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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：本文闡述了重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統的建設背景、思路、內容和架構，從為政府相關(guān)部門(mén)節能減排以及實(shí)現碳達峰、碳中和的目標提供數據支撐，論述系統建設的必要性。

關(guān)鍵詞：能耗在線(xiàn)監測；節能減排；碳中和；碳達峰

0背景

       重點(diǎn)用能單位是指年綜合能源消費總量一萬(wàn)噸標準煤以上的用能單位，以及國務(wù)院有關(guān)部門(mén)或者?。ㄗ灾螀^、直轄市）人民政府管理節能工作的部門(mén)指定的年綜合能源消費總量五千噸以上不滿(mǎn)一萬(wàn)噸標準煤的用能單位。重點(diǎn)用能單位數量多、涉及面廣，能源消費量和碳排放量約占全社會(huì )的三分之二左右，對能否實(shí)現我國節能降碳目標具有關(guān)鍵影響。

1“十三五”時(shí)期重點(diǎn)用能單位節能工作成效顯著(zhù)

       主要工業(yè)產(chǎn)品單耗持續下降。“十三五”期間，我國工業(yè)領(lǐng)域主要高耗能產(chǎn)品單位能耗大幅下降，有力推動(dòng)了工業(yè)綠色發(fā)展。2020年是大幅下降年，我國6000千瓦及以上電廠(chǎng)供電標準煤耗為305.5克/千瓦時(shí)，較2015年下降3.13%；噸鋼綜合能耗為551千克標準煤，較2015年下降3.7%；鋁液交流電耗13186千瓦時(shí)/噸，較2015年下降1.2%；銅冶煉單位產(chǎn)品綜合能耗約230千克標準煤/噸，較2015年下降23%；水泥熟料單位產(chǎn)品平均綜合能耗108千克標準煤/噸，較2015年下降3.6%；浮法玻璃單位產(chǎn)品平均綜合能耗為11.56千克標準煤/重量箱，較2015年下降11.7%。

       綠色建筑添彩美麗中國。一批示范項目的建成，為建筑行業(yè)綠色發(fā)展樹(shù)立了標桿。“三星綠建標桿”上海中心大廈，采用了先進(jìn)的照明節能技術(shù)及智能照明控制系統，降低大廈的能源消耗；運用渦輪式風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，聚集大量風(fēng)能；收集、貯存、凈化、利用4個(gè)環(huán)節保證雨水能夠按清潔程度分層次用于大廈不同地點(diǎn)，分布式能源技術(shù)大大提高了能源利用效率。

       交通運輸更加綠色高效。2019年，監測的城市公交企業(yè)百車(chē)公里單耗從2015年的48.9千克標準煤降到38.1千克標準煤，下降了22.1%；公路班線(xiàn)客運企業(yè)百車(chē)公里單耗從2015年的28.7千克標準煤降到26.8千克標準煤，下降了6.6%；公路專(zhuān)業(yè)貨運企業(yè)每百?lài)嵐飭魏膹?015年的1.9千克標準煤降到1.7千克標準煤，下降了10.5%；遠洋和沿海貨運企業(yè)每千噸海里單耗從2015年的5.2千克標準煤降到4.8千克標準煤，下降了7.7%；港口企業(yè)每萬(wàn)噸單耗從2015年的2.6噸標準煤降到2.1噸標準煤，下降了19.2%。2019年，全國擁有公共汽電車(chē)69.33萬(wàn)輛，其中純電動(dòng)車(chē)占比從2016年的15.6%提高到46.8%，綠色公交普惠民生。

       節約型公共機構率先垂范。與2015年相比，2019年，全國公共機構人均綜合能耗下降9.96%，單位建筑面積能耗下降8.08%。建成3064家節約型公共機構示范單位，遴選376家公共機構，公共機構運行更加節能高效。其中，中央國家機關(guān)率先垂范，與2010年相比，2019年中央國家機關(guān)人均用電量、單位建筑面積用電量分別下降了14.04%、24.82%。

       節能等綠色技術(shù)廣泛應用。2019年，鋼鐵行業(yè)大中型企業(yè)中，干熄焦技術(shù)普及率從2005年不足30%提高到92%以上；水泥行業(yè)中，低溫余熱回收發(fā)電技術(shù)從2005年開(kāi)始起步提高到80%以上，第一代新型干法水泥技術(shù)推廣率達99%，目前企業(yè)已研發(fā)示范第二代新型干法水泥技術(shù)；電力行業(yè)300MW以上火電機組占火電裝機容量比重由2005年的47%上升到81%，鋼鐵行業(yè)1000m3以上大型高爐比重由2005年的21%上升到50%，建材行業(yè)新型干法水泥熟料產(chǎn)量比重由2005年的39%上升到99%。

