基于云计算的能耗数据采集在线监测平台介绍

2022-08-26

随着我国工业化、城镇化进程加快，消费结构不断升级，能源消费刚性增长，节能减排面临严峻形势。根据我国国家统计局发布的《2016年国民经济和社会发展统计公报》，2016年我国能源消费总量为43.6亿吨标准煤，增长14°/以上2015..煤炭消费量下降 4.7 %。 , 原油消耗量增加 5. 5%。 ，燃气消耗增加8%，用电量增加5%。煤炭消费占能源消费总量的62%，比2015年下降2个百分点；水电、风电、核电、燃气等清洁能源消费占能源消费总量的19.7%，增长17%；全国万元国内生产总值能耗下降5%。在节能减排“十三五”规划中，国家提出到2020年，单位国内生产总值能耗比2005年下降40%～5%，到2030年，碳排放量单位GDP比2005年下降60%~5%。

节能监管是实现节能减排、加强政府节能监管的重要举措。在这种新形势、新背景下，开展节能监管工作，不仅要注重节能监管，更要应用新技术、新手段，主动作为；以能源数据为基础，提高能耗数据采集分析能力，开展预测预警，及时研究制定相关政策措施，增强节能监测的针对性和主动性。

1 基于节能监测的需求分析

为实施国家“互联网十”智慧能源战略，进一步提高新时代节能监测效率，加强工业企业能效管理，构建了数字化能源管控系统，通过信息化技术实现在线监测、实时、实时的能耗监测。准确掌握企业能源消耗情况，帮助企业实现节能管理精细化，推动节能降耗，为各级政府节能部门的经济分析和能耗管理提供技术手段，构建广覆盖的能源消费在线监控管理平台。不可避免的选择。

1.1 日常管理需求分析

1) 节能宏观预测。通过能级能源消耗在线监测，定期预测全区域能源消耗趋势，研判辖区节能和经济发展形势，为各级节能监管部门的部署提供科学依据. 2) 单位能耗预警。节能监测机可通过平台随时掌握用能单位的用能状况，对用能不合理的行业和企业及时预警和调控，有效控制能耗，及时控制和降低能耗。能耗超限现象。 3)加强节能管理基础设施。通过能耗在线监测平台，节能监管机构可以实时、多方面掌握企业综合能耗的“第一手”数据，并将能效管理作为评价和评价的重要依据。对各类项目进行评估，开展能效对标，促进企业入驻。升级。

1.2 节能服务需求分析

新形势下，各级节能监察部门在行使行政执法职能的同时，还承担着为用能单位和广大群众提供节能服务的任务。一是提供节能减排相关技术方案和案例。采用同比、环比、对标等方式对用能单位的节能状况进行分析管理，使能效管理纳入企业成本管理工作，并与国家相结合设备能耗标准和单位能耗标准，能及时发现用能单位能耗异常。 ，形成节能排行榜，引导企业合理使用能源，节约能源。二是建立科学准确的单位能耗指标评价体系。对单位能耗能耗数据进行多维度分析，预测能耗指标趋势，为节能计划提供数据支持。通过企业能耗排名，高耗能企业的关键能耗工艺、工艺和设备分析可供行业内企业参考，以降低自身制造成本。三是提高公众节能环保意识。向社会公开相关能耗数据，大力加强节能减排相关政策、法规和标准的宣传贯彻，普及日常节能知识，推广和引进新的节能技术和新产品，逐步提高节能减排的标准。全社会的节能环保意识。

2 在线能耗监测系统架构

2.1 系统架构设计（见图1)

能耗在线监控管理平台是基于云计算和物联网技术的工业数据监控系统。它由两部分组成：一是云平台系统的在线部分，是系统的核心部分；另一个是企业站点采集系统的数据。

图1能耗在线监控管理系统

数据采集系统采集现场数据，上传至云平台，在云平台上运行各种应用，实现不同功能，包括面向政府、企业、服务商等大数据应用。用户可以通过网站、手机APP、微信等多种客户端访问系统。根据用户的不同需求，平台设置不同的权限，用户只能对授权对象应用授权功能。

2.2 应用架构设计

基于SOA、云计算和GIS技术的设计理念，建立统一的信息集成基础平台，为各类应用提供数据存储、共享、安全、数据采集、工具分析等能力，使应用能够实现资源共享，与企业ERP系统、各级需求侧管理平台等专业系统集成，实现平台管理社会化、精细化、流程化，有效降低成本，提升服务水平。

2.3 数据采集模式

对于大部分没有实现数据自动采集的企业，通过在企业能耗的各个环节安装智能采集设备（见图2），可以随时感知、测量、存储和上传信息。采用不断电的安装方式，将对企业运营的影响降到最低。新型智能采集模块采用全新工业设计，集CT、测量、通讯功能于一体。

