0引言

能耗數(shù)據(jù)在線監(jiān)測是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標不可或缺的基石。我國正積極構(gòu)建并推廣重點用能單位的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，作為響應(yīng)雙碳目標的重要舉措。當前，大部分地區(qū)已成功將關(guān)鍵用能單位的能耗數(shù)據(jù)上傳至國家級平臺，但尚需加強數(shù)據(jù)質(zhì)量保障、業(yè)務(wù)功能拓展以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)等方面的體系建設(shè)。

鑒于碳達峰、碳中和目標與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心要求，我們提議建立全面的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理評價指標體系，以明確并強化監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主體責任。同時，應(yīng)著力提升數(shù)據(jù)質(zhì)量保障體系的效能，不斷豐富和完善業(yè)務(wù)功能體系，并加強數(shù)據(jù)處理技術(shù)體系的建設(shè)水平。這些舉措對于推動我國雙碳目標的實現(xiàn)具有深遠的意義。

1能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)總體構(gòu)成

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)利用計量工具和信息技術(shù)，實時追蹤能源使用數(shù)據(jù)，繪制能源運行圖，監(jiān)控關(guān)鍵行業(yè)和企業(yè)的能耗情況，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源計量中的應(yīng)用。該系統(tǒng)由企業(yè)端、省級和國家級平臺三部分構(gòu)成，數(shù)據(jù)從企業(yè)采集后逐級上傳至國家平臺，其架構(gòu)如圖1所示。

圖1能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu)模式

2能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)需要強化的關(guān)鍵點

2.1數(shù)據(jù)質(zhì)量保障體系

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)依賴于準確可靠的能耗數(shù)據(jù)，對推廣至關(guān)重要。

我國規(guī)定計量器具年檢合格率需達97%。然而，部分重點用能單位的年檢合格率未達標，導致能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際不符。此外，這些單位的計量儀表缺少通信接口，僅提供模擬信號，需通過二次儀表轉(zhuǎn)換，這進一步增加了數(shù)據(jù)偏差。

重點用能單位因能源輸送需求和改造成本，對計量器具改造持保留態(tài)度。企業(yè)更換計量儀表受限于產(chǎn)權(quán)和費用問題，導致與接入端系統(tǒng)鏈接的積極性不高。

能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中，數(shù)據(jù)采集問題顯現(xiàn)，包括信息資源、數(shù)據(jù)交換、采集指南、支撐系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、信息安全和工程管理等標準缺失。冶金、水泥等行業(yè)采集標準不一，導致數(shù)據(jù)準確度偏差，影響數(shù)據(jù)價值。

手工填報數(shù)據(jù)時，重點用能單位的基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)常被忽略，需要在多個賬套、系統(tǒng)和模塊中清洗數(shù)據(jù)，這導致數(shù)據(jù)處理易出錯且更新緩慢，影響了數(shù)據(jù)上傳的準確性。

2.2業(yè)務(wù)功能需求體系

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)省級平臺的主要業(yè)務(wù)功能概述見表1。

由表1可知，省級平臺的核心業(yè)務(wù)功能涵蓋能耗監(jiān)測、雙控管理、數(shù)據(jù)分析、能效對標、預(yù)測預(yù)警、節(jié)能目標與潛力分析、在線填報、GIS展示及系統(tǒng)運維，滿足節(jié)能主管單位需求。然而，平臺缺少“兩高項目管理、碳達峰碳中和管理、用能權(quán)交易及能源消費預(yù)算管理”等關(guān)鍵模塊，這些是實現(xiàn)國家碳達峰碳中和目標、加強雙控指標分解及監(jiān)管、挖掘能源消費和碳減排潛力的重要措施。因此，建議加強并完善這些缺失的功能模塊。

2.3數(shù)據(jù)處理技術(shù)體系

重點用能單位上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)易引發(fā)數(shù)據(jù)洪峰。根據(jù)國家規(guī)范，用能單位需每日匯總并上傳指標至省級平臺，包括每日和每15分鐘采集的實時指標。三級計量單位的指標數(shù)量通常在100至3000個之間，每條數(shù)據(jù)約0.5kB。

