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      能耗监测

      1.政策背景


      2017年9月,国家发改委、质检总局联合印发《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》(发改环资〔2017〕1711号)中明确提出:监测系统采用“国家平台+省级平台+重点用能单位接入端系统”的架构,重点用能单位端能耗监测数据上传到省级平台,再由省级平台上传至国家平台。同时该文明确指出:重点用能单位接入端系统部署在重点用能单位内部,由重点用能单位负责建设。主要功能是,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,或直接上传至国家平台。重点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、接收国家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。

      2019年4月,国家发展改革委办公厅市场监管总局办公厅联合印发《关于加快推进重点用能单位能耗在线监测系统建设的通知中再次要求:各地区要按照2020年底前接入本地区重点用能单位能耗监测数据的目标倒排工作计划。要结合重点用能单位“百千万”行动,明确纳入能耗在线监测范围的重点用能单位名单,制定重点用能单位接入端系统建设工作计划,大力推进接入端系统建设,将建设任务和时间要求落实到每家重点用能单位。确保完成本地区全部重点用能单位的接入端系统建设,并实现数据每日上传。对未按要求开展重点用能单位能耗在线监测系统建设、未配备和使用能源计量器具的,依法依规责令限期整改;逾期不整改或整改未达到要求的,严格按照有关法律法规进行处罚。对未按期完成接入端系统建设、未按要求上传数据或不能维持系统正常运行的重点用能单位,要纳入全国信用信息共享平台,实施失信惩戒。


      2.技术路线


      根据国家发展改革委、质检总局联合印发《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的通知(发改环资〔2017〕1711号)中明确提出:监测系统采用“国家平台+省级平台+重点用能单位接入端系统”的架构,网络架构如下:



      同时结合《重点用能单位能耗在线监测系统-端设备接口协议规范》中要求:能耗在线监测端设备从重点用能单位的数据采集点采集数据后,将数据发给省级平台,重点用能单位能耗在线监测端设备通信结构如下图所示:



      根据发改委环资司、国家节能中心编制的《重点用能单位能耗在线监测端设备技术规范》要求,能耗在线采集系统采用企业端设备进行数据上传(见下图)。通过在接入企业安装“能耗监测端设备”,并开发部署相应的“企业端能源管理软件、能耗数据采集管理软件”,对采集到的数据进行汇总,验证、筛选、整理打包后,采用HTTPS进行通道?;ど洗料低称教?。重点用能企业能耗在线采集系统架构如下图所示:



      企业端系统平台的数据上传采用“2+1”架构,包括外部处理单元、内部处理单元、隔离安全数据交换单元和防火墙单元,适用于重点耗能单位、大型工业企业、安全生产监管单位等领域。


      3.接入方式


      根据行业(钢铁、电力、石油石化、建材、纺织、化工等)企业特性,部署重点用能单位接入端系统,通过合理选择采集方式,即主要通过现场计量仪表、工控系统等途径采集、汇总本单位能耗数据,并将数据上传至省平台。根据企业实际情况,项目可采用以下方式采集数据:

      企业已有SIS/EMS等管理信息系统。通过数据库接口对接、中间库对接等方式采集系统中的能耗数据。

      企业已有DCS/PI等生产控制系统。通过OPC数据对接、中间库对接等方式采集系统中的能耗数据。

      企业未建设信息化系统:通过安装数据采集器,直接采集企业现场智能表计(非智能远传表计需更换升级)数据并上传至系统平台。

      对于以上途径均不可采集的或数据采集不准确的(如煤炭),可通过手工填报的方式进行补充。



      图能耗接入拓补图

      对于通过系统对接形式进行的企业,供货方提供标准版的系统对接数据接口,由企业系统建设支持单位按照标准接口协议向端设备上报数据。若企业无法按照标准协议接口向端设备上报数据,则可以选择由端设备供货商向企业内部系统主动获取数据,设计相关服务支持费用由企业与供货方自行协商。

      在数据上传省平台时,企业端设备外网需连接互联网与省平台通讯,并将上传数据经过HTTPS协议加密传输。如果数据传输失败或超时(网络故障),能耗监测端设备将重发N次数据(由应用软件配置确定,例如,3次),直至接收成功反馈消息。

      企业能耗在线监测范围必须是:法人或视同法人的独立核算单位,严格以与企业的运行有关的能源消耗为边界,与报送统计部门能耗统计范围口径保持一致。


      4.接入模式


      重点用能单位接入端系统要求接入的能源品种为五类:煤、电、蒸汽(热力)、天然气和原油。

      重点用能单位接入端系统接入数据包括以下两类:

      ——企业消费煤、电、蒸汽(热力)、天然气和原油的能源总量数据;

