用能单位能耗 在线监测平台建设

刘丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：能耗在线监测系统是“互联网+节能"的深度融合，是新时期节能工作的创新手段，对实现工业绿色发展有重大意义。本文立足能耗在线监测系统建设工作实际，归纳了福建省推进用能单位能耗在线监测系统建设面临的困难，提出进一步推进能耗在线监测系统建设的建议。

2017年9月，发改委和质检总局发布了《用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》，要求以物联网、云计算等技术为支撑，采用“平台+省级平台+用能单位接入端系统"的架构，大力推进用能单位能耗在线监测系统建设[1]。能耗在线监测系统通过接入端系统实时采集用能单位的煤、电、气、油等能耗数据，并上传至在线监测平台，是用能单位挖掘自身节能潜力，提升节能管理信息化和精细化水平的新方式，是及时获取数据，提高节能宏观分析效果和调控能力的新途径。

福建省于2018年4月启动能耗在线监测系统建设工作，先后发布《福建省用能单位能耗在线监测系统建设工作方案》、《福建省用能单位能耗在线监测系统建设实施方案》、《企业端系统建设技术方案（模板）》等相关文件，以年综合能源消费量5000吨标准煤以上的用能单位为对象，采用制定目标、企业主体建设、技术机构支撑的方式，通过建立联席会议制度、事前事后监管机制、定期通报反馈制度、目标责任考核制度，推进能耗在线监测系统建设。经过一年多的推动，已有近500家用能单位完成端系统建设。笔者就当前福建省推进能耗在线监测系统建设工作过程中出现的问题，进行了归纳分析，提出促进能耗在线监测系统建设工作有序发展的建议。

1.1法律体系不健全

从90年代末开始，我国相继颁布一系列节能法律法规，但现行法律法规对能耗在线监测系统的建设主体、责任及执法主体的规定较为粗略，未有具体实施细则，在第三方技术服务机构监管、资金使用、纠纷处理等事项上存在空白。福建省现有节能条例和相关部门规章关于能耗在线监测的部分规定也存在不一致。如2018年修订的《用能单位节能管理办法》规定“不按要求开展建设和监测工作的用能单位，由管理节能工作的部门以书面形式责令限期整改"，而2018年修正部分条款的《福建省节约能源条例》则规定“不按规定开展能源计量数据在线采集、实时监测的用能单位，由县级以上地方人民质量技术监督主管部门责令限期改正"，两部法律法规的执法主体存在冲突。

1.2技术规范不完善

目前由节能中心、中国计量科学院等单位起草的一系列技术规范包含了能耗在线监测系统建设的总体框架、接口协议、硬件配置、端设备技术、省平台功能等方面要求。随着系统建设的逐步推进，技术规范体系在某些行业、某些环节不完善等问题日益显现。例如联网数据质量保障体系及端系统验收的相关标准尚未发布；除火力发电、石油化工、钢铁三个行业有采集指南、水泥行业有地方采集指南外，其他行业的采集指南也未公布；建设端系统的用能单位千差万别，现有的监测手段、技术规范难以满足一些用能单位的实际需要。

1.3用能单位主体责任意识不强

用能单位是能耗在线监测端系统的建设主体，但一些用能单位长期以来已经形成传统粗放的生产经营模式，节能意识薄弱，认为这项工作对企业无益，再加上在监测数据的安全保障、系统对自身生产的影响以及对监测数据的使用等方面存在较大疑虑，建设主动性不强；部分用能单位能源计量器具配备不到位，需要投入大量资金更换、新增计量器具才能为系统建设提供必要技术支撑，造成企业存在抵触心理；还有部分用能单位存在应付任务的心态，把建设和应用系统当成的事，全权将建设和后续运维工作转交第三方技术服务机构，在方案编制、现场建设、数据应用、运维管理等方面参与度不足，出现了用能单位管理人员对系统操作陌生、出现问题无人维护等现象，导致系统形同虚设。

1.4各部门、各地区认识未达成一致

明确规定，能耗在线监测系统建设应加强资源整合，防止重复建设，避免重复采集数据，增加企业负担。但由于各部门壁垒尚未消除，能耗监测信息和数据难以共享。受经济发展水平、领导重视程度、人员配备、技术水平等因素制约，各地区能耗在线监测系统建设推进工作在政策宣贯、任务完成、政策配套等方面也存在较大差异。此外，大部分地区无法独立完成技术方案评审，且节能主管部门和市场监督管理部门也未在端系统建设监督检查及计量器具配备管理中形成合力。

