能源是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的物質(zhì)基礎，能源消耗水平與環(huán)境、生態(tài)和全球氣候變化等息息相關(guān)。隨著(zhù)節能工作向系統化、精細化、信息化方向發(fā)展，節能領(lǐng)域運用物聯(lián)網(wǎng)、大數據等信息技術(shù)手段深挖、細挖節能潛力成為必然趨勢。針對先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展了能耗監測和能源管理系統的研究、應用的探索。通過(guò)對已有能耗在線(xiàn)監測系統的研究，企業(yè)級能耗監測系統是基礎，其關(guān)鍵是能耗監測終端的功能和性能實(shí)現; 平臺級能耗監測系統是支撐，其關(guān)鍵是如何為企業(yè)、節能主管部門(mén)等提供信息服務(wù)的支撐，實(shí)現資源共享和可持續、標準化的服務(wù)體系建設。

基于此，本文提出基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案，并針對企業(yè)級、平臺級的軟硬件進(jìn)行設計、研發(fā)，并在化工企業(yè)能耗管理方面進(jìn)行了實(shí)踐應用，探索我國行業(yè)節能降耗的信息化支撐。

1平臺總體方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案架構，該方案從采集層、網(wǎng)絡(luò )層、數據層、應用層等層面，對實(shí)現能耗監測的技術(shù)和方案進(jìn)行分析，為下步開(kāi)展具體的軟硬件設計和研發(fā)打下基礎。

(1) 采集層。采集層與物理層直接通訊，主要基于部署在企業(yè)端的用能單位能耗采集端設備實(shí)現對能源消耗數據的采集、對能源計量器具的識別和動(dòng)態(tài)管理。

目前，能耗數據的采集主要基于三種方式實(shí)現:一是通過(guò)傳感器、數據采集器等設備實(shí)現現場(chǎng)級數據采集，支持多種不同協(xié)議的能源計量傳感器，可同時(shí)對電表、水表、燃氣表等多種智能儀表進(jìn)行數據采集; 二是通過(guò)與 PLC、DCS、OPC 服務(wù)器等管理系統對接實(shí)現控制級數據采集; 三是部分無(wú)法通過(guò)在線(xiàn)采集方式獲取的能耗數據，通過(guò)手工填報方式采集。為減少平臺端數據處理的壓力，采集的數據經(jīng)拆分、清洗，將來(lái)自不同儀表、不同傳輸協(xié)議的數據轉換成平臺可以識別的標準協(xié)議數據，經(jīng)過(guò)解析和校驗，進(jìn)行歸一化處理，傳輸至平臺端。

(2) 網(wǎng)絡(luò )層。網(wǎng)絡(luò )層主要包括互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、端系統存儲數據庫等。采集層的能源消耗數據采集以后，在網(wǎng)絡(luò )層進(jìn)行初步解析、校驗和存儲，并隨時(shí)準備上傳數據層。網(wǎng)絡(luò )層作為采集層和數據層的中間層，起到承上啟下的作用。

(3) 數據層。數據層主要實(shí)現對采集上傳數據的進(jìn)一步處理、存儲等操作。依據各行業(yè)數據采集指南中數據驗證要求，采集數據時(shí)對接入數據進(jìn)行驗證，判斷其數據是否合法、信息是否匹配、是否有丟包漏包、目的地址是否正確等。數據層數據是對企業(yè)能源結構、能耗水平、能耗趨勢等信息從多個(gè)維度進(jìn)行匯總分析以及可視化展示的基礎。

(4) 應用層。應用層主要負責將數據層匯總分析的數據按照平臺用戶(hù)類(lèi)型應用到實(shí)際生活中。針對不同的用戶(hù)，提供相應的信息技術(shù)服務(wù)。如: 面向節能監管部門(mén)，提供相關(guān)數據報表，實(shí)時(shí)監測企業(yè)能耗情況，進(jìn)一步細化和落實(shí)節能任務(wù)，逐步形成系統化、信息化的能源消耗監管體系; 面向用能企業(yè)，提供更優(yōu)化的生產(chǎn)方案，為企業(yè)提高能源利用效率、降低生產(chǎn)成本、減少能源浪費提供支撐; 面向社會(huì )大眾，及時(shí)提供新的節能信息，推廣節能技術(shù)產(chǎn)品，提高全社會(huì )節能環(huán)保意識。

2平臺設計與研發(fā)

