摘要：本文以典型工业城市为主要实施对象，通过对重点耗能企业的能耗分析，构建了重点耗能企业能耗在线监测系统，并将该系统应用于齐齐哈尔市。监控系统充分利用互联网+、大数据分析、数据建模等技术，建立统一的应用平台，取得显着效益。通过项目实践表明，重点用能企业能耗在线监测系统能够对能源管理起到推动作用，有效提高能源管理水平。
关键词：能源管理；节能降耗
1 简介
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，能源需求依然旺盛，社会经济发展与资源环境保护的矛盾突出。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GDP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。虽然我国在环境保护方面取得了巨大成就，但是与国际先进国家相比，节能减排的差距仍然面临着巨大的挑战。
尽管节能形势严峻，但也迎来了难得的历史发展机遇。一是通过大量的社会宣传和科普活动，企业和个人的节能环保意识不断提高；二是国家政策导向使企业不断加大产品结构调整力度，突出企业科技创新能力。影响。在这样的政策和社会环境下，为进一步推进节能减排创造了有利条件。
2 解决方案
工业化城市的能源消耗量较大，是目前节能领域的重点控制对象。因此，根据典型工业城市的能耗现状，有必要开发重点耗能企业能耗在线监测系统。在本系统中，当前能耗在线监测系统的问题主要从以下三个层面来解决。
2.1 数据收集级别
企业能耗数据实时采集采用渐进式建设方式，逐步完善工业企业实时采集对象，推进主要能源计量仪表智能化覆盖，实现能耗数据在线实时采集。
采用泛在绿色控制网络协议，完成工业企业能耗数据的采集。通过网络、GPRS/3G无线网络等，以压缩加密的形式，传输到能耗在线监测预警平台的数据中心服务器。点对点恢复功能保证了企业采集的能耗数据的实时性和可靠性。为此，企业内部采用二级采集方式：数据采集网关直接面向各级生产系统，再通过企业端设备（市级）传输至上级系统平台，见图1）。
图1 数据传输拓扑
2.2 数学分析级别
利用大数据技术、云计算技术和数据建模技术，支持系统解决系统数据量大、操作逻辑复杂、预测数据不准确等问题。系统中的数据量巨大企业能耗监测管理，首先要解决存储问题，然后是查询、检索和处理（加工）问题。因此，该系统包含了一系列用于大数据处理的工具和方法。通过大数据的研发，将其发现的问题和规律应用到相关领域，解决海量数据处理问题，推动其突破性发展；此外，云计算技术还将改变信息技术产业的生态环境，无论是基础设施，
2.3 统一平台级别
通过重点用能单位能耗在线监测系统，以工业能耗为重点，纳入建筑、交通、事业单位等领域能耗在线监测数据，实现多领域数据共享，提供数据为全市节能减排总体规划。支持，提高齐齐哈尔市各职能部门办公效率，降低监管成本，同时通过系统接口向协同办公部门按需提供分析数据，打破数据孤岛壁垒。
在上述研究讨论的基础上，开发了典型工业城市重点耗能企业能耗在线监测系统。
该系统基于综合管控信息平台，采用分布式部署方式。在整体需求的基础上，对系统的业务功能和核心数据进行统一规划，以实现结构清晰、易于扩展。在系统设计过程中，遵循实用性、适用性和易用性、安全可靠、成熟度先进、可扩展性和可移植性等原则，确保项目安全、稳定、有效运行，同时满足项目要求。未来 5 年甚至 15 年。系统扩展要求。
在系统功能方面，采用微服务方法设计工业领域能耗动态监管、工业领域能耗水平识别与评价、重点用能企业能效对标分析、能源-重点用能企业节能分析与评价、城市能源预测与评价。提供预警、决策支持、专家智能等系统功能，以及报表分析工具、计算引擎工具、模型分析工具等十余种支持工具，方便能源数据的管理和分析。
齐齐哈尔是典型的工业城市，齐齐哈尔市重点耗能企业能耗在线监测系统的实施具有代表性。本文将以这座城市为例进行说明。
3 工业城市重点耗能企业能耗在线监测系统的应用