安装时无需断电，集成微功率无线通讯功能，独立组网，智能中继通讯，“即插即用”具有跳频功能，当当前工作频率受到干扰时，会自动切换到另一个频率工作现场确保可靠通信。对于已经搭建了类似功能的系统，且现有系统支持标准IEC 6087)-5-101/104协议的企业，可以通过对接现有系统获取能耗信息并上报云平台，包括标准IEC 60870-5-101/104协议模式SOA模式能耗管理系统及平台，避免重复建设，提高系统利用率。

3能耗在线监测系统功能设计

能耗在线监测管理平台以服务企业安全、节约用电、服务政府能效审计、支持大数据综合应用为总体目标而设计。系统设计主要实现以下五个功能。

3.1 电源监控

智能测量技术的综合应用，在企业内部用电大的配电变压器、电力干线和用电设备上安装用电信息采集装置，详细掌握企业用电行为、负荷特性、配电网络运行效率、设备能耗等，并扩大水、热、气的计量，将数据上传到平台，实时反映企业的能耗。

3.2 安全管理

系统支持对配电设备的动态监控。除了采集电量，它还采集与设备相关的环境和运行状态信息，包括温度、湿度、噪音和振动。设置安全监控和巡检管理功能，按照既定策略，实施配电设备等耗能设备巡检、电力线路和设备异常状态报警、突发事件快速响应等功能，支持电力行业发展。电能服务。

3.3 实施能效管理

通过同比、环比对比、对标等方式对能耗和节能进行分析和管理，并开放与企业ERP系统的接口，将能效管理纳入企业内部企业成本管理工作，结合国家设备能耗标准和单位能耗标准，及时发现用能单位能耗异常，形成节能排行榜，引导企业合理使用能源，节约能源。对能耗数据进行多维度分析，建立科学准确的单位能耗指标评价体系，预测能耗指标趋势，为节能规划提供数据支持。通过企业能耗排名，分析高耗能企业的关键能耗工艺、工艺和设备，促进企业节能降耗。

3.4 实施需求响应

系统支持需求响应功能，包括需求响应计划编制、需求响应邀请流程管理、需求响应执行和效果分析统计。支持企业自动需求响应策略的编制和手动、自动执行。通过有效的需求响应，降低综合能源供给需求，优化能源消耗，提高能源效率，增强企业盈利能力。

3.5 咨询服务

系统提供节能减排在线咨询服务。用能单位可在线咨询、查询节能技术和设备。节能专家为用能单位解答疑问，及时对接用能服务。

4 存在问题及对策建议

随着信息技术的发展，能耗在线监测系统在数据采集、传输、应用等关键环节没有技术壁垒。因此，在线能耗监测系统在节能监测中的应用是一项复杂而庞大的系统工程。建设应按照统一规范、信息共享、试点、逐步推广的原则进行[3]。为共享，避免重复建设，建议从以下四个方面推进。

4.1完善法律制度和基础

目前，国务院多项文件和部委文件都提出要大力加强能耗在线监测系统建设，但在推广实施方面，特别是在一些经济欠发达的西部城市，如作为云南，并不理想。 为进一步提高节能监管效率，使节能环保成为战略性新兴产业，将能源消费者建立能源消耗在线监测系统的义务纳入《中华人民共和国节约能源法》。中国”。 《节能条例》也提出了同样的要求，从根本上扫除了这项工作推进的体制障碍。

4.2出台一系列奖惩政策

改进用能单位能源计量器具装备，更新智能计量器具，是建立能源消费在线监测系统的基础。为减轻用能单位负担，提高制度建设积极性，各级节能主管部门要制定一系列奖惩政策，为用能单位提供必要的建设补助资金。对搭建在线监测系统的单位给予奖励，对未按规定开展此项工作的单位，在节能监测过程中给予扣分和罚款。

4.3 编制统一的技术规范

为满足节能监测对监测数据的需求，需要综合考虑不同企业能耗差异和数据上传指标统一性的协调性，制定统一的系统技术规范[ 2]确保全流程覆盖系统数据采集，对于传输和处理等各个环节，技术规范的内容应包括通信传输、系统安全、企业端建设、各行业数据采集要求等。

4.4 建立有效的数据审计机制

从在线监测获得的数据在技术上排除了人工干预的可能性。但是，由于企业生产的差异性和复杂性，由于系统的技术原因，数据异常难以避免。需要对数据进行审核以确定其是否合理，因此需要建立监控数据的审核机制。需要采用技术手段和人工抽检相结合的方式对企业能耗在线监测数据进行审核，确保数据的合理性和准确性。

fqj