       信息化水平持續提升。2014年以來(lái)，我國組織實(shí)施重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設，鋼鐵、電力、石化等三個(gè)行業(yè)的重點(diǎn)用能單位率先實(shí)現能耗信息化管理。2017年，在前期試點(diǎn)的基礎上，重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統完成升級擴容，具備全國重點(diǎn)用能單位能耗數據接入能力。至“十三五”末，系統已接入重點(diǎn)用能單位6000余家，除港澳臺地區外初步實(shí)現了所有省份都有重點(diǎn)用能單位接入在線(xiàn)監測系統。

2“十四五”時(shí)期做好重點(diǎn)用能單位節能管理工作面臨新形勢、新任務(wù)

       2020年9月22日，習近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上莊嚴宣告，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。節能是我國實(shí)現碳達峰、碳中和目標的重要途徑、基礎手段，重點(diǎn)用能單位廣泛分布于工業(yè)、建筑、交通、公共機構等領(lǐng)域，是提高能源利用效率的重要群體。加強重點(diǎn)用能單位節能管理，不僅可以幫助企業(yè)實(shí)現降本增效、提升競爭力，而且在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉型升級、能源結構優(yōu)化、實(shí)現經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展等方面也可以發(fā)揮重要作用。進(jìn)入“十四五”，重點(diǎn)用能單位節能管理工作面臨著(zhù)新形勢、新任務(wù)。

       從節能單一管理向節能降碳減污系統性管理轉變。按照2030年前碳達峰、2060年前碳中和的工作目標，重點(diǎn)用能單位需要不斷調整優(yōu)化能源消費結構，逐步降低化石能源消費比重。對于工業(yè)領(lǐng)域的重點(diǎn)用能單位來(lái)說(shuō)，綠色發(fā)展方面的三個(gè)關(guān)鍵詞是節能、降碳、減污。企業(yè)不僅要節能，同時(shí)要降碳；基于污染防治要求，還要實(shí)現減污。為此，必須“三管”齊下，統籌推進(jìn)，努力實(shí)現節能、降碳、減污協(xié)同發(fā)展，產(chǎn)生推動(dòng)綠色發(fā)展的整體效果。

       節能市場(chǎng)化進(jìn)程提速。隨著(zhù)企業(yè)節能降本增效作用的不斷加大以及企業(yè)節能意識的不斷提升，以合同能源管理和綜合能源服務(wù)等為代表的市場(chǎng)化手段不斷豐富。特別是在綠色技術(shù)研發(fā)推廣方面，以《關(guān)于構建市場(chǎng)導向的綠色技術(shù)創(chuàng )新體系的指導意見(jiàn)》的出臺為契機，綠色技術(shù)市場(chǎng)交易將更加活躍，專(zhuān)業(yè)化、市場(chǎng)化的第三方節能服務(wù)機構不斷涌現、不斷發(fā)展，也為重點(diǎn)用能單位應用綠色技術(shù)注入了強大的市場(chǎng)動(dòng)力。“十三五”期間開(kāi)展的用能權交易試點(diǎn)及未來(lái)推廣，也將為合理控制能源消費總量提供可行的市場(chǎng)化出路。

       節能手段需要進(jìn)行系統集成考慮。適應新形勢的要求，重點(diǎn)用能單位更應統籌考慮節能、降碳、減污三個(gè)目標的要求，采取整體性、系統性、集成化思路，在多目標約束下綜合運用結構優(yōu)化、技術(shù)改造、管理提升、行為改進(jìn)等措施和手段，多途徑挖掘節能特別是整體系統節能的潛力，尋求三個(gè)目標的有機統一。

       非傳統重點(diǎn)用能單位逐步增多。從“十一五”時(shí)期的千家企業(yè)節能行動(dòng)到“十二五”時(shí)期的萬(wàn)家企業(yè)節能低碳行動(dòng)，再到“十三五”時(shí)期分級開(kāi)展的“百千萬(wàn)”節能低碳行動(dòng)，重點(diǎn)用能單位構成在不斷發(fā)展變化，行業(yè)范圍不斷拓展，“新面孔”不斷出現，相當一部分是非傳統重點(diǎn)用能單位。預計“十四五”期間，以數據中心、5G基站等新興產(chǎn)業(yè)為代表的非傳統重點(diǎn)用能單位將越來(lái)越多，行業(yè)構成將更加豐富多樣，這對新形勢下節能管理提出了新的更高要求。

