摘要：建设石化企业能源消耗在线监测系统，既是国家节能法律、法规和政策的基本要求，也是企业降本增效、实现可持续发展的必由之路。 介绍了石化企业能耗在线监测系统的国内外进展，提出系统建设应从集团公司、工厂层面和装备层面综合考虑。 本着内外部监督、持续改进的原则，构建支撑企业可持续发展的有效能源管理体系。
关键词：能源消耗在线监测； 能源管理; 节能
1 简介
建设用能单位能源消费在线监测系统，是贯彻党的十九大精神、推进生态文明建设的具体体现。 2017年9月25日，国家发展改革委等两部门印发《重要用能单位能源消费在线监测系统推广建设工作方案》。 最后阶段，基本建立连接各省（区、市）、相关部门和行业数据共享的监测体系。 2018年5月1日，《用能单位节能管理办法》正式颁布实施，其中规定“未开展能源消耗在线监测系统建设和能源在线监测的责令限期改正；逾期不改正的，由节能主管部门处一万元以上三万元以下的罚款。 2019年4月4日，国家发展改革委等两部门发布《关于加快推进用能单位能源消耗在线监测系统建设的通知》发改办环字[2019]424号，鼓励企业建设覆盖所有资源消耗综合监控系统的建设，很大程度上整合了现有的信息管理系统或控制系统，为单位节能、挖潜、降本增效提供支撑。 石化企业作为我国六大耗能行业之一，不仅是国家节能法律法规和政策的基本要求，也是企业降本增效、实现可持续发展的必由之路。 随着国家用能单位能耗在线监测系统正式上线，石化企业建设能源消耗在线监测系统并实现与国家平台对接势在必行。
2 在线监测系统现状
国内外大型石化企业通过能源管理信息化工具提高能源效率，支撑自身能源管理业务发展，实现绿色可持续发展。 国际大型炼化一体化公司埃克森美孚公司借助PDCA方法构建能源管理模型，通过构建和实施发现了200多个节能最佳实践和15%的节能改进潜力。能源管理系统（在线能耗监测系统）。 瓦莱罗能源公司采用先进控制技术优化公共工程系统，建立公共工程优化模型，注重能源计量对比和能效管理，实施ASPEN能源优化解决方案，产生经济效益270万美元。 阿克苏诺贝尔注重能源管理，在现有系统中集成EMS、ERP能源计量和统计数据，建立能源管理平台，对内、对外全面展示能源绩效，取得了良好的节能减排效果。 2017年，系统内7家中国石化公司完成能源管理系统推广项目，建成能源规划、能源运行、能源统计、能源优化、评价分析等5个功能模块，实现能源生产、储存和转移。 生产、运输、消费全过程协同管理取得了良好的应用效果和经济效益。
现阶段国内石化企业在线监测系统建设存在问题。 一是对能源信息系统建设认识不够清晰。 管理者认为它不能带来经济效益，对能源的系统化管理缺乏足够的信心。 条件尚待完善，主要是能源计量和统计，部分能源流向不明确； 统计数据受人为因素等影响较大； 三是重制度建设，轻制度应用； 在能效对标、能源绩效指标评估、能源预警预测等功能模块的设计和开放性方面明显不足； 阻碍了系统的整体应用； 第四，决策者和用户对在线监测系统在企业系统中的定位和作用尚不清楚，系统建设的目标和内容仍需进一步探讨，如何在企业系统中协调和优化能源系统集团层面和企业层面。 因此，正确认识在线监测系统在企业中的定位，借助信息技术开展能源管理，为企业高质量可持续发展注入活力并带来效益，是非常有意义的。
3 在线监测系统的定位及功能
能源在线监测是对原有信息系统的整合和升华。 能源在线监控系统不是一个独立于企业建立、独立运行的系统，而是企业信息系统中的一个子系统，是企业生产计划、制造和运营系统中的一个管理环节。 例如，唐钢能源管理中心定位为公司三级能源管理系统，依托现有信息系统，充分利用现有资源，实现能源管理中心（EMS）、ERP系统、和PI系统。 基于能源管理中心系统的实时数据，同时提取ERP、MES/DSS系统的生产绩效、生产计划、财务数据等信息，经过系统分析处理，提供真实的能源管理信息。将数据提供给能源管理专业人员，提高公司信息化水平和能源管理水平。
能源在线监测系统的数据来自：能源计划、能源计量数据、能源管理数据、公用工程数据、设备管理数据、能源质量管理数据、能源绩效考核数据等。数据来源来源广泛来源，跨部门和单位。 因此，需要从整体上考虑系统的适应性和匹配性。
某化工企业能源在线监测系统建设中也考虑了与原系统的对接。 重新考虑在线监控系统建设对二级统计核算单位的影响，尽量不对公司组织架构进行重大调整，同时尽可能与公司财务核算单位保持一致，以满足尽可能符合化工行业的实际生产和习惯要求。
石化企业在线监测系统一般包括：
数据采集、能源数据应用、运营管理，包括能源规划、能源运营、能源优化、能源统计、能源评估、能源绩效等具体功能模块。
集团公司：生产计划、能源统计分析、能源调度指挥、能源考核等；