1.5第三方技术服务机构良莠不齐

随着能耗在线监测系统建设任务量迅速扩大，一些机构无视市场规则，通过*、超出能力范围承揽业务、帮助用能单位上报虚假数据等盲目竞争、恶性竞争的方式抢占*。部分第三方技术服务机构缺乏行业自律，服务意识不强，存在对用能单位实地调研不充分、需求分析不透彻、人才匮乏、对技术规范理解不到位、未按评审专家意见修改技术方案、未按评审方案建设等现象，导致采集的数据质量存在很大隐患。而大多数第三方技术服务机构属于轻资产的中小型公司，资本少，起点低，抗风险能力弱，人员流动性大，缺乏长效机制确保能耗在线监测系统长期稳定运行，售后及运维服务难以保证。

2.1标准及规范

《用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》中提到“统一标准，互联互通"的基本原则，完善系统架构、数据采集传输、数据应用等标准规范体系，建立全国统一技术标准的监测系统，确保、省、用能单位等各级系统数据互联互通。

《NHJC-01-2018 用能单位能耗在线监测系统-总体架构规范》

《NHJC-02-2018 用能单位能耗在线监测系统-基础信息与格式规范》

《NHJC-03-2018 用能单位能耗在线监测系统-系统平台接口协议规范》

《NHJC-04-2018 用能单位能耗在线监测系统-端设备接口协议规范》

《NHJC-05-2018 用能单位能耗在线监测系统-省级平台机房与硬件配置规范》

《NHJC-06-2018 用能单位能耗在线监测系统-端设备技术规范》

《NHJC-07-2018 用能单位能耗在线监测系统-能源品种采集规范》

《NHJC-08-2018 用能单位能耗在线监测系统-系统安全规范》

《NHJC-09-2018 用能单位能耗在线监测系统-省级平台功能规范》

《GB/T15587-2008 工业企业能源管理导则》

《GB/T23331-2012 能源管理体系要求》

《GB/T2598-2008 综合能耗计算通则》

《GB/T3484-2009 企业能量平衡通则》

《GB/T38692-2020 用能单位能耗在线监测技术要求》

 

2.2 整体结构

三级平台+ + 端设备:用能单位能耗在线监测系统采用“平台+省级平台+用能单位端系统"的架构，为各部委、 各级节能主管部门和质监部门、用能单位等用户提供不同层次的服务。

平台：平台指设立在节能主管部门，接收、存储、汇总、分析全国用能单位能源相关数据的数据中心，为相关部门、用能单位、社会公众提供应用服务，也称“数据中心"。

省级平台：省级平台是部署在省（区、市）相关部门，接收、存储、汇总、分析本地区内用能单位能耗在线监测数据，为本地相关部门、用能单位提供应用服务，也称“省级数据中心"。

端系统:指用能单位接入端系统，是对企业能源转换、输配、利用和回收实施动态监测和管理的信息系统 。

端设备:放置在用能单位，用于采集、分析、汇总用能单位能耗数据并将数据上传到系统平台的设备。

 

2.3 端系统结构

根据《用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的要求，用能单位接入端系统部署在用能单位内部，由用能单位负责建设。

主要功能:

通过计量仪表、工控系统等采集、汇总本单位能耗数据，将数据上传至省级平台，或直接上传至平台；用能单位接入端系统要通过网闸、防火墙、隔离等安全措施，确保内部系统安全和数据安全；要具备远程升级维保、一端多传、接收和省级平台推送信息和用能单位自身能源管理所需的功能。

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2.4端设备

企业接入端系统需要从生产过程控制系统中采集能耗相关数据，考虑到企业生产网络与办公网络(互联网) 之间并不互通的实际情况，企业接入端系统将通过具备2+1架构的物理隔离装置--能耗在线监测端设备，实现生产网络和办公网络之间的物理连接，在数据传递过程中确保从生产网络（内网）获取的能耗数据以单向传递、隔离加密、文件摆渡的形式安全传递到办公网络(外网)，再通过外网主机侧的CA数字认证证书进行身份认证识别后上传至省(市）级平台。结构如图所示：

 

2.4.1端设备硬件参数

(1)单主板采用低功耗处理器；

(2)单主板内存大小4G；

(3)硬盘：64G 固态硬盘；

(4)独立双主机“2+1"架构非IP物理隔离；

(5)带VGA接口，可外接显示器，便于现场维护操作；

(6)双冗余开关电源，互为备用、支持热插拔，保障端设备的可靠性，具有电源故障声光报警功能；

(7)8路RS485串口；

(8)4路千兆以太网；

(9)4个USB接口，可用于CA证书接口；

2.4.2端设备软件功能

(1)支持从现场的仪表通过Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

(2)支持从能源网关、DTU、SCADA通过Modbus TCP（GB/T19582）、能耗协议等上传的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

