力控科技

低碳工業(yè)園區(qū)能源管理平臺

力控科技

低碳工業(yè)園區(qū)的建設與推廣是我國推進工業(yè)低碳轉型的重要舉措，低碳工業(yè)園區(qū)能源與碳排放管控平臺是低碳工業(yè)園區(qū)建設的關鍵環(huán)節(jié)。如何對園區(qū)內企業(yè)的能源量進行采集、計量、碳排放核算，如何對能源消耗和碳排放進行實時動態(tài)監(jiān)測和評價等問題，涉及多個技術領域，專業(yè)性強。其數(shù)據(jù)不僅要求準確，更要求真實可靠（即可核查、可溯源）。這是低碳工業(yè)園區(qū)“管控平臺”建設的核心任務，也是當前我國工業(yè)園區(qū)建設中需要迫切解決的主要問題之一。

需求分析

（1）設備種類、通訊鏈路、通訊協(xié)議繁多

低碳工業(yè)園區(qū)能源與碳排放管理過程涉及到大量計量設備、數(shù)據(jù)采集設備接入，能耗計量設備與各類傳感器對外接口協(xié)議，通訊鏈路復雜，如何將園區(qū)內各企業(yè)的能源及碳排放數(shù)據(jù)進行匯總并集中管理是低碳園區(qū)能源與碳排放管理平臺建設的重點之一。

（2）海量數(shù)據(jù)采集，基礎數(shù)據(jù)長期歸檔

低碳園區(qū)節(jié)能減排數(shù)據(jù)服務器需處理園區(qū)各單位海量能耗數(shù)據(jù)，為各單位、同行業(yè)企業(yè)能耗同比環(huán)比分析提供基礎數(shù)據(jù)。這需要保證管理平臺歷史歸檔服務器具有高效的存儲壓縮性能，以達到海量存儲數(shù)據(jù)高分辨率、高精度存儲并節(jié)省磁盤空間，保證數(shù)據(jù)庫服務的長期穩(wěn)定運行。

（3）能耗及碳排放基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算能力

能耗分析過程涉及園區(qū)不同單位、不同能源介質。例如水、電、氣表一次設備只提供實時能耗數(shù)據(jù)，涉及到按年、月、日分析能耗情況，需要能源管理平臺來將實時數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計計算值存儲到能源數(shù)據(jù)服務器中。碳計量、標準煤折算值等相關數(shù)據(jù)計算方式、可能統(tǒng)計方式、能源介質情況變化、園區(qū)企業(yè)變更等進行不斷修正。這些特點就要求能耗及碳排放管理平臺具備強大的統(tǒng)計計算功能。

（4）高性能的數(shù)據(jù)檢索響應速度

園區(qū)能耗及碳排放管理平臺涉及的用戶群非常大，在做綜合分析時涉及數(shù)據(jù)量時間跨度可能是一個月、一年甚至幾年，要求系統(tǒng)具有高性能的數(shù)據(jù)檢索響應速度，為園區(qū)綜合數(shù)據(jù)分析提供基礎。

通過園區(qū)能源與碳排放管控平臺將能耗與碳排放計量體系應用于整個園區(qū)，完成園區(qū)內主要工業(yè)企業(yè)能耗和用電品質參數(shù)、指標的在線監(jiān)測，完善園區(qū)能耗管理基礎數(shù)據(jù)體系，在完成園區(qū)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)進行采集、上報、匯總、分析的基礎上，依據(jù)節(jié)能法規(guī)及節(jié)能監(jiān)測標準與辦法，建立一套科學完善的能源利用監(jiān)督評價，利用專家管理系統(tǒng)進行工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)分析、診斷；幫助企業(yè)科學地利用能源，從而促進整個園區(qū)能耗監(jiān)測和能效管理水平的提高，助力環(huán)境友好型、資源節(jié)約型園區(qū)建設，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

系統(tǒng)架構設計

工業(yè)園區(qū)能源及碳排放管理平臺系統(tǒng)架構設計，如圖1所示。

系統(tǒng)功能

（1）數(shù)據(jù)采集

在能源系統(tǒng)監(jiān)控中心部署實時數(shù)據(jù)庫，與園區(qū)各企業(yè)能源及碳排放管理系統(tǒng)進行遠程通訊，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、設備運行監(jiān)控、對工藝生產區(qū)進行監(jiān)測報警，加強對園區(qū)各企業(yè)能源及碳排放情況的自動監(jiān)控和管理，保障系統(tǒng)的安全和經濟運行。