工厂企业：计划执行、能源计量与统计、能源平衡、蒸汽动力系统优化等。
图1 集团企业在线监控系统整体功能架构
4 明确制度定位的措施
4.1 建设与应用结合的系统定位
通过能耗在线监测，进行数据挖掘、潜力分析和日常设备管理，在节能管理和运行中发挥系统建设的成效。 开展能源优化，通过建立能源需求规划优化模型，优化装置能源使用计划，提高能源使用计划的准确性，促进生产与消费的平衡，减少能源备用的冗余，并降低能源使用成本。 同时对管网进行在线监测，实时监测管网运行状况； 辅助管网优化调度，增强管网运行的安全性和优化性。 在电力优化方面，利用热力学模型和优化工具优化公用工程的生产计划； 与现场控制系统连接，根据离线最优发电计划进行在线闭环控制； 在线优化原材料、设备负载和产量。 通过建设与使用结合的定位，受益于建成的能源在线监测系统。
4.2 兼顾内外部因素的定位
按需构建。 结合石化企业的实际情况，如电力监控系统、蒸汽动力系统等生产和能源管理的建设，对用能领域的能源绩效关键指标进行有针对性的监控，而不仅仅是对基层和能源的监控。二次测量以满足政府上传数据可根据要求提供。 监测相结合。 仅在线采集电力、煤炭、天然气等相关能源数据，最多只能实现简单的抄表功能，并不是意义上的在线监测系统。 该系统需要与生产调度、企业ERP系统结合使用，实现能源监控和反馈，使企业的整体能源管理不再被忽视。 企业在线监测系统的建设需要基于企业能源管理和业务需求等内部动因，同时兼顾外部政府对在线监测系统的基本要求。 石化企业基于企业现有平台，可以充分发挥原有基础管理平台的作用，开放部分数据接口，将数据按时与政府平台对接，满足政府日常监管要求对于企业来说，不需要重新建立新的系统或平台。
4.3 持续改进的定位
在线监测系统作为一个信息系统，需要不断维护和升级，以满足工作的需要，才能继续发挥其作用和效益。 系统的不断完善可以考虑新业务的实际需求。 如果现阶段对在线环境监测有更多的要求，可以同步完善在线环境监测系统。 系统升级和维护可以改善原系统存在的电能计量问题。 针对建设初期能源计量的不足，一方面，定期对各工序计量设备进行校准和鉴定，保证计量设备的准确性； 另一方面，按照相关能源计量标准的要求，批量弥补不足。 完整的能源在线监控平台需要培养多层次的信息管理人才，注重运维体系的建设，建立完整的信息运维体系，构建完整的基础支撑，坚持持续改进建立健全的能源管理和控制体系。
5 安科瑞重要能源消耗单位能耗在线监测系统
5.1 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。 系统为管理者、各级用能内部用户、浏览者提供接入网络通道，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，为政府管理部门、企业生产管理、计量管理、节能管理提高了新的水平。 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2 能量构成
图3 监控内容
用电情况：采集供暖、锅炉、空调、制冷、照明、办公、电梯、水泵、风机、通风机等用电设备的用电信息。 主要监测其用电量，对于大型用电设备可监测其电流、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、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；
耗气量：煤气、天然气； 具有485通讯功能的燃气表采集；
环境参数：采集具有485通讯功能的温湿度计； 供暖、空调供回水温度；
5.2 系统框架
图4 系统框架
（1）能耗管理系统：该系统可以定期记录和采集重要用能企业的煤、电、油、气、热、水等能源及耗能工质，并对采集到的能耗数据进行汇总。 整理和存储，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
重要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，上报省节能督察组审核，并报国家相关部门。
（三）单位能耗水平识别评价体系
利用重要用能单位能源消耗数据，分析评价企业能源消耗状况，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、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。 对重要用能企业能源消耗情况提供科学合理的咨询和指导，帮助重要用能企业做出及时、正确、可行、有效的解决方案。
(5)能源消耗预测、能源安全预警系统
