用能單位能耗 在線監測平臺建設

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：能耗在線監測系統是“互聯網+節能"的深度融合，是新時期節能工作的創新手段，對實現工業綠色發展有重大意義。本文立足能耗在線監測系統建設工作實際，歸納了福建省推進用能單位能耗在線監測系統建設面臨的困難，提出進一步推進能耗在線監測系統建設的建議。

2017年9月，發改委和質檢總局發布了《用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》，要求以物聯網、云計算等技術為支撐，采用“平臺+省級平臺+用能單位接入端系統"的架構，大力推進用能單位能耗在線監測系統建設[1]。能耗在線監測系統通過接入端系統實時采集用能單位的煤、電、氣、油等能耗數據，并上傳至在線監測平臺，是用能單位挖掘自身節能潛力，提升節能管理信息化和精細化水平的新方式，是及時獲取數據，提高節能宏觀分析效果和調控能力的新途徑。

福建省于2018年4月啟動能耗在線監測系統建設工作，先后發布《福建省用能單位能耗在線監測系統建設工作方案》、《福建省用能單位能耗在線監測系統建設實施方案》、《企業端系統建設技術方案（模板）》等相關文件，以年綜合能源消費量5000噸標準煤以上的用能單位為對象，采用制定目標、企業主體建設、技術機構支撐的方式，通過建立聯席會議制度、事前事后監管機制、定期通報反饋制度、目標責任考核制度，推進能耗在線監測系統建設。經過一年多的推動，已有近500家用能單位完成端系統建設。筆者就當前福建省推進能耗在線監測系統建設工作過程中出現的問題，進行了歸納分析，提出促進能耗在線監測系統建設工作有序發展的建議。

1.1法律體系不健全

從90年代末開始，我國相繼頒布一系列節能法律法規，但現行法律法規對能耗在線監測系統的建設主體、責任及執法主體的規定較為粗略，未有具體實施細則，在第三方技術服務機構監管、資金使用、糾紛處理等事項上存在空白。福建省現有節能條例和相關部門規章關于能耗在線監測的部分規定也存在不一致。如2018年修訂的《用能單位節能管理辦法》規定“不按要求開展建設和監測工作的用能單位，由管理節能工作的部門以書面形式責令限期整改"，而2018年修正部分條款的《福建省節約能源條例》則規定“不按規定開展能源計量數據在線采集、實時監測的用能單位，由縣級以上地方人民質量技術監督主管部門責令限期改正"，兩部法律法規的執法主體存在沖突。

1.2技術規范不完善

目前由節能中心、中國計量科學院等單位起草的一系列技術規范包含了能耗在線監測系統建設的總體框架、接口協議、硬件配置、端設備技術、省平臺功能等方面要求。隨著系統建設的逐步推進，技術規范體系在某些行業、某些環節不完善等問題日益顯現。例如聯網數據質量保障體系及端系統驗收的相關標準尚未發布；除火力發電、石油化工、鋼鐵三個行業有采集指南、水泥行業有地方采集指南外，其他行業的采集指南也未公布；建設端系統的用能單位千差萬別，現有的監測手段、技術規范難以滿足一些用能單位的實際需要。

1.3用能單位主體責任意識不強

用能單位是能耗在線監測端系統的建設主體，但一些用能單位長期以來已經形成傳統粗放的生產經營模式，節能意識薄弱，認為這項工作對企業無益，再加上在監測數據的安全保障、系統對自身生產的影響以及對監測數據的使用等方面存在較大疑慮，建設主動性不強；部分用能單位能源計量器具配備不到位，需要投入大量資金更換、新增計量器具才能為系統建設提供必要技術支撐，造成企業存在抵觸心理；還有部分用能單位存在應付任務的心態，把建設和應用系統當成的事，全權將建設和后續運維工作轉交第三方技術服務機構，在方案編制、現場建設、數據應用、運維管理等方面參與度不足，出現了用能單位管理人員對系統操作陌生、出現問題無人維護等現象，導致系統形同虛設。

1.4各部門、各地區認識未達成一致

明確規定，能耗在線監測系統建設應加強資源整合，防止重復建設，避免重復采集數據，增加企業負擔。但由于各部門壁壘尚未消除，能耗監測信息和數據難以共享。受經濟發展水平、領導重視程度、人員配備、技術水平等因素制約，各地區能耗在線監測系統建設推進工作在政策宣貫、任務完成、政策配套等方面也存在較大差異。此外，大部分地區無法獨立完成技術方案評審，且節能主管部門和市場監督管理部門也未在端系統建設監督檢查及計量器具配備管理中形成合力。