(3)支持从自动化信息系统通过OPC协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；

(4)支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，提供手工填报数据上传；

(5)具有基础数据处理、本地存储功能，本地历史数据可存储6个月以上；

(6)可根据项目情况录入企业基本信息、企业生产层级结构、计量器具档案信息、端设备信息、数据采集项信息等各类基本信息；

(7)按照《NHJC-04-2018 用能单位能耗在线监测系统技术规范-端设备接口协议规范》的要求往或省级平台上传数据；

(8)支持断线缓存，保证数据的连续性；

(9)端设备平台方便用户使用、配置；

(10)支持人工补录、远程升级；

(11)用能数据集抄；

(12)数据上传日志。

3.1加快能耗在线监测立法

由于法律法规体系不健全，造成各部门间权责不清、实际工作缺乏明确法律依据，严重影响能耗在线监测系统数据质量。一方面，亟须出台专门的、可操性强的法律法规以理清各方权责、规范工作程序、完善惩奖制度、建立评价考核体系，为开展能耗在线监测系统建设工作提供坚强有力的法律保障；另一方面，随着我国节能工作不断深入，与时俱进地修订和调整相应的法律法规已迫在眉睫，对于制定较早的法律，应尽早修订，以便与其他层次的法律法规相协调。

3.2完善能耗在线监测系统技术规范

以节能降耗为目的的用能单位能耗在线监测系统，是以能够准确、完整、及时地反映区域、用能单位用能状况及其变化趋势为直接目标，并为节能管理与决策提供服务的综合性技术行为，涵盖各类工业企业。尽快建立统一的、覆盖大多数行业、工序的技术规范体系是实现系统建设质量管理的重要前提，是保障监测结果准确、可靠的重要手段。可以通过购买服务等方式委托技术支撑机构采用课题、作业指导书等方式解决建设标准缺失的问题，并组织专家组深入个别存在技术难题的用能单位，为其提供具体解决方案。

3.3鼓励引导，调动用能单位建设积极性

加大相关法规、政策、标准以及典型案例宣传力度，推动用能单位从需求侧出发建设系统，让用能单位充分认识到建设能耗在线监测系统可切实帮助企业节能降耗增效。各地节能主管部门可根据当地工业结构特点及用能单位实际情况，将能耗在线监测系统建设工作与节能资金申请、节能项目评审、用能权交易等节能管理工作相结合，制定不同类型奖惩政策，调动用能单位建设积极性、主动性。在省级能耗在线监测平台建设中融入节能监察、节能诊断、节能技术推广等工作，用好监测数据，着力分析挖掘行业、企业的节能潜力，帮助企业制定合理用能方案，提升企业获得感，提高能耗在线监测系统认可度。

3.4加强能力建设，形成合力

加强组织领导，联席会议工作组除节能部门、市场监管部门、节能和计量系统技术机构外，应将有关供能单位一并纳入，积极推进系统与能源管控中心、电力需求侧管理平台的数据整合。提高应用监测数据的能力，以应用推动系统长效运行。定期开展端系统建设质量及计量器具配备的监督检查，帮助和指导用能单位完善系统建设。业务上充分发挥省市节能和计量系统技术机构的力量，加大能耗在线监测系统建设技术规范和标准的培训，建立交流学习制度，共同分析解决能耗在线监测系统建设过程中遇到的难题。健全用能单位机构设置，配置相应的专兼职系统管理人员，强化贯标工作，使其真正担负起能耗在线监测系统建设和应用工作的重任。

3.5严格规范第三方技术服务机构行为

部门应逐步建立常态化监督管理机制，完善第三方技术服务机构管理、服务质量评价、信息披露等制度，对存在弄虚作假、恶性竞争等严重违反诚信和职业操守的行为严惩不贷。健全政策支持体系，为第三方技术服务机构在技术创新、税收政策、行业管理、技术培训等方面提供政策支持和资金扶持，提高第三方技术服务机构综合实力，更好地帮助用能单位提升节能管理水平的同时也促进我省节能服务产业做大做强。加强行业自律管理，充分发挥行业协会的作用，制定和实施行业自律公约，推行行业内等级评价、监督维权等机制，规范行业从业者行为，推动节能服务行业良性发展。

 

【参考文献】

[1]发展和改革委员会,质检总局.用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案[Z].2017. 

[2]芮方歆.对推进福建省用能单位能耗在线监测系统建设的思考[J].化学工程与装备,2020(03):175-176.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版