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技術(shù)文章/ Technical Articles
淺析能耗遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用
李明君
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:為保證企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),設(shè)計和使用遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)是基于傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢,在企業(yè)區(qū)域各個位置針對性安裝傳感器,對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編碼傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理系統(tǒng)。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計算出生產(chǎn)性能指標(biāo)指導(dǎo)運(yùn)行人員優(yōu)化運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:工業(yè);遠(yuǎn)程;在線;監(jiān)測系統(tǒng);技術(shù)
0引言
隨近年來,我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯加快,消費結(jié)構(gòu)快速升級,對能源需求旺盛,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾突出。提高能源利用率,在環(huán)境友好的情況下進(jìn)行社會發(fā)展已成為國家“十三五"發(fā)展規(guī)劃,到2020年,全*萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%,能源消費總量控制在50億tce以內(nèi),節(jié)能減排工作任重道遠(yuǎn)。
1遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用仍有一定的局限性,在燃油、燃?xì)獾绕髽I(yè)還未有效全面鋪開,尚未
全面涵蓋到地方政府監(jiān)督管理層,且未專門針對既有鍋爐等設(shè)備特性進(jìn)一步深化與集成創(chuàng)新。因此,深入探究工業(yè)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。
2解決方案
2.1數(shù)據(jù)采集層面
采用MODBUS通訊協(xié)議完成對能耗數(shù)據(jù)的采集,將數(shù)據(jù)以壓縮加密方式通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎脑诰€監(jiān)測預(yù)警平臺數(shù)據(jù)第二級為能耗系統(tǒng)(見圖1)。
2.2數(shù)學(xué)分析層面
運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計算及建模技術(shù)解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、運(yùn)算邏輯復(fù)雜、預(yù)測不準(zhǔn)等問題。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)量,首先要解決存儲問題,然后是查詢、檢索及加工(處理)等。遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)包含一系列大數(shù)據(jù)處理工具和方法,通過對數(shù)據(jù)的研究,將發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域。此外,云計算技術(shù)也將**改變整個信息產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境,如基礎(chǔ)設(shè)施、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、及軟件等。
2.3統(tǒng)一平臺層面
系統(tǒng)基于管控一體化信息平臺,采用分布式部署方式。在整體需求的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能及核心數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,以達(dá)到結(jié)構(gòu)清晰和易于擴(kuò)展。在設(shè)計中,遵循實用可行、適用易用、安全可靠、先進(jìn)成熟、可擴(kuò)展、可移植的原則,保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效運(yùn)行,同時滿足未來擴(kuò)展需求。在功能方面,采用微服務(wù)方式,包括:能耗動態(tài)監(jiān)管、能耗水平識別及評價、重點用能企業(yè)能效對標(biāo)分析、重點用能企業(yè)節(jié)能分析及考核、城市能源預(yù)測及預(yù)警、決策支持及專家智能等。此外,系統(tǒng)還提供了報表分析、計算引擎、模型分析等十多種支持工具,以便能源數(shù)據(jù)的管理和分析。
3遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)在某重點用能企業(yè)中的應(yīng)用
3.1現(xiàn)場調(diào)研
公在安裝遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)前,生產(chǎn)監(jiān)視由儀表完成,數(shù)據(jù)采集來自人工的按時段抄表;缺乏分析工具,使所獲數(shù)據(jù)不能反映當(dāng)前能源消耗狀況、不能預(yù)測未來消耗趨勢、不能支持優(yōu)化運(yùn)行。
3.2系統(tǒng)設(shè)計及實施
針對調(diào)研結(jié)果,遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集為起點,向上依次包括數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)存儲層、支撐平臺層、應(yīng)用層和展示層。清晰的層次結(jié)構(gòu)滿足了企業(yè)的需求,保證了后續(xù)的擴(kuò)展性,見圖2。
3.3項目培訓(xùn)、交付和運(yùn)行維護(hù)
項目完成后,建立項目驗收文檔,由專家團(tuán)隊進(jìn)行驗收。驗收內(nèi)容包括項目過程文檔、系統(tǒng)設(shè)計文檔、系統(tǒng)測試文檔等。項目驗收合格后移交后期維護(hù)及技術(shù)服務(wù)工作給遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商。依托完整的運(yùn)維體系,服務(wù)團(tuán)隊實現(xiàn)7×24h不間斷服務(wù),保證系統(tǒng)問題在15min內(nèi)響應(yīng)、2h內(nèi)出具解決方案。同時,服務(wù)團(tuán)隊對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,做到提前發(fā)現(xiàn)問題并及時解決,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3.4系統(tǒng)應(yīng)用成效
1)實現(xiàn)靜態(tài)監(jiān)管轉(zhuǎn)為動態(tài)監(jiān)管通過建立標(biāo)準(zhǔn)化能耗采集監(jiān)測體系,規(guī)范采集工作操作流程:對接入監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范處理,確保能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性,從而對生產(chǎn)過程及時優(yōu)化和調(diào)整,保證節(jié)能*大化。
