重点用能单位能耗在线监测系统应用与服务

一、安徽省计量科学研究院简介

      国家城市能源计量中心（安徽）依托于安徽省计量科学研究院（以下简称“国能中心”），于2010年8月获得国家质检总局批准建设，2012年1月正式揭牌运行。中心工作职能包括：能源计量数据采集、监测；能源计量技术研究、能效测试、用能产品能效评价和能源计量评价；接受委托开展能源审计、能源平衡测试；积极探索能源计量数据管理和应用的有效途径，向社会提供能源计量技术服务，为节能减排提供计量技术保障。

二、项目实施背景

      企业能源消耗量大、种类多，有水、电、气、汽等，涉及二级单位的计量及核算，管理难度大。对这些能源进行快速、准确、可靠的监测和计量，有利于企业合理调度能源、加强成本核算、降低消耗、提高效益。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出：“十三五”期末单位国内生产总值能源消耗比“十二五”期末降低15%左右，这一指标是“十三五”规划目标中最重要的约束性指标之一，也是我国“十三五”期间节能工作的奋斗目标。因此，加强企业能源计量管理，开展企业节能降耗行动，提高能源利用率是减少资源消耗、保护环境的最有效途径，也是我国走新型工业化道路的重要内容，这对于提高企业经济效益，缓解社会经济发展面临的能源和环境约束，完成“十三五”规划目标有着十分重要的意义。

图1  现场安装水流量计采集设备

      安徽省能耗在线监测系统具有标准化、专业化、科学化、时效性强的特点，采集难度较高。同时，考虑到能源数据对于企业决策的重要意义，以及能源本身具备危险性的特点，需要对企业建立的能源数据获取系统提出更高的要求。

三、具体创新措施

1. 总体方案

      安徽省能耗在线监测系统主要以计量技术为基础，结合物联网技术，通过能源数据信息平台可以对重点用能企业的煤、油、水、电、气等主要能耗计量数据实行科学采集、综合分析和有效应用。在系统建设中，以单个企业或公共机构为单位，以建立覆盖全省的能源计量数据采集、监测网络为目标，针对重点能耗单位的能源使用进行全面的自动化监控，并通过信息化平台实现能源计量数据的在线采集、实时监测、远程传输、集中存储，方便政府对能源利用状况和水平进行监督，为政府和有关部门科学统计单位产品能耗、公共机构单位建筑面积能耗提供数据支撑，为考核评价重点能耗单位节能减排目标，提供统一、可靠的能源计量数据；同时为用能单位及时掌握能源状况提供第一手资料，为企业进行节能技术改造提供可靠的依据和解决方案，解决了目前能耗数据不准、不实，管理粗放的问题，从而实现“节能、降耗、增效”的目的。

2. 研究方法及创新措施

（1）系统总体框架

      能耗在线监测系统是一个能够长期可靠运行，并且持续完善的系统，从而能够在其生命周期内，不断扩展接入各行业用能单位的能耗监测数据，最终达到对全省用能企业数据的全面在线监测。为了达到上述要求，系统必须采用结构良好的框架结构，保证系统的各种业务与软件要素接口界面清晰，能够有效配合，支撑系统的应用功能，满足用户要求，同时使系统具备良好的可维护性与可扩展性。业务应用层通过系统功能模块的划分，实现具体的业务应用。

（2）能源数据采集终端

      由于能源计量传感器种类繁多，除了电表有国家标准，其他的通信协议没有标准，因此目前企业端现场均装有一套能支持不同协议的采集终端。能源数据采集终端主要负责采集用能企业的各种能源计量数据，比如煤、电、气、油、水等数据，采集终端基于嵌入式系统开发，具有高时效性、多参数和高稳定性的特点，特别适合于多点、多参数的远程数据采集。