3安科瑞重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統

3.1建設意義

       《重點(diǎn)用能單位節能管理辦法》規定，重點(diǎn)用能單位包括年綜合能源消費量1萬(wàn)噸標準煤以上(含1萬(wàn)噸)的用能單位以及各省、自治區、直轄市有關(guān)部門(mén)指定的年綜合能源消費量5000噸標準煤以上(含5000噸 )、不足1萬(wàn)噸標準煤的用能單位。目前在該范圍內的重點(diǎn)用能單位全國約17000家，能源消費量占全國能源消費總量的60％，是節能工作的重點(diǎn)對象。

       為貫徹落實(shí)《重點(diǎn)用能單位節能管理辦法》（國家發(fā)改委2018年第15號令）、《國家發(fā)改委關(guān)于開(kāi)展重點(diǎn)用能單位“百千萬(wàn)”行動(dòng)有關(guān)事項的通知》（發(fā)改環(huán)資〔2017〕1909號）和國家發(fā)改委辦公廳《關(guān)于發(fā)布“百家”重點(diǎn)用能單位名單的通知》（發(fā)改辦環(huán)資〔2019〕351號），深入推進(jìn)重點(diǎn)用能單位能源消耗總量和強度“雙控”工作，各省市相關(guān)主管部門(mén)陸續發(fā)出通知，要求納入“百千萬(wàn)”行動(dòng)的重點(diǎn)用能單位落實(shí)節能主體責任，加強節能管理，并按照《重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統推廣建設工作方案》（發(fā)改環(huán)資〔2017〕1711 號）等要求，建設接入端系統并按時(shí)接入省級重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測平臺，對未按要求開(kāi)展重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設、未配備和使用能源計量器具的，依法依規責令限期整改，逾期不整改或整改未達到要求的，嚴格按照有關(guān)法律法規進(jìn)行處罰。

3.2端系統結構

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

       主要功能:通過(guò)計量?jì)x表、工控系統等采集、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(diǎn)用能單位接入端系統要通過(guò)網(wǎng)閘、防火墻、隔離等安全措施，確保內部系統安全和數據安全；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)接入端系統提供完整解決方案：

3.2.1端設備

       企業(yè)接入端系統需要從生產(chǎn)過(guò)程控制系統中采集能耗相關(guān)數據，考慮到企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )與辦公網(wǎng)絡(luò )(互聯(lián)網(wǎng))之間并不互通的實(shí)際情況，企業(yè)接入端系統將通過(guò)具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線(xiàn)監測端設備，實(shí)現生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )和辦公網(wǎng)絡(luò )之間的物理連接，在數據傳遞過(guò)程中確保從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )（內網(wǎng)）獲取的能耗數據以單向傳遞、隔離加密、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網(wǎng)絡(luò )(外網(wǎng))，再通過(guò)外網(wǎng)主機側的CA數字認證證書(shū)進(jìn)行身份認證識別后上傳至省(市）級平臺。結構如圖所示：

3.2.2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(pán)：64G固態(tài)硬盤(pán)；

       (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(chǎng)維護操作；

       (6)雙冗余開(kāi)關(guān)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(wǎng)；

       (9)4個(gè)USB接口，可用于CA證書(shū)接口；

3.2.3端設備軟件功能

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

       (2)支持從能源網(wǎng)關(guān)、DTU、SCADA通過(guò)ModbusTCP（GB/T19582）、能耗協(xié)議等上傳的能耗實(shí)時(shí)數據，并進(jìn)行匯總生成上報的能耗數據；

       (3)支持從自動(dòng)化信息系統通過(guò)OPC協(xié)議采集需要的能耗實(shí)時(shí)數據，并進(jìn)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(xiàn)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(gè)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(chǎn)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(lèi)基本信息；

       (7)按照《NHJC-04-2018重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統技術(shù)規范-端設備接口協(xié)議規范》的要求往國家或省級平臺上傳數據；

       (8)支持斷線(xiàn)緩存，保證數據的連續性；

       (9)端設備平臺方便用戶(hù)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。

3.3 ANet系列能源網(wǎng)關(guān)

       ANet系列能源網(wǎng)關(guān)，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(mǎn)足國家辦公機關(guān)、大型公共建筑、工業(yè)企業(yè)等能源管理系統中對于水、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(jiǎn)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中心等各項參數信息。

3.3.1能源網(wǎng)關(guān)硬件參數