假如1個企業(yè)每天的數(shù)據(jù)大小測算公式為：

式中：M表示每天的數(shù)據(jù)大?。籲為每日采集指標的個數(shù)；i是實時采集指標的個數(shù)；k代表采集頻率；m是每個采集指標單條數(shù)據(jù)傳輸時的大小。

每日和實時采集指標共600個，每15分鐘采集一次，企業(yè)每天傳輸約14.2MB數(shù)據(jù)，共29100條。假設(shè)全省有500家重點用能單位，省平臺每天需處理6.9GB、1455萬條數(shù)據(jù)，這對網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)庫存儲造成壓力。數(shù)據(jù)處理能力飽和或內(nèi)存占用過高可能導致請求無響應(yīng)；實時存儲不足可能引起數(shù)據(jù)積壓或丟失。平臺運算能力消耗大，數(shù)據(jù)展示緩慢。

3系統(tǒng)建設(shè)的對策與建議

3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量保障體系

(1)強化能源計量器具管理，確保重點用能單位使用合格設(shè)備，并妥善管理計量數(shù)據(jù)。建立閉環(huán)管理制度，執(zhí)行動態(tài)監(jiān)控，保障數(shù)據(jù)的準確性，定期進行檢定和校準。對更新計量器具猶豫的企業(yè)，建議提供政策和資金支持，鼓勵第三方供應(yīng)商與企業(yè)建立長期合作，促進計量器具的現(xiàn)代化更新。

(2)制定統(tǒng)一的能耗在線監(jiān)測技術(shù)標準，推進全國系統(tǒng)建設(shè)。建立覆蓋多行業(yè)的技術(shù)規(guī)范體系，確保數(shù)據(jù)采集標準一致，這是實現(xiàn)系統(tǒng)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，保障監(jiān)測結(jié)果的準確性。

(3)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管理評價體系，包括在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動評審機制和以多個指標為核心的聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量評審體系。根據(jù)地區(qū)實際設(shè)定權(quán)重，準確評估數(shù)據(jù)質(zhì)量并追溯偏差原因。利用CBR技術(shù)自動檢測和識別數(shù)據(jù)異常，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量管控效率和有效性。

(4)確保重點用能單位負責人對人工填報數(shù)據(jù)的真實性和準確性負責，建立責任追溯制度。推進能源管理人員月度審核，優(yōu)化市縣(區(qū))節(jié)能主管部門數(shù)據(jù)審核管理機制，加強數(shù)據(jù)上報審核，夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2業(yè)務(wù)功能需求體系

可借鑒先進省份經(jīng)驗，將節(jié)能降碳業(yè)務(wù)與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)深度整合，增加“兩高”項目管理、碳達峰碳中和管理、用能權(quán)交易管理、能源消費預(yù)算管理等功能模塊。

3.2.1“兩高”項目綜合管理

該功能模塊旨在對擬建、在建、已建項目的相關(guān)信息進行綜合分析和管理，實現(xiàn)對“兩高”項目的統(tǒng)一管理，涵蓋節(jié)能監(jiān)察、能耗在線監(jiān)管、企業(yè)“雙控”管理、重點企業(yè)用能情況管理、大數(shù)據(jù)分析以及預(yù)警預(yù)測等功能。

3.2.2碳達峰碳中和管理

功能模塊用于統(tǒng)計碳達峰和碳中和，允許按月或年輸入和更新區(qū)域或企業(yè)的碳排放和配額數(shù)據(jù)，包括總量和減排指標。它還能估算碳排放量，基于能耗數(shù)據(jù)，并展示不同周期內(nèi)的趨勢，包括同比和環(huán)比數(shù)據(jù)。

3.2.3用能權(quán)交易管理

該模塊負責企業(yè)用能權(quán)的確權(quán)審核、日常監(jiān)測、查詢統(tǒng)計和分析。它協(xié)助節(jié)能部門進行能耗增量配額的分配與劃撥，并管理節(jié)能收儲指標的記賬。依據(jù)省能源消費總量和強度的雙控目標，節(jié)能部門推動企業(yè)采取措施減少能源消費，并對替代項目進行記賬管理，同時建立省市級項目儲備庫。