      ——企业外供电、蒸汽(热力)的能源总量数据。

      能耗在线监测端设备采集接入数据和对接系统推送数据频率需与现场仪表采集数据的频次保持一致。原则上煤炭消费数据不低于每天一次,电力、热力、天然气等消费数据不低于15min一次。

      能耗监测端设备是该系统中部署在企业内部的关键信息节点,为所有企业必备。企业的能耗相关数据通过无线网络传输到能耗在线监测端设备。能耗在线监测端设备对采集到的数据进行汇总,验证、筛选、整理打包后,采用HTTPS将数据上传至省级平台。

      能耗在线监测端设备作为放置于重点用能单位的负责数据传输与安全隔离的关键节点设备,产品结构设计应遵循易安装、易维护、高可靠性的原则,可采用一体化结构。安全隔离方式明确要求采用独立双主机“2+1”(外网主机、内网主机+安全数据交换单元)架构,非IP物理隔离。


      5.设备要求


      能耗在线监测端设备遵守GB/T 20279 《信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求》相关规定,且通过国家认可的第三方检验检测机构的检测认证,并取得计算机信息系统安全专用产品销售许可证。

      能耗在线监测端设备原则上应遵守GB/T 17626 《电磁兼容 试验和测量技术系列标准》中相关规定,且需满足国家节能中心发布的《重点用能单位能耗在线监测端设备接口协议规范》及《重点用能单位能耗在线监测端设备检测规范》中对端设备应用软件的相关规定,并取得国家认可的第三方检验检测机构的检测报告。

      通过部署能耗在线监测端设备实现企业能耗数据的在线采集。端设备应采用独立双主机“2+1”(外网主机、内网主机+安全数据交换单元)架构,内网主机和外网主机之间通过安全网闸进行隔离,充分保障企业原有系统的安全,外网主机和互联网之间通过企业防火墙提供安全保障。采用双重措施保证了端设备和企业原有系统的安全。数据由企业端设备上传至系统平台采用https安全加密的措施,保障数据网络传输安全。

      能耗监测端设备采集数据协议必须支持SQL、OPC、Modbus、DL/T 645、CJ/T188协议;能耗监测端设备上传省平台接口通信协议必须满足《NHJC-06-2018 重点用能单位能耗在线监测系统端设备接口协议规范》的要求;企业端接入端设备安装在企业信息机房或其它具备具备网络接入条件的室内空间。


      6.设备功能


      企业端设备根据国家节能中心发布的《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范》中的端设备技术规范要求而设计的一款专用物理隔离网闸产品,该产品采用独立双主机“2+1”架构设计,内、外部主机通过安全隔离数据交互单元连接(由专用隔离部件构成)。

      6.1.网络连接

      能耗监测端设备具有多路以太网、RS232接口,可与多个系统和设备同时进行连接,并支持硬件接口的扩展??梢源庸芾硇畔⑾低?、生产监控管理系统、DCS分布式控制系统、生产工序现场监控仪表等多种方式接入数据,支持Modbus、OPC等现场总线级协议,也支持ODBC接口实现主流数据库数据接入,并可进行各种新协议的扩展。能耗监测端设备与现有的信息系统连接时,应采用安全连接,避免对现有信息系统造成异常故障。能耗监测端设备与企业厂级监控信息系统(SIS)、管理信息系统(MIS)等上层信息系统连接时,采用有效隔离手段,同时考虑满足企业网络安全要求。

      6.2.数据处理

      (1)解析转换:能耗监测端设备具有工业协议解析能力,并能够对接入的数据进行各类常规运算,得到最终的数据。

      (2)数据校验:能耗监测端设备能够依据行业能耗模型,对接入数据进行校验。同时可根据业务需求对数据进行反算和验证,判断能耗数据是否正确合理,如果发现数据存在问题,则对问题数据做标记处理。

      (3)数据存储:能耗监测端设备可本地存储1年以上历史数据,并可以方便的进行导出操作。

      6.3.数据上传

      能耗监测端设备提供数据录入的功能,对于一些不能实现自动采集的数据,为了保证数据的完整性,可以通过手工录入的方式实现。能耗监测端设备能够对上传数据项进行编码,与平台进行安全认证后上传采集数据,并且在数据发送链路出现故障,且故障排除后能够进行数据的补发。

      6.4.设备管理

      能耗监测端设备可以远程配置能耗监测端设备工作时的所有工作参数,方便快速的使设备进入工作状态;可以远程对端设备进行各种操作,包括设备的配置、设备的重启,设备软件的安装、卸载、升级等;可以远程监测设备自身信息、应用信息以及业务信息等。通过监控设备的状态信息,可以及时发现设备的潜在问题及风险,及时解决和预防,确保整个系统的正常运行;能耗监测端设备具有完善的安全功能,不管是本地的参数配置,还是远程控制的各类操作,所有传输数据均严格加密,并配有完善的权限认证机制,保证整个设备的安全稳定。

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