi)統硬件配(pei)置

6結(jie)語(yu)

“面向(xiang)典型重(zhong)點(dian)用(yong)能(neng)企業能(neng)耗在線(xian)監(jian)測(ce)平(ping)臺(tai)"的建(jian)設(she)是(shi)信(xin)息(xi)化(hua)與(yu)節能工(gong)作相結(jie)合的可(ke)行(xing)方(fang)式(shi)，能 有效提(ti)高(gao)企業能(neng)源利用(yong)率，挖掘(jue)企業節能潛力(li)，對(dui) 提(ti)高(gao)企業科(ke)學管理水(shui)平(ping)具有(you)戰略(lve)意(yi)義(yi)。

參考文獻(xian)

[1]國務(wu)院(yuan).“十(shi)三五(wu)"節能減排綜合工(gong)作方案[Z].2015.

[2]觀研天(tian)下.2018年(nian)中(zhong)國合同(tong)能源管理市場分(fen)析(xi)報(bao)告—行(xing)業深(shen)度調研與發展趨勢預測[Z].2018.

[3]何召輝,羅(luo)孝(xiao)美(mei),孫(sun) 翼(yi).能耗遠(yuan)程(cheng)在線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統在工(gong)業節能中(zhong)的應用(yong)

[4]安科瑞企業微(wei)電網設(she)計與(yu)應用(yong)手冊(ce)2022.5版.