2．1 能耗采集終端設計

能耗數據的準確、實(shí)時(shí)采集是平臺運用的基礎。在該方案中，能耗采集終端主要實(shí)現能耗數據的實(shí)時(shí)采集。終端整體結構框圖。該終端包括控制模塊、通訊模塊、存儲單元、安全管理單元、電源模塊、顯示模塊等。其中:

(1) 控制模塊?？刂颇K采用低功耗處理器，主要實(shí)現對通訊模塊、存儲單元、安全管理單元、電源模塊、顯示模塊的控制，確保終端功能和實(shí)現，以及終端的長(cháng)時(shí)間運行。

(2) 通訊模塊。通訊模塊支持數據采集通訊、以及終端與平臺間的數據通訊。終端支持 ＲS485總線(xiàn)以及 MODBUS、OPC 等工業(yè)協(xié)議，實(shí)現與電表、油表、水表、氣表、煤氣表等能耗計量設備的數據接口，實(shí)現數據的采集。終端具備以太網(wǎng)接口，支持終端與平臺間的互聯(lián)互通; 同時(shí)平臺通過(guò)該以太網(wǎng)接口，實(shí)現對終端的遠程監控和配置功能，包括: 外網(wǎng)主機部分的上傳地址、采集點(diǎn)信息、計算公式等參數的配置以及安裝、卸載、升級等操作。

(3) 存儲單元。終端具備本地存儲功能，上傳數據經(jīng)過(guò) HTTPS 協(xié)議加密，如果傳輸超時(shí)或失敗，設備將重發(fā)數據，直到接收成功反饋消息，防止因為斷電、網(wǎng)絡(luò )異常等意外事故導致的數據丟失。

(4) 安全管理單元。設備采用“內網(wǎng)主機+外網(wǎng)主機+安全數據交換單元"的“獨立雙主機 2+1"架構，其中，安全數據交換單元不同時(shí)與內外網(wǎng)主機連接，以此將內網(wǎng)與外網(wǎng)隔離，防止企業(yè)內部數據泄露和外部病毒木馬程序入侵，保證數據傳輸安全。

(5) 電源模塊。電源模塊支持交流電壓 220V±10%，雙路冗余熱備電源輸入。

(6) 顯示模塊。支持 7 寸液晶觸摸屏，方便顯示監控數據以及設置參數等操作。

2．2 平臺軟件設計與研發(fā)

能耗在線(xiàn)監測平臺是面向企業(yè)、節能安全監管部門(mén)等用戶(hù)的窗口。軟件部分主要功能模塊包括:用能單位子系統、政府子系統、公眾服務(wù)子系統，基于 B /S 三層架構、asp．net 技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)現。

2．2．1 政府監管子系統

政府部門(mén)，提供能耗監測、能效分析、節能管理、計量管理等功能。

(1) 能耗監測。提供對用能單位的能耗數據的統計分析功能，包括: 能源消費強度、能源消費構成及各能源品種消費量指標統計分析; 基于 GIS的企業(yè)和區域能耗分析，并形成圖表等可視化表示形式;服務(wù)政府各級節能部門(mén)的數據匯總，報表填報等信息化工作需求。

(2) 能效分析。提供從宏觀(guān)監測、地區、行業(yè)及產(chǎn)品的角度進(jìn)行能效的統計分析功能，基于歷史能效指標狀況預測能效趨勢。

(3) 節能管理。提供總量及強度控制、節能業(yè)務(wù)管理、節能監察、節能標準法規與技術(shù)產(chǎn)品發(fā)布等功能; 對能源“雙控"指標進(jìn)行分配并對節能形勢進(jìn)行分析和預測預警; 對企業(yè)管理崗位、主要負責人進(jìn)行備案; 提供節能公司和節能審核機構的注冊與查詢(xún)功能。

(4) 計量管理。提供用能單位計量器具配備情況匯總查詢(xún)功能，對用能單位計量器具的配備數、配備率、檢定校準情況進(jìn)行匯總查詢(xún)，對即將到期或已到期的進(jìn)行標注預警。

2．2．2 用能單位管理子系統

用能單位管理子系統主要為企業(yè)用戶(hù)提供相關(guān)能耗數據、計量器具、政策法規等信息的維護查詢(xún)。

(1) 能耗監測。對能耗監測終端采集的煤、油、水、電、氣、汽等實(shí)時(shí)能耗數據進(jìn)行監測，實(shí)現。

(2) 能效分析。企業(yè)內部能耗數據，進(jìn)行能耗分析和成本分析，主要包括需量配置、需量查詢(xún)、峰平谷電耗分析、能源綜合成本分析的查詢(xún)功能，并支持企業(yè)與同行業(yè)其他企業(yè)進(jìn)行相應節能指標的對比分析和改進(jìn)指導。