齐齐哈尔是“一五”期间国家投资建设的重工业基地。是典型的一城多镇的工业城市。工业能源消耗的持续增长给城市能源管理带来了巨大的压力和挑战。传统的能源监控方式已经不能满足精细化能源管理的需求。需要引入新的能源监控平台和管理方法。重点耗能企业能耗在线监测系统在齐齐哈尔市的应用取得了预期效果。
3.1 系统研究
能源管理专业团队开展专项调研，了解齐齐哈尔市能源管理现状。在调查中发现，我市在能源管理过程中具有以下特点：
（1）工业能耗高且逐年增加，能耗相对集中，管理难度大
2016年全市能源消费量857.万吨标准煤，其中规模以上工业综合能耗510.85万吨标准煤，占比59.6%；电力和热力生产 供应业能源消耗240.，占规模以上能源消耗的46.98%，能源消耗集中度比较明显。仅依靠各企业上报的能耗数据已不能满足精细化能源管理的需要，管理难度大。
(2）缺乏及时有效的数据和分析工具，管理手段单一
数据采集滞后，不能反映能源消耗和节能现状。但能效分析、节能监测、能源宏观决策等对能源信息的实时动态要求较高，缺乏时效性的数据难以满足要求。数据覆盖面窄，无法形成完整统一的数据体系，不能全面反映能源消耗情况。缺乏有效的数据分析模型和预测工具，科学分析和处理数据的手段不足，预测预警缺乏信息支持，对国民经济发展和能源管理决策的支持薄弱。
(3）存在信息孤岛，无法实现信息共享
城市能源计量信息、企业能耗信息、节能监测和监测相关信息相互独立，没有资源共享，没有长期积累数据的技术手段企业能耗监测管理，数据信息的价值没有没有发挥作用，对城市节能综合治理没有支撑作用。.
3.2系统设计与实现
针对研究过程中发现的问题，我们从工业现场数据采集入手，对“齐齐哈尔市重点耗能企业能耗在线监测预警平台”的逻辑架构设计进行了调整和优化。企业，并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，清晰的层次结构既满足了项目的需求，又保证了后续的可扩展性。
图2 能源在线监测系统设计框架
3.3 项目培训交付及运维
项目完成后，形成项目验收文件，交专家组验收。验收内容包括项目过程文件、系统设计文件、系统测试文件等，项目验收后转入后期运维和技术工作。这时，运维团队会介入，开启新的服务模式。
依托完善的运维体系，实现7×24小时不间断服务，15分钟内响应系统问题，2小时内出具解决服务模式。同时对系统运行状态进行监控，提前发现并解决系统问题，保障系统运维的稳定运行；整个运维过程状态可见，便于管理人员及时跟进。
3.4系统应用结果
目前，该系统已完成全市62家企业能耗的实时采集。通过对采集数据的分析、预警和跟踪，及时发现异常能源消耗并提前干预，提高了齐齐哈尔市能源管理水平。以下几个方面：
(1）实现从静态监管到动态监管的过渡
通过建立标准化的能耗采集监控体系，规范实际工作中采集的操作流程，规范接入监控的数据，保证能耗在线监控数据的有效性，对实时数据进行分析在线监测，分析在线监测的实时数据。辖内企业对数据进行动态分析，及时干预，确保节能政策的高效、正确实施。
(2）实现从单一部门管理到联合办公的转变
通过重点用能单位能耗在线监测系统，以工业能耗为重点，编制建筑、交通、事业单位等领域能耗在线监测数据，实现多领域数据共享，并为全市节能减排工作提供总体规划。数据支撑提高齐齐哈尔市各职能部门办公效率，降低监管成本。
（3）实现从执法到主动引导的转变
建立公共服务平台，实现政府、用能企业、公众的紧密联系。通过平台，发挥节能减排政策的激励和示范作用，引导企业提高能源利用效率，加强能源管理。向公众宣传节能理念，加大节能宣传教育，提高全民节能意识。
(4）实现从单维分析到多维分析的转变
采用数据立方体分析方法，允许在多个抽象层进行数据分析，为海量数据、多维度的统计分析提供了一个通用的、通用的工具。多维度分析，从而实现问题的准确定位。
（5）实现从事后分析到预测分析的转变
在综合获取监测范围内齐齐哈尔市重点区域、重点行业和企业的能源使用、消耗、配置和调度情况的基础上，对历史能源消耗数据进行数据挖掘，利用大数据技术进行精准分析. 历史能耗数据可以对全市各类能源日均消耗量进行趋势分析，对全市工业领域各类能源库存周转情况进行储备预警。结合大数据技术和系统计算优化模型，可以对能耗进行分析。精准预测趋势，提前掌握行业和区域能源消费趋势，提前干预，提前部署调控政策，
