遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司 董浩宇 張 永 王 旭 邢超玥

當前，我國我國符合要求的火電企業(yè)均在按照國家規(guī)定進行碳排放的盤查和核算工作，但大部分工作是通過委托第三方盤查和核算機構(gòu)來做的，主要原因在于火電企業(yè)自身的碳管理能力不足，面對碳達峰和碳中和的嚴峻任務(wù)和越發(fā)嚴格的碳排放監(jiān)管形勢，火電企業(yè)如何通過必要的手段提升自己對于碳數(shù)據(jù)以及碳資產(chǎn)的監(jiān)測管理成為面臨的必然課題，面向碳排放數(shù)據(jù)管理的信息化系統(tǒng)是實現(xiàn)這一訴求的有效途徑。

1 火電企業(yè)碳排放管理需求分析

通過對國家政策的解讀和現(xiàn)場調(diào)研的總結(jié)[1]，火電企業(yè)對碳排放管理的一般性功能需求體現(xiàn)如下：

數(shù)據(jù)采集存儲分析需求：系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)企業(yè)碳排放相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和持續(xù)的數(shù)據(jù)采集、判斷、處理、存儲、應(yīng)用；其中還應(yīng)滿足其他模型的數(shù)據(jù)傳輸和存儲需求；能實現(xiàn)不同維度、不同指標的歷史變化趨勢；應(yīng)具有碳排放強度基準值的對比分析和預(yù)警功能；應(yīng)可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、月度、年度累計值的統(tǒng)計，并可實現(xiàn)月度、季度、年度的碳排放統(tǒng)計報表的導出；能生成滿足地方報送格式和第三方核查的要求的監(jiān)測計劃、排放報告和補充數(shù)據(jù)表等報送材料，導出的排放報告等報送材料應(yīng)具備可編輯功能。

履約需求：系統(tǒng)應(yīng)設(shè)定履約工作流程，在線指導基層企業(yè)按照步驟開展交易和履約工作；應(yīng)能實現(xiàn)履約時間節(jié)點履約提醒的功能，包括排放量、配額量、盈缺量等信息；統(tǒng)計分析功能需求：系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)機組的供電碳排放、供熱碳排放、總碳排放量和履約碳排放統(tǒng)計分析；月度和年度碳配額盈缺統(tǒng)計分析；應(yīng)能針對碳排放強度進行深層次的統(tǒng)計分析，當碳排放強度變化幅度較大時應(yīng)能自動提醒；應(yīng)能進行不同機組配額盈缺平衡點的分析，給出平衡點下機組相關(guān)指標（如單位熱值含碳量、碳氧化率、煤耗等）的臨界值。

綜合資訊功能需求：系統(tǒng)應(yīng)建立碳排放資料庫，方便系統(tǒng)使用人員查詢學習國家最新的碳排放政策、標準、文件；配置需求：系統(tǒng)應(yīng)在主頁上顯示火電企業(yè)碳排放基本指標，如碳排放量、配額量、盈缺量及交易情況等信息；系統(tǒng)中組織機構(gòu)管理、機組信息管理等基礎(chǔ)信息維護，應(yīng)能實現(xiàn)及時更新；應(yīng)具有可擴展性，一是能滿足系統(tǒng)自身模塊功能的升級，二是預(yù)留第三方系統(tǒng)的接口、滿足各級單位對相關(guān)數(shù)據(jù)采集的需求。應(yīng)具有良好的兼容性、滿足常用瀏覽器版本的兼容。對系統(tǒng)各功能模塊的功能權(quán)限和管理流程應(yīng)設(shè)置為可配置的。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)概述

結(jié)合火電企業(yè)的碳排放數(shù)據(jù)管理需求，碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警管理系統(tǒng)主要包括主指標匯總管理、監(jiān)測標準化管理、實時報警管理、碳排放預(yù)警管理、履約動態(tài)管理、統(tǒng)計分析管理、系統(tǒng)管理等七大功能模塊，可根據(jù)不同用戶類型進行功能模塊的配置，滿足企業(yè)碳排放工作開展的基本需求。

2.2 主指標匯總管理功能設(shè)計

整體分為全廠碳排放情況、實時排放強度、實時報警、履約動態(tài)管理查看4個獨立展示項，其中全廠碳排放情況呈現(xiàn)企業(yè)和機組碳排放量、配額盈余量本年累計值和同比變化并可查看指標月度變化趨勢；實時排放強度展示當日統(tǒng)計期內(nèi)的供電碳排放強度和供熱碳排放強度，并展示國家、地區(qū)或集團參考值；實時報警展示當前發(fā)生的重要級別的報警信息；履約動態(tài)管理查看則提供月度及年度的履約情況及提醒。