(3) 能源報表。匯總企業(yè)的電力損耗信息、能耗綜合成本、單位產(chǎn)品能耗、班次單位產(chǎn)品能耗、班組單位產(chǎn)品能耗、峰平谷電耗、能耗單位匯總、能耗成本單位匯總、能耗費用匯總、能耗比較等報表信息。

(4) 能耗預警。統計各報警類(lèi)型的報警次數和報警時(shí)長(cháng)，為企業(yè)開(kāi)展能耗管理決策提供參考。

(5) 能源計量器具管理。對企業(yè)能源計量器具的使用、檢驗、計量等情況進(jìn)行記錄和管理，從而提升企業(yè)能耗監測的準確性和有效性。

(6) 能源管理標準規范查詢(xún)。方便企業(yè)及企業(yè)人員實(shí)時(shí)在線(xiàn)查詢(xún)國家有關(guān)法律法規、政策文件、標準規范等資料。

2．2．3 公眾服務(wù)子系統

公眾服務(wù)子系統主要面向社會(huì )公眾提供服務(wù)，具備發(fā)布相關(guān)的政策法規、標準規范、新聞動(dòng)態(tài)、節能技術(shù)產(chǎn)品等信息的功能，是平臺的門(mén)戶(hù)窗口，為實(shí)現節能降耗的多元共治局面提供支撐。

3 應用案例

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案目前已在山東省淄博市某化工企業(yè)進(jìn)行了實(shí)際應用。該企業(yè)目前主要使用的能源類(lèi)型包括: 原煤、電、天然氣、蒸汽，其中: 企業(yè)利用工業(yè)水進(jìn)行自發(fā)電，部分電力上網(wǎng)，同時(shí)有外供蒸汽給周邊企業(yè)使用。部分能源數據已經(jīng)采集到企業(yè)自建的 MES 系統中。根據企業(yè)實(shí)際情況，結合有關(guān)政策要求，在平臺總體方案的基礎上，研究提出了符合企業(yè)需求的能源在線(xiàn)監測方案。在邊緣采集側，部署能耗監測終端，與企業(yè)的 MES 系統進(jìn)行對接，通過(guò)ＲJ45 接口實(shí)現能耗數據的采集，同時(shí)終端通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )/4G/無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等數據通訊模式將能耗數據定時(shí)發(fā)送到能耗在線(xiàn)監測平臺。在云服務(wù)平臺側，主要面向企業(yè)、節能安全監管部門(mén)，以軟件即服務(wù)的模式開(kāi)展信息技術(shù)服務(wù)。

(1) 面向企業(yè)的云服務(wù)。企業(yè)登錄能耗在線(xiàn)監測平臺，開(kāi)展企業(yè)能耗信息化管理，對本企業(yè)實(shí)時(shí)能耗情況、計量器具情況等進(jìn)行管理，對企業(yè)歷史能耗情況、能耗趨勢等進(jìn)行分析，形成各類(lèi)預警信息，如企業(yè)能耗指標預警、節能量預警、能源儲備預警等，并為企業(yè)提出安全生產(chǎn)和能源使用的具體改進(jìn)措施提供數據支撐。如: 針對企業(yè)各類(lèi)能耗比例進(jìn)行同比或環(huán)比分析，結合企業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，發(fā)現企業(yè)能耗過(guò)程中的問(wèn)題，提出生產(chǎn)或能源使用的改進(jìn)措施。

(2) 面向節能安全監管部門(mén)的云服務(wù)。依托平臺實(shí)現企業(yè)能耗信息的匯聚和分析，為節能安全監管部門(mén)開(kāi)展管理提供數據化和平臺化支撐。如: 監管部門(mén)可通過(guò)分析企業(yè)的能耗數據，分析行業(yè)和企業(yè)能源結構，為能源管理決策和規劃提供支撐。

4 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數據服務(wù)的平臺。用戶(hù)僅需購買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務(wù)。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語(yǔ)言、多終端數據訪(fǎng)問(wèn)。

（2）應用場(chǎng)所

本平臺適用于公寓出租戶(hù)、連鎖小超市、小型工廠(chǎng)、樓管系統集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領(lǐng)域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現對各種監測數據的查詢(xún)、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進(jìn)行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢(xún)供配電室內各設備運行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數，并根據實(shí)際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢(xún)或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

4）售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5）售水管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售水、退水、記錄查詢(xún)等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)，本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監控、運營(yíng)分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數據監測，也可以實(shí)現定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁(yè)面

◆安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實(