3.2.4能源消費預(yù)算管理

該模塊利用歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測不同GDP增長情景下的能源消費總量、強度，并分析碳達峰，制定五年能源預(yù)算。它包括指標計算、分配、預(yù)算平衡及預(yù)警跟蹤。

3.3數(shù)據(jù)處理技術(shù)體系

省級平臺面臨重點用能單位在線監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳導致的數(shù)據(jù)洪峰問題，每日需處理約1455萬條、6.9GB數(shù)據(jù)。此問題可通過資源、策略和技術(shù)方面的措施解決。

源方面，應(yīng)在預(yù)算范圍內(nèi)增強硬件性能和網(wǎng)絡(luò)資源，提升系統(tǒng)應(yīng)對數(shù)據(jù)高峰的能力。

策略上，實施分時上傳和數(shù)據(jù)洪峰削減，安排不同地區(qū)企業(yè)錯峰上傳數(shù)據(jù)，利用哈希算法實現(xiàn)傳輸錯峰。

技術(shù)層面，采用實時數(shù)據(jù)庫、負載均衡和數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)，處理實時數(shù)據(jù)和時間敏感事務(wù)，同時均衡和分攤工作負載，確保多個操作單元協(xié)同工作。

4安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-5000web系統(tǒng)是能源管理分析平臺，它擴展了對多種能源如水、氣、煤、油和熱(冷)量的集中采集與分析功能。該系統(tǒng)通過詳細統(tǒng)計和圖表展示能耗數(shù)據(jù)，幫助識別高能耗問題和不合理的能源使用習慣，以促進能源節(jié)約。此外，它支持用戶根據(jù)國家規(guī)定進行能源計算，分析能源使用情況，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力，并制定并實施節(jié)能措施，最后向相關(guān)部門提交能源計算報告。

4.2應(yīng)用場所

適用于多種行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理系統(tǒng)，包括公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、醫(yī)院和企業(yè)等，涵蓋設(shè)計、施工及運維服務(wù)。

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1系統(tǒng)概況

平臺運行狀態(tài)、月度能耗統(tǒng)計、地圖導航功能，以及能耗的逐時、逐月趨勢曲線和日、月能耗同比分析實時展示。

4.3.2用能概況

對比建筑、部門、區(qū)域等的用能情況，支持逐時、逐日趨勢分析，分時段能耗統(tǒng)計及總能耗的同比環(huán)比對比。

4.3.3用能統(tǒng)計

;按日、月、年統(tǒng)計建筑和區(qū)域的能源使用，并支持導出為EXCEL報表。可選擇建筑數(shù)據(jù)生成柱狀圖。

4.3.4復費率統(tǒng)計

復費率報表可按日、月、年統(tǒng)計一棟建筑下各支路的用電量和成本，包括尖、峰、平、谷時段，并支持導出至EXCEL。

4.3.5同比分析

進行建筑和區(qū)域的用能數(shù)據(jù)分析，包括日、月、年對比，以圖形和報表形式展示。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖呈現(xiàn)單棟建筑在特定時段內(nèi)各種能源從供應(yīng)到消耗的路徑，可按實際值或標準化值進行查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗通過表格、曲線和餅圖展示不同支路的能源使用情況，區(qū)分工作時間和非工作時間，并支持報表導出。

4.3.8設(shè)備管理

設(shè)備管理涵蓋類型、臺賬、維保記錄等功能，幫助用戶有效管理設(shè)備，保障其正常運行。

4.3.9用戶報告

用戶報告自動統(tǒng)計選定建筑的月度能源使用趨勢，并提供能耗分析，包括用電的復費率分析，且報告支持編輯。

5系統(tǒng)硬件配置

6 結(jié)語

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)收集真實準確的能源消耗數(shù)據(jù)，分析用能情況，支持碳排放和用能權(quán)交易。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析，提出改進措施，增強重點用能單位的節(jié)能降碳意識，助力實現(xiàn)碳達峰和碳中和目標。

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審核編輯 黃宇