2.3 監(jiān)測標準化管理功能設(shè)計

主要包括參數(shù)實時總貌、監(jiān)測設(shè)備臺賬、設(shè)備臺賬維護管理、數(shù)據(jù)報送建議四部分。參數(shù)實時總貌展示全廠及各機組的碳排放相關(guān)參數(shù)值，包括發(fā)電量、供電量、入爐煤量及煤質(zhì)化驗數(shù)據(jù)，區(qū)分期數(shù)或機組，可分頁面設(shè)計。監(jiān)測設(shè)備臺賬主要展示電廠碳排放監(jiān)測評價結(jié)果，主要展示碳排放監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測設(shè)備臺賬的信息。其中，碳排放監(jiān)測系統(tǒng)可對碳排放監(jiān)測進行評價打分并生成報告；監(jiān)測設(shè)備臺賬信息可生成監(jiān)測計劃并查看詳細的信息記錄，包含精度、安裝位置、檢驗和校準周期、運行狀態(tài)等信息，自動根據(jù)電廠監(jiān)測設(shè)備臺賬生成電廠溫室氣體排放監(jiān)測計劃報告。

常用的監(jiān)測設(shè)備/檢測參數(shù)如下：皮帶秤/入爐煤消耗量，量熱儀/入爐煤低位發(fā)熱值，元素分析儀/入爐煤元素碳，汽車衡/石灰石消耗量，水分測試儀/水分，工業(yè)分析儀/灰分，灰揮測試儀/飛灰含碳量，電能表/發(fā)電量、發(fā)電廠用電量、外購電量，熱量表/供熱量，液位儀/燃油消耗量。

根據(jù)碳排放監(jiān)測設(shè)備臺賬，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)標準要求判定設(shè)備臺賬信息是否合規(guī)，不合規(guī)設(shè)置提醒。臺賬管理把每臺設(shè)備的詳細信息都展示出來。設(shè)備臺賬維護管理功能負責維護監(jiān)測設(shè)備臺賬的信息，提供初始化功能，同步設(shè)備模型的數(shù)據(jù)，支持修改設(shè)備的檢修時間，提供編輯設(shè)備信息和刪除設(shè)備信息的功能，可設(shè)置相應(yīng)固定的時間更新設(shè)備信息。數(shù)據(jù)報送建議是用來查看數(shù)據(jù)報送的提報進度，可分為外部報送數(shù)據(jù)建議、集團報送數(shù)據(jù)建議。

2.4 參數(shù)報警管理功能設(shè)計

報警功能提供對碳排放相關(guān)的各類參數(shù)越限等規(guī)定意義事件的自動報警能力。在監(jiān)測過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常事件時能迅速報警提示，該功能通過對各類重要的碳排放參數(shù)設(shè)置預(yù)警規(guī)則，系統(tǒng)將在后臺實時動態(tài)監(jiān)視該報警參數(shù)的變化，一旦觸發(fā)預(yù)警規(guī)則即發(fā)出報警提示，并向特定用戶推送手機端預(yù)警信息，提醒用戶及時進行查看和處理，用戶可最終確認或解除報警，并填報消除故障的措施和處理結(jié)果，形成閉環(huán)處理，系統(tǒng)將自動記錄并錄入數(shù)據(jù)庫。

功能具體包含對歷史報警事件瀏覽查詢、報表生成，當前報警事件的提醒確認，超時事件的瀏覽查詢填報，報警事件的統(tǒng)計分析，報警信息的用戶推送功能。報警按參數(shù)類型可分為狀態(tài)報警和越限報警兩大類。狀態(tài)報警即碳排放相關(guān)的參數(shù)不在正常狀態(tài)引發(fā)的報警，一般為布爾型參數(shù)的報警，報警參數(shù)如低位發(fā)熱量無法獲取。

越限報警即參數(shù)的值超出其工程上的合理運行值域區(qū)間所引發(fā)的報警，報警參數(shù)如碳排放強度等。按時間可分為實時報警和歷史報警，實時報警顯示當前出現(xiàn)的報警是實時的、可進行異常的處理，報歷史報警是對過往的實時報警的整理統(tǒng)計。按照等級報警分類分緊急、嚴重、一般三個級別?！熬o急”報警為重要指標項出現(xiàn)異常的報警，如低位發(fā)熱量；“嚴重”報警是對碳排放的計算產(chǎn)生影響但累積效應(yīng)不大的參數(shù)；其他可做“一般”報警。各用戶可根據(jù)自身情況進行設(shè)定更改報警級別。根據(jù)經(jīng)驗建立報警處置知識庫，處理方式為通過知識庫進行選擇。