（3）系统应用平台

      通过实时采集的能源数据建立安徽省能耗在线监测系统，形成上至省级能耗监控统计系统，下连各地市能耗检测平台数据的现代计算机网络体系，形成一个良好统计信息公共通讯服务平台的具有多层次、多地域的开放性、标准化互连环境，实现数据共享、综合统计、远程终端访问、数据库查询等服务功能。能耗统计部门之间的行政业务联系和复杂的信息传递流程，可以形成以城市能源监控数据库为核心的多层次、立体化的信息网络。在这个多层次、立体信息网络中，信息不仅从上到下，从下到上的流动，还有大量的跨地域的横向信息传递。

（4）关键技术与创新点

能源监控系统应用平台的关键技术如下：

实现能源实时数据、各种关系型数据的全面集成。

将各种复杂的单位产品以及工序能耗计算集成在系统里，实现能源有效分析和管理。

将无线传感网技术集成在系统里，实现数据的安全、低成本传输。

能源数据采集终端的创新点如下：

采用OPC技术，实现与各种电表、流量计的数据通信。

SQLITE数据库在嵌入式系统上的实现，增强数据规范化共享。

基于CGI动态网页远程访问。

采用PERL脚本实现动态配置校正公式，用户可以根据挂载仪器设备的特性，现场或远程修改校正公式。

四、项目取得成效

1.为政府提供能源数据

      通过能源数据监控不仅为政府各部门准确掌握、分析用能情况及制定节能政策和能耗监管提供决策依据，满足政府城市能源规划、调控及节能管理的需求，还可以使政府全面了解本地区用能单位的能源利用状况，从而制定本地区科学、合理的能源消耗限额和定额。截至2020年，随着安徽省能耗在线监测系统的应用深化，安徽省计量科学研究院先后起草制订了《医院综合能耗限额及计算方法》、《水泥单位产品综合能耗限额》、《聚氨酯合成革单位产品能源消耗限额》、《白色硅酸盐水泥单位产品能源消耗限额》等多项能耗数据限额地方标准。

      此外通过能源数据监控，有利于政府了解用能单位贯彻国家能源方针、政策、法令、标准情况与实施效果。能源监控以国家的能源政策、能源法规、法令、各种能源标准、技术评价指标、国内外先进水平为依据，基于能源监控可以使政府做出正确的决策，对于违反节能法律法规的用能单位采取相应的措施，保证节能优惠政策、基金援助和节能技改优惠贷款等向能源利用情况较好的用能单位倾斜。

图2  能耗监测平台-总入口

2.为企业提供能源服务

      通过能源数据监控，可以帮助重点能耗企业开展五项服务措施，促进企业开展节能降耗活动。

一是为企业提供能源计量方面的法律、法规及节能降耗活动的咨询和服务。组织企业学习贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国计量法》、《GB17167-2006 用能单位能源计量器具配备和管理通则》等国家有关能源、计量法规、规定和标准，依法规范企业能源计量管理能力。

二是帮助企业培训计量管理人员、建立健全计量管理体系。积极帮助企业培训计量管理人员，健全计量管理机构，完善各项计量管理制度、能源计量数据管理制度。指导企业建立、健全计量管理体系和计量检测体系，指导企业开展测量管理体系和计量合格确认工作。

三是指导企业合理配备能源计量器具加强能源计量监测数据的应用。指导企业按照《GB17167-2006 用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求，合理配备能源计量仪器、仪表，使之能满足GB/T6422、GB/T15316关于用能设备的能源监测要求。

四是指导企业采用新技术开展节能降耗活动。积极指导企业采用新技术、新工艺、新方法、新材料，淘汰落后产品、设备和工艺，开展节能技术改造，及早实现节能降耗的目标。

五是加强监管和服务。依据《用能单位能源计量器具配备和管理通则》国家标准及有关重点耗能行业的能源计量器具配备和管理的要求，对企业能源计量器具配备情况进行检查，指导企业合理配备计量器具，并按照计量法律法规的要求，督促企业按时对所配备的计量器具进行计量检定、计量校准。

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