2)實現(xiàn)單一部門管理轉(zhuǎn)為聯(lián)合辦公管理通過遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng),以能耗為重點,錄入建筑、生產(chǎn)線、辦公區(qū)域等能耗數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,為企業(yè)節(jié)能減排、整體規(guī)劃提供支撐,提高廠區(qū)各職能部門辦公效率,降低監(jiān)管成本。
3)實現(xiàn)由強(qiáng)制執(zhí)行轉(zhuǎn)為主動引導(dǎo)建立公共服務(wù)平臺,實現(xiàn)用能單位、節(jié)能服務(wù)公司及員工的緊密連接:通過平臺發(fā)揮節(jié)能減排激勵作用和示范效應(yīng),引導(dǎo)企業(yè)及員工提升能源利用效率、加強(qiáng)用能管理。
4)實現(xiàn)事后分析轉(zhuǎn)為預(yù)測分析在獲取重點區(qū)域、生產(chǎn)線、能源使用、消耗、配置及調(diào)度情況的基礎(chǔ)上,對歷史能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對全廠能源日平均消費量趨勢進(jìn)行分析,從而對庫存周轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)督,如儲備預(yù)警等。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、系統(tǒng)計算及模型優(yōu)化,對能源消耗趨勢進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,提前掌握行業(yè)、區(qū)域能源消費趨勢,從而提前布局管控政策,保證節(jié)能高效、準(zhǔn)確執(zhí)行。
5)實現(xiàn)電平衡、水平衡實時動態(tài)分析通過對電、水、氣、汽等開展能源平衡測試,及時發(fā)現(xiàn)耗能異常問題:系統(tǒng)通過餅圖、柱狀圖等對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,對用能情況進(jìn)行分析,通過能源平衡測試及在線監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)重點耗能,以挖掘潛力,緩解企業(yè)節(jié)能減排壓力。
4Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺
(1)概述
Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺,建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器,選配網(wǎng)關(guān),自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運(yùn)維管理等功能,并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。
(2)應(yīng)用場所
本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。
(3)平臺結(jié)構(gòu)
(4)平臺功能
◆電力集抄
電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示,以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制,對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理;在數(shù)據(jù)資源管理方面,可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行(包括歷史和實時參數(shù),并根據(jù)實際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢或打印,提高工作效率,節(jié)約人力資源。
變壓器監(jiān)控
配電圖
◆能耗分析
能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù),實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來,運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理,實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源,提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
能耗概況
◆預(yù)付費管理
1)登陸管理:管理操作員賬戶及權(quán)限分配,查看系統(tǒng)日志等功能;
2)系統(tǒng)配置:對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置;
3)用戶管理:對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;
4)售電管理:對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;
5)售水管理:對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作;
6)報表中心:提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢,本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢,都支持excel格式導(dǎo)出。
預(yù)付費看板
◆充電樁管理
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費和充電樁運(yùn)營的所有功能,包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。
充電樁看板
◆智能照明
智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測,也可以實現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等,降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本,提升管理水平,并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。
監(jiān)控頁面
◆安全用電
安全用電采用第一時間的排查和治理,達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患,實現(xiàn)“防患于未然"的目的。
◆智慧消防
通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。*補(bǔ)了原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白,適應(yīng)于所有公建和民建,實現(xiàn)了無人化值守智慧消防,實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實際需求。
(5)系統(tǒng)硬件配置
5結(jié)論
“面向典型重點用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測平臺"的建設(shè)是信息化與節(jié)能工作相結(jié)合的可行方式,能
有效提高企業(yè)能源利用率,挖掘企業(yè)節(jié)能潛力,對提高企業(yè)科學(xué)管理水平具有戰(zhàn)略意義。
參考文獻(xiàn)
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