2.5 碳排放預(yù)警管理功能設(shè)計

分為全廠年度預(yù)測、機組年度預(yù)測、年度碳排放強度預(yù)測曲線、年度碳排放量、年度配額量預(yù)測。全廠年度預(yù)測包括電廠全廠的碳排放量、碳配額量、碳配額盈缺量預(yù)測結(jié)果。機組年度預(yù)測統(tǒng)計全廠各機組的年度配額量、排放量及盈缺量預(yù)測結(jié)果。年度碳排放強度預(yù)測展示各機組供電/供熱碳排放強度及供熱碳排放強度基準線，包括已發(fā)生的實際量和未來的預(yù)測量。

2.6 履約動態(tài)管理功能設(shè)計

動態(tài)管理功能是用來查看當年的履約管理信息設(shè)計有四部分功能，分別為監(jiān)測、報送、核查、履約節(jié)點，可實時展示履約計劃的實際進展并整體進行打分評價。本功能與監(jiān)測設(shè)備臺賬模塊聯(lián)動，監(jiān)測節(jié)點提供打分功能，打分結(jié)束后會在監(jiān)測設(shè)備臺賬模塊的上方展示具體的分數(shù)；碳賬本負責記錄履約計劃的資產(chǎn)數(shù)據(jù)/交易數(shù)據(jù)變更量，提供查看交易賬戶、注冊登記、CCER三個賬戶的信息，總資產(chǎn)展示具體信息的圖表，還提供賬號信息維護功能；履約建議是用來展示當年和去年的碳排放量、配額量、配額盈缺量等信息，分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行結(jié)果匯總，提供參考建議；政策資訊負責展示碳相關(guān)的新聞資訊信息，包括行業(yè)涉及的國家地區(qū)部門網(wǎng)站、集團網(wǎng)站、具有一定可信度的碳資訊網(wǎng)站咨詢提取和原文鏈接，提供某條新聞資訊的點擊量統(tǒng)計信息。

2.7 統(tǒng)計分析管理功能設(shè)計

包含機組排名、變化趨勢、機組對標、參數(shù)分析，滿足電廠碳排放管理人員對于重點碳排放參數(shù)、指標的統(tǒng)計、分析、匯總和整理需求。機組排名可根據(jù)機組的供電碳排放強度、供熱碳排放強度、碳排放量、配額量、配額盈缺量等分指標進行排名。變化趨勢根據(jù)日、周、月來展示供電碳排放強度、供熱碳排放強度、碳排放量、配額量、配額盈缺量等指標的趨勢變化。機組對標功能對各個機組的供電/供熱強度進行對標分析，分別與國家基準值、區(qū)域同類型機組均值、集團同類型機組均值進行對比并進行圖形化呈現(xiàn)。參數(shù)分析分機組繪制分析碳排放相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系并通過圖形呈現(xiàn)，能夠直觀了解參數(shù)之間的相關(guān)性。

2.8 系統(tǒng)管理功能設(shè)計

菜單管理針對整個系統(tǒng)的子菜單和下屬功能模塊的管理維護，管理員可創(chuàng)建新的功能模塊和功能頁面，管理整個系統(tǒng)的功能菜單層級結(jié)構(gòu)?？筛鶕?jù)碳排放業(yè)務(wù)情況差異，設(shè)置不同類型的火電企業(yè)在碳排放系統(tǒng)中對應(yīng)的功能菜單。角色管理是創(chuàng)建、維護角色及角色權(quán)限的功能，負責系統(tǒng)所有角色信息展示和基本操作（添加和保存），同時可展示配置好的系統(tǒng)菜單樹。用戶的角色類型主要包括填報員（排放填報員、履約填報員）、審核員（排放審核員、履約審核員）、排放負責人、業(yè)務(wù)分管領(lǐng)導（企業(yè)碳排放業(yè)務(wù)分管廠領(lǐng)導）等角色。參數(shù)配置功能負責使用的各設(shè)備、指標及測點的配置，可在此頁面對指標進行增刪改查操作，也可使用模板進行批量上傳。用戶管理功能負責為用戶分配權(quán)限，將用戶與角色關(guān)聯(lián)起來。