通过系统掌握重要用能企业的能源购置、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，对超标情况进行预警提醒能源消耗。
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撑系统。
（六）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，可以对全省重要用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； 办理日常节能管理相关的公文、通知、公告等。
5.3 系统网络结构
系统将各企业能源监测中心的数据信息采集到后台数据库系统，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、便捷的服务。
图5 系统结构
5.4 能耗监测系统产品选型
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、四象限电能、电流电压不平衡度、负载电流直方图显示、66种报警类型和外部事件（SOE） ）每组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，有功电能精度等级0.5S，无功电能精度等级2
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、需求统计； 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，正反向有功电能总计统计，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3×10(80)A，有功电能精度0.5S，无功电能精度2
照明箱
三相电参数U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，正反向有功电能总计统计，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，有功电能精度等级1，无功功率精度等级2； 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，有功电能精度等级1，无功功率精度等级2； 尺寸：1P
供水管
水表
测量流经供水管道的水总量，适用于单向水流量，采用电子直读技术建筑能耗ems管理系统，通过RS485总线直接输出表盘数据
燃气管道
燃气表
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
测量并显示用户的采暖供热和中央空调制冷供量，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、短路时自动报警，电压低或遭受攻击损坏时自动报警。 表盘数据通过RS485总线直接输出，测量精度高。
数据采集器是一种能够输入、记录和处理来自实时检测器、传感器、控制设备、PC机等外部设备的信号，进行测量和监控的设备。 其最大的特点是利用数据采集技术解决工业信号的采集、存储、处理和控制等问题，实现数字量化和控制。
数据采集器一般有输入输出模块、存储模块、显示模块、外围接口模块等，可以实现实时多参数采集和存储，也可以实现连续信号采集和定时存储，采集到的数据经统计处理形成一些符合客观规律的数据指标，供用户分析参考。
数据采集器的主要用途是用于实时自动监测、测量和检测，实时监测移动物体、设备指标及相关参数，连续监测各种物体及其相关参数，采集和发送各种应用或容器控制，以及实现安全控制和运动控制等，堪称实时自动控制及相关技术领域的核心设备。
数据采集器的使用范围多种多样，主要用于新能源、化工、冶金、水利、电力、制药、轻工等行业，用于监测工业大气污染物排放、工艺参数和综合指标测量、仪器设备技术参数监测与记录、节能监测与管理、楼宇智能安防监控、车载采集等，为这些行业提供准确可靠的数据采集技术支持，促进工业企业提升生产条件，提高管理水平。
数据采集器可以连接现有的设备或传感器，实现数据的实时采集和存储，并可以定时将各个设备的数据存储在服务器上，用户可以根据需要访问这些数据，进行更全面的计算和分析。 做出最好的决定。
在生产现场的环境控制过程中电力能耗管理系统采集装置，数据采集器可以帮助管理者将控制器和传感器进行集成，通过符合标准的数字量可以更好地模拟物理过程，利用数据采集器采集速度快，更准确精确的数据采集实现更精确的控制和检测，也就是说，数据采集器在现代控制系统中发挥着重要作用，大大提高了控制和检测的效率和精度。