主要的監(jiān)測范圍，包括園區(qū)建筑能耗、生產能耗、工業(yè)碳排放量、多聯(lián)供系統(tǒng)能源轉化情況。

監(jiān)測能源品種的范圍，包括原煤、一般煙煤、煤制品、焦炭、成品油、汽油、煤油、柴油、電力等品種。

監(jiān)測主要耗能產品的范圍，包括粗鋼、鋼材、發(fā)電量、多晶硅、單晶硅、生鐵、水泥、合成氨等。

監(jiān)測主要產品單耗的范圍，包括噸鋼耗電、噸水泥綜合能耗、煉鐵工序單位能耗、電廠火力供電標準煤耗、單位合成氨耗標準燃料煤、煉焦工序單位能耗、噸水泥標準煤耗、單位合成氨生產綜合能耗、單位合成氨耗原料煤、鐵礦燒結工序單位能耗等產品單耗指標。

監(jiān)測能源加工轉換效率的范圍，包括火力發(fā)電、原煤入洗、煉焦、制氣、能源回收利用率等。

監(jiān)測工業(yè)用電量的范圍，包括按區(qū)域、按行業(yè)、按重點類型等多種方式進行查詢和匯總。

（2）過程監(jiān)控

實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過C/S客戶端或B/S客戶端，顯示系統(tǒng)當前運行狀態(tài)下各項數(shù)據(jù)實時參數(shù)，方便操作人員進行監(jiān)視、查看及控制，如圖2所示。

圖1 工業(yè)園區(qū)能源及碳排放管理平臺

圖2 能源生產數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)界面

圖3 統(tǒng)計分析結果顯示圖

（3）統(tǒng)計分析

根據(jù)能耗管理系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)和相關資料，可按用能設備、能源介質（水、電、氣等）對能源量數(shù)據(jù)做日平衡和月平衡分析。將統(tǒng)計分析結果通過棒圖餅圖、報表、曲線等多種形式直觀地展現(xiàn)給用戶，如圖3所示。

主要的管理手段有：

用能單位基本情況匯總。園區(qū)單位基本信息、能源管理人員資料、經濟及能源消費指標，以及主要產品單位能耗情況等。

能源消費結構統(tǒng)計。園區(qū)各單位統(tǒng)計年度內重點用能單位各類能源購進量、能源消費量和能源庫存量等。

能源消費結構匯總。園區(qū)內統(tǒng)計年度內重點用能單位能源加工轉換環(huán)節(jié)的能源投入量、加工轉換產出量以及回收利用能源量等。

單位產品/產值能源消耗情況。園區(qū)各單位產品綜合能耗以及與上年期比較的變化情況。

節(jié)能減排目標完成情況。用能單位“十二五”期間節(jié)能目標逐年完成情況。

節(jié)能減排改造項目情況表。園區(qū)各單位每年企業(yè)的技改項目的基本情況及節(jié)能減排量等情況。

（4）碳排放狀況分析

通過系統(tǒng)平臺可以提供園區(qū)年綜合能耗5000噸以上重點用能單位的二氧化碳排放的總體狀況，分能源品種的排放情況和各單位的排放情況，進而分析變動趨勢、研究能源消費結構對排放量的影響。

圖4 全市CO2排放總量趨勢分析

（5）能耗公示

系統(tǒng)具備能耗公示的采集、編輯、審核、發(fā)布的功能及自定義欄目管理功能，能夠基于園區(qū)指定的網站對能耗統(tǒng)計結果或能源審計結果進行公示，接受監(jiān)督。

（6）能耗對標

通過對年度、季度的整體綜合能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，掌握同行業(yè)企業(yè)先進水平的差距，及時將進行工藝優(yōu)化及設備改造的能耗對標有效地進行展示。

（7）安全預警

系統(tǒng)平臺利用多個報警模型，負責過程、設備、質量、安全指標、能源限額的超限進行多種方式的報警。包括模擬量報警、事件報警、重大變化連續(xù)重復報警、硬件設備報警等。