1.5第三方技術服務機構良莠不齊

隨著能耗在線監測系統建設任務量迅速擴大，一些機構無視市場規則，通過*、超出能力范圍承攬業務、幫助用能單位上報虛假數據等盲目競爭、惡性競爭的方式搶占*。部分第三方技術服務機構缺乏行業自律，服務意識不強，存在對用能單位實地調研不充分、需求分析不透徹、人才匱乏、對技術規范理解不到位、未按評審專家意見修改技術方案、未按評審方案建設等現象，導致采集的數據質量存在很大隱患。而大多數第三方技術服務機構屬于輕資產的中小型公司，資本少，起點低，抗風險能力弱，人員流動性大，缺乏長效機制確保能耗在線監測系統長期穩定運行，售后及運維服務難以保證。

2.1標準及規范

《用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》中提到“統一標準，互聯互通"的基本原則，完善系統架構、數據采集傳輸、數據應用等標準規范體系，建立全國統一技術標準的監測系統，確保、省、用能單位等各級系統數據互聯互通。

《NHJC-01-2018 用能單位能耗在線監測系統-總體架構規范》

《NHJC-02-2018 用能單位能耗在線監測系統-基礎信息與格式規范》

《NHJC-03-2018 用能單位能耗在線監測系統-系統平臺接口協議規范》

《NHJC-04-2018 用能單位能耗在線監測系統-端設備接口協議規范》

《NHJC-05-2018 用能單位能耗在線監測系統-省級平臺機房與硬件配置規范》

《NHJC-06-2018 用能單位能耗在線監測系統-端設備技術規范》

《NHJC-07-2018 用能單位能耗在線監測系統-能源品種采集規范》

《NHJC-08-2018 用能單位能耗在線監測系統-系統安全規范》

《NHJC-09-2018 用能單位能耗在線監測系統-省級平臺功能規范》

《GB/T15587-2008 工業企業能源管理導則》

《GB/T23331-2012 能源管理體系要求》

《GB/T2598-2008 綜合能耗計算通則》

《GB/T3484-2009 企業能量平衡通則》

《GB/T38692-2020 用能單位能耗在線監測技術要求》

 

2.2 整體結構

三級平臺+ + 端設備:用能單位能耗在線監測系統采用“平臺+省級平臺+用能單位端系統"的架構，為各部委、 各級節能主管部門和質監部門、用能單位等用戶提供不同層次的服務。

平臺：平臺指設立在節能主管部門，接收、存儲、匯總、分析全國用能單位能源相關數據的數據中心，為相關部門、用能單位、社會公眾提供應用服務，也稱“數據中心"。

省級平臺：省級平臺是部署在省（區、市）相關部門，接收、存儲、匯總、分析本地區內用能單位能耗在線監測數據，為本地相關部門、用能單位提供應用服務，也稱“省級數據中心"。

端系統:指用能單位接入端系統，是對企業能源轉換、輸配、利用和回收實施動態監測和管理的信息系統 。

端設備:放置在用能單位，用于采集、分析、匯總用能單位能耗數據并將數據上傳到系統平臺的設備。

 

2.3 端系統結構

根據《用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》的要求，用能單位接入端系統部署在用能單位內部，由用能單位負責建設。

主要功能:

通過計量儀表、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，或直接上傳至平臺；用能單位接入端系統要通過網閘、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。

安科瑞可為企業接入端系統提供完整解決方案：

 

2.4端設備

企業接入端系統需要從生產過程控制系統中采集能耗相關數據，考慮到企業生產網絡與辦公網絡(互聯網) 之間并不互通的實際情況，企業接入端系統將通過具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線監測端設備，實現生產網絡和辦公網絡之間的物理連接，在數據傳遞過程中確保從生產網絡（內網）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絡(外網)，再通過外網主機側的CA數字認證證書進行身份認證識別后上傳至省(市）級平臺。結構如圖所示：

 

2.4.1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：64G 固態硬盤；

(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，便于現場維護操作；

(6)雙冗余開關電源，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；

(9)4個USB接口，可用于CA證書接口；

2.4.2端設備軟件功能

(1)支持從現場的儀表通過Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等協議采集需要的能耗實時數據，并進行匯總生成上報的能耗數據；

