能耗远程在线监测系统在工业节能中的应用探讨

2022-11-20

能耗远程在线监测系统在工业节能中的应用探讨

摘要：为确保企业实现节能减排目标，设计并使用远程在线监控系统势在必行。远程在线监控系统是基于传感器和网络技术的优势。传感器安装在企业区域的各个位置，以收集、编码和传输实时数据到远程管理系统。远程管理系统对收集到的数据进行分析，计算出生产性能指标，指导操作人员优化操作。

关键词：行业；偏僻的; 在线的; 监视系统; 技术

0 前言

近年来，我国工业化、城镇化进程明显加快，消费结构快速升级，能源需求旺盛，经济发展与环境保护的矛盾突出。提高能源利用率，在环境友好型环境中进行社会发展，已成为国家战略和社会共识。根据国家“十三五”发展规划，到2020年，全国万元国内生产总值能耗比2015年下降15%，能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内。节能减排工作任重道远。

1 远程在线监测技术应用现状

目前，远程在线监测技术的应用还存在一定的局限性。尚未在油气企业有效推广，尚未覆盖地方政府的监督管理，也没有针对现有锅炉等设备的特点进一步深化整合。创新。因此，深入探索工业远程在线监控系统具有重要的现实意义。

2个解决方案

2.1 数据采集层面

通过通信协议完成能耗数据的采集，数据以压缩加密的方式通过网络传输至能耗在线监测预警平台的数据中心服务器。由于数据采集具有断点续传功能，保证了采集数据的实时性和可靠性。企业采用两级采集方式：一级为各级生产系统，二级为能源消耗系统（见图1）。

图 1 数据采集方法

2.2 数学分析层面

利用大数据、云计算和建模技术解决系统数据量大、运算逻辑复杂、预测不准确等问题。对于系统数据量，首先要解决存储问题，其次是查询、检索和处理（）。远程在线监控系统包括一系列大数据处理工具和方法。通过对数据的研究，将发现的问题和规律应用于相关领域。此外，云计算技术还将改变整个信息产业的生态环境，如基础设施、计算机、网络设备、软件等。

2.3 统一平台层面

系统基于综合信息平台进行管控，采用分布式部署方式。在总体需求的基础上，对系统业务功能和核心数据进行统一规划，实现结构清晰、易于扩展。在设计中遵循实用可行、适用易用、安全可靠、先进成熟、可扩展便携的原则，确保系统安全、稳定、有效运行，满足用户需求。未来的扩展。在功能上采用微服务，包括：能耗动态监测、能耗水平识别与评估、用能企业能效对标分析、用能企业节能分析与评估、城市能源预测预警、决策支持与专家情报等。此外，系统还提供报表分析、计算引擎、模型分析等十余种配套工具，方便能源数据的管理和分析。

3 远程在线监控系统在某用能企业的应用

3.1 现场调查

在安装远程在线监控系统之前，生产监控都是通过仪器来完成，数据采集来自于人工定时抄表；由于缺乏分析工具，所获得的数据无法反映当前的能源消耗状况、预测未来的消耗趋势或支持优化运行。

3.2 系统设计与实现

根据调查结果，远程在线监控系统的设计从现场数据采集开始，依次包括数据传输层、数据存储层、支撑平台层、应用层和展示层。清晰的层级结构满足企业需求，保证后续可扩展性，如图2所示。

图2 能源在线监测系统设计框架

3.3 项目培训、交付和运维

项目完成后，将建立项目验收文件，由专家组验收。验收内容包括项目流程文件、系统设计文件、系统测试文件等。项目验收合格后，将后期维护和技术服务工作交给远程在线监控系统供应商。服务团队依托完备的运维体系，实现7×24小时不间断服务，确保系统问题15分钟内响应，2小时内出具解决方案。同时，服务团队监控系统运行状态，提前发现问题并及时解决，确保系统稳定运行。

3.4 系统应用结果

1）实现静态监管向动态监管的转变

通过建立标准化的能耗采集与监控系统，规范采集工作流程：规范数据接入监控，确保在线能耗监测数据的有效性，从而及时优化调整生产过程，确保节能优化.

2）实现单一部门管理向联合办公管理转变

通过远程在线监控系统，将建筑能耗、生产线能耗、办公区域能耗等数据录入，作为数据共享的基础，为企业节能减排和统筹规划提供支撑，提高办公效率提高厂区各职能部门的工作效率，降低监管成本。

3）实现从强制执行到主动引导的转变

建立公共服务平台，实现用能单位与员工的紧密联系：通过平台发挥节能减排的激励示范作用，引导企业和员工提高能源利用效率，加强能源管理.