報警及事件的傳送，報警確認處理以及報警記錄存檔。用戶可以自定義各種報警，報警信息可以通過不同方式傳送至用戶。

部分主要功能列表：

· 設備報警

重要能耗設備的運行狀態(tài)異常報警。

· 能耗及碳排放超限報警

區(qū)域用水、用電超限報警，碳排放超標預警。

· 電源故障報警

設備電源故障，UPS斷電報警。

· 網絡通訊報警

設備通訊及網絡故障等異常報警。

· 報警級別設定

基于事件的報警，報警分組管理，報警優(yōu)先級管理。

· 報警和事件輸出方式

報警窗口、聲、光、電、短信、文件、打印等。

（8）節(jié)能監(jiān)察

園區(qū)用能單位能耗數(shù)據(jù)庫全面掌握各企業(yè)能源利用狀況，實現(xiàn)對園區(qū)企業(yè)生產過程中產品能耗指標、耗能設備、生產工藝、能源消費結構等的監(jiān)察，并對節(jié)能法律、法規(guī)，和相關標準的執(zhí)行情況進行監(jiān)督檢查，督促和幫助園區(qū)加強節(jié)能減排管理，提高能源利用效率，對監(jiān)察過程中出現(xiàn)問題的企業(yè)給出相應的監(jiān)察意見和說明，以書面監(jiān)察、現(xiàn)場監(jiān)察等形式建立完善的節(jié)能減排監(jiān)察查詢系統(tǒng)。

（9）設備管理

建立能耗設備管理整體框架，實現(xiàn)能耗設備的綜合管理（包括臺賬管理、檢修管理、缺陷管理、變更管理等），在提高設備管理效率的同時保障能耗設備使用的安全性、可靠性。

（10）數(shù)據(jù)上報

根據(jù)國家對低碳園區(qū)建設要求將園區(qū)能源利用及碳排放狀況報告要求，可以將系統(tǒng)中的區(qū)域或企業(yè)的數(shù)據(jù)以Excel格式導出。

建立和維護系統(tǒng)組織架構、基礎代碼、能源品種、產品代碼、能耗指標、對標標準、節(jié)能目標值、平均值、先進值等指標值，供企業(yè)選擇使用。

（11）地理信息系統(tǒng)

系統(tǒng)通過集成的在線電子地圖，可對園區(qū)各監(jiān)測點進行標注，實時顯示在地圖上，使用者可根據(jù)需要隨意縮放選擇相應區(qū)域，并可根據(jù)需求，對各項目進行管理，標記相關負責人及聯(lián)系方式。

（12）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在重要監(jiān)控區(qū)域可部署視頻監(jiān)控設備，對系統(tǒng)當前環(huán)境進行監(jiān)控。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與管理平臺無縫集成。在管理平臺中隨時對指定地點的視頻進行瀏覽，也可在有異常情況發(fā)生時，隨時切換到相關的視頻監(jiān)測點，查看畫面情況。平臺支持視頻的錄制與回放，對當前畫面進行抓圖，對畫面進行暫停，播放等操作。

（13）WEB發(fā)布系統(tǒng)

系統(tǒng)支持純?yōu)g覽器用戶使用模式，用戶可通過登錄到Internet上的固定站點或手機APP形式即可進入該系統(tǒng)，對系統(tǒng)能耗隨時隨地地查看，將綜合服務平臺安裝到智能手機，工作人員在任何地方都可以參與業(yè)務流程，提升了關鍵事件處理的效率，節(jié)約大量時間成本與用車成本。

（14）權限管理系統(tǒng)

系統(tǒng)采用一站式登錄機制，面向角色的多級用戶權限管理系統(tǒng)。

考慮到系統(tǒng)注冊用戶級別不同、權限不同，對系統(tǒng)中各類業(yè)務和欄目等資源的訪問權限也不盡相同。因此，必須要針對各類業(yè)務、欄目等資源授予相應的權限范圍。采用權限和資源管理系統(tǒng)的授權管理功能，即可實現(xiàn)每級或每個用戶能夠在自身的權限范圍之內訪問相應的業(yè)務、欄目等資源。

統(tǒng)一訪問控制是基于完善的授權管理體系實現(xiàn)的。授權管理體系包含權限的配置管理、靈活的授權策略以及豐富的接口服務。