4 安科瑞工业能耗监测系统介绍（含组件选型）
4.1系统概述
多年来，我国企业能源消耗的收集大多采用企业定期上报能源消耗报告的收集方式。它并不是对实际能耗的完全客观反映。能耗管理部门没有其他直接有效的手段来获取重点企业的实际能耗信息，更无法有效分析不同类型的能耗指标，制定针对性的能耗管理政策。也无法进一步提出节能方案，有效降低能耗。
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数据综合管理系统。系统为各级能耗管理人员、内部用户和观众提供接入网络通道，构建合理、高效的信息传输平台和管理平台。工业能耗在线监测系统的开发和应用，将政府管理部门、企业生产管理、计量管理和节能管理提升到了一个新的高度。.
能量构成及监测内容：
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。主要监控其耗电量，针对大耗电设备监控其电流、电压、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、功率等。
水：自来水和蒸汽；采集具有485通讯功能的智能热量表、蒸汽流量计、水表等；
气体用途：煤气、天然气；具有485通讯功能的燃气表；
环境参数：采集温度/湿度计，485通讯功能；采暖空调供回水温度；
4.2 系统框架
图 5 系统框架
（1）能耗管理系统：该系统可以定时进入并实时采集煤、电、油、气、热、水等能源和耗能工质，对能耗数据进行整理和存储，并为汇总分析和报告提供数据支持。
(2）能源利用状况信息报告系统
重点用能企业可向市节能监督中心报送当年《能源利用状况报告》。
(3）单位能耗等级识别与评价体系
利用重点能耗单位能耗数据，对企业能耗状况进行分析评估，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、制定相关政策措施提供科学依据和平台。
(4）决策服务与专家咨询服务体系
系统提供直观、简洁、快速的数据信息查询和决策支持服务。对重点用能企业的能源消耗提供科学合理的咨询和指导，帮助重点用能企业及时、正确、可行、有效地提出解决方案。
(5）能耗预测、能源安全预警系统
通过系统掌握重点耗能企业的能源采购、使用、消耗和生产情况，对企业能源消耗情况进行综合评价分析，将同期值与限值进行比较，对能源消耗超标情况进行预警。标准。
在综合获取能源使用情况的基础上，进行数据挖掘分析，实现能源消耗预测分析功能，为政府相关部门的宏观决策提供支撑系统。
（6）节能监测与信息发布、法律法规知识培训系统：
通过该系统平台，可对全省重点耗能企业进行综合节能监管；可以发布节能法律、法规和标准，以及能源基础知识、能源统计知识、节能监测方法等资料；可办理与日常节能管理工作有关的公文、通知、公告。等待。
4.3 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，经过分析处理后提供分析、预测和预警功能。同时，通过门户网站、无线终端等方式，为省、市领导及有关委办局提供多方位、可视化的便捷服务。
图6 系统网络结构
4.4 能耗监测系统产品选型
5 总结
建设“面向典型工业城市的重点耗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，可有效提高企业能源利用效率，挖掘节能潜力。提高企业能源科学管理水平，具有战略意义。该系统在齐齐哈尔市应用后，万元产值能耗降低5%左右，达到了预期效果，随着监控系统的持续运行，仍有空间降低单位能耗。
【参考】
[1] 国务院“十三五”节能减排综合工作方案[Z]. 2015.
[2] 王小文，姚昆，张杰，于利民。典型工业城市重点耗能企业在线能耗监测系统及应用实践
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册。2019.第11版