4) 将事后分析转变为预测分析

在获取面积、产线、用能、消耗、配置、调度的基础上，挖掘历史能耗数据，利用大数据技术分析全厂日均能耗趋势，从而分析库存周转率。监管，如储备预警等。利用大数据技术、系统计算和模型优化，准确预测能源消费趋势，提前掌握行业和区域能源消费趋势，提前布局调控政策，确保能源消费精准执行。保护。

5）实现电平衡和水平衡的实时动态分析

通过电、水、气、汽等能量平衡测试，及时发现异常能耗：系统采用饼图、柱状图等统计能耗数据，分析能耗，通过能量平衡测试和在线监测和发现能源消耗，挖掘潜力，缓解企业节能减排压力。

4 安科瑞能耗单位能耗在线监测系统

一、系统概述

工业能耗在线监测系统是集/网络技术、GPRS无线传输技术、Web软件技术、数据库技术于一体的大型综合数据管理系统。系统为管理人员、各级用能单位内部用户、查看人员提供了一个接入网络通道，搭建了一个合理、高效的信息传递平台和管理平台。工业能耗在线监测系统的开发与应用，将政府管理部门、企业生产管理、计量管理、节能管理提升到一个新的水平。是我们实现节能减排、节能降耗的有效解决方案。.

能源构成及监测内容：

图 3 能量构成

图4 监控内容

用电：采集采暖、锅炉、空调、制冷、照明、办公、电梯、水泵、风机、换气扇等用电设备的用电信息。主要监测其用电量，对大型用电设备监测其电流、电压和功率因数等信息。

配电：采集6kv/10kv配电开关柜、变压器、状态信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能质量、电能等。

水：自来水和蒸汽；采集具有485通讯功能的智能热量表、蒸汽流量表、水表等；

用气量：煤气、天然气；具有485通讯功能的燃气表采集；

环境参数：采集带485通讯功能的温湿度计；供暖空调供回水温度；

2.系统框架

图 5 系统框架

(1)能耗管理系统：该系统可以定期记录和采集用能企业的煤、电、油、气、热、水等能耗工质，并将采集到的能耗数据组织存储，汇总分析和报告的数据支持。

(2)能源利用状况信息报告制度

用能企业可通过该系统向市节能监察中心报送年度能源利用状况报告。初审后，上报省节能监察组审核，报国家有关部门。

（3）单位能耗水平识别评价体系

利用用能单位的能耗数据，分析评价企业能耗状况，发现问题。为政府节能管理部门掌握和分析信息、研究节能改造和制定相关政策措施提供科学依据和平台。

（四）决策服务和专家咨询服务体系

系统提供直观、简洁、快速的数据信息查询和决策支持服务。对用能企业用能情况提供科学合理的咨询和指导，帮助用能企业及时、正确、可行、有效地解决问题。

（5）能耗预测、能源安全预警系统

通过系统掌握用能企业的能源采购、使用、消耗和生产情况，综合判断分析企业能源消耗情况，同期值与限值进行比较，对用能过剩进行预警提醒消耗。

在获取能源使用情况的基础上，进行数据挖掘分析，实现能源消耗的预测分析功能，为政府相关部门的宏观决策提供支持系统。

（6）节能监测与信息发布、法律法规知识培训体系：

通过该系统平台，可以对节能企业进行节能监管；发布节能法律、法规和标准、能源基础知识、能源统计知识、节能监测方法等资料；处理与日常节能管理相关的公文、通知、公告等。

3、系统网络结构

系统将各企业能源监控中心的数据信息采集到后台的数据库系统，经过分析处理，提供分析、预测和预警功能。同时，通过门户网站、无线终端等方式，为省、市领导及相关委办局提供多方位、直观、便捷的服务。

图6 系统结构

4、能耗监控系统产品选型

应用场景

模型

主要功能

高压重要电路

或低压进线柜

三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、零序电流In、四象限能量、电流电压不平衡、负载电流直方图显示、66种报警类型及外部事件（SOE ) 每条16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/，LCD显示

低压接触柜、出线柜

AEM96

三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向总有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次谐波和总谐波含量分析，分相谐波和基波电参数（电压、电流、功率）；电流规格3×1.5(6)A，有功电能准确度0.5S级，无功电能准确度2级

电源柜

LCD显示，全电参数测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量；RS485/；可选多费率电能统计、需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口，协议

三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，正反向总有功电能统计，正反向总无功电能统计；红外通讯；电流规格：通过变压器接3×1(6)A，直接接3×10(80)A，有功电能精度0.5S，无功电能精度2

灯箱

三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，正反向总有功电能统计，正反向总无功电能统计；红外通讯；电流规格：通过变压器接3×1(6)A，直接接3×10(80)A，有功电能精度0.5S，无功电能精度2

单相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能测量；红外和RS485通讯；电流规格：10（60）A，有功电能精度1级，无功功率精度2级；多种费率可选

单相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能测量；RS485通讯；电流规格：10（60）A，有功电能精度1级，无功功率精度2级；尺寸：1P

供水管

水表

测量流经供水管道的总水量能耗监测管理系统，适用于单向水流量，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据

输气管道

煤气表

它测量流经燃气管道的燃气总量，具有阀门控制功能，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据。测量精度高，无需外接电源。

中央制冷和供暖

冷热表

测量和显示用户采暖供热量和中央空调供冷量，它由流量传感器、微处理器和配对的温度传感器组成。温度传感器开路或短路自动报警，电压低或被攻击损坏自动报警。表盘数据通过RS485总线直接输出，测量精度高。

5 结论

建设“典型用能企业能耗在线监测平台”是信息化与节能工作相结合的可行途径。能有效提高企业能源利用率，挖掘企业节能潜力，对提高企业科学管理水平具有战略意义。