(2)支持從能源網關、DTU、SCADA通過Modbus TCP（GB/T19582）、能耗協議等上傳的能耗實時數據，并進行匯總生成上報的能耗數據；

(3)支持從自動化信息系統通過OPC協議采集需要的能耗實時數據，并進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個月以上；

(6)可根據項目情況錄入企業基本信息、企業生產層級結構、計量器具檔案信息、端設備信息、數據采集項信息等各類基本信息；

(7)按照《NHJC-04-2018 用能單位能耗在線監測系統技術規范-端設備接口協議規范》的要求往或省級平臺上傳數據；

(8)支持斷線緩存，保證數據的連續性；

(9)端設備平臺方便用戶使用、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。

3.1加快能耗在線監測立法

由于法律法規體系不健全，造成各部門間權責不清、實際工作缺乏明確法律依據，嚴重影響能耗在線監測系統數據質量。一方面，亟須出臺專門的、可操性強的法律法規以理清各方權責、規范工作程序、完善懲獎制度、建立評價考核體系，為開展能耗在線監測系統建設工作提供堅強有力的法律保障；另一方面，隨著我國節能工作不斷深入，與時俱進地修訂和調整相應的法律法規已迫在眉睫，對于制定較早的法律，應盡早修訂，以便與其他層次的法律法規相協調。

3.2完善能耗在線監測系統技術規范

以節能降耗為目的的用能單位能耗在線監測系統，是以能夠準確、完整、及時地反映區域、用能單位用能狀況及其變化趨勢為直接目標，并為節能管理與決策提供服務的綜合性技術行為，涵蓋各類工業企業。盡快建立統一的、覆蓋大多數行業、工序的技術規范體系是實現系統建設質量管理的重要前提，是保障監測結果準確、可靠的重要手段。可以通過購買服務等方式委托技術支撐機構采用課題、作業指導書等方式解決建設標準缺失的問題，并組織專家組深入個別存在技術難題的用能單位，為其提供具體解決方案。

3.3鼓勵引導，調動用能單位建設積極性

加大相關法規、政策、標準以及典型案例宣傳力度，推動用能單位從需求側出發建設系統，讓用能單位充分認識到建設能耗在線監測系統可切實幫助企業節能降耗增效。各地節能主管部門可根據當地工業結構特點及用能單位實際情況，將能耗在線監測系統建設工作與節能資金申請、節能項目評審、用能權交易等節能管理工作相結合，制定不同類型獎懲政策，調動用能單位建設積極性、主動性。在省級能耗在線監測平臺建設中融入節能監察、節能診斷、節能技術推廣等工作，用好監測數據，著力分析挖掘行業、企業的節能潛力，幫助企業制定合理用能方案，提升企業獲得感，提高能耗在線監測系統認可度。

3.4加強能力建設，形成合力

加強組織領導，聯席會議工作組除節能部門、市場監管部門、節能和計量系統技術機構外，應將有關供能單位一并納入，積極推進系統與能源管控中心、電力需求側管理平臺的數據整合。提高應用監測數據的能力，以應用推動系統長效運行。定期開展端系統建設質量及計量器具配備的監督檢查，幫助和指導用能單位完善系統建設。業務上充分發揮省市節能和計量系統技術機構的力量，加大能耗在線監測系統建設技術規范和標準的培訓，建立交流學習制度，共同分析解決能耗在線監測系統建設過程中遇到的難題。健全用能單位機構設置，配置相應的專兼職系統管理人員，強化貫標工作，使其真正擔負起能耗在線監測系統建設和應用工作的重任。

3.5嚴格規范第三方技術服務機構行為

部門應逐步建立常態化監督管理機制，完善第三方技術服務機構管理、服務質量評價、信息披露等制度，對存在弄虛作假、惡性競爭等嚴重違反誠信和職業操守的行為嚴懲不貸。健全政策支持體系，為第三方技術服務機構在技術創新、稅收政策、行業管理、技術培訓等方面提供政策支持和資金扶持，提高第三方技術服務機構綜合實力，更好地幫助用能單位提升節能管理水平的同時也促進我省節能服務產業做大做強。加強行業自律管理，充分發揮行業協會的作用，制定和實施行業自律公約，推行行業內等級評價、監督維權等機制，規范行業從業者行為，推動節能服務行業良性發展。

 

【參考文獻】

[1]發展和改革委員會,質檢總局.用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案[Z].2017. 

[2]芮方歆.對推進福建省用能單位能耗在線監測系統建設的思考[J].化學工程與裝備,2020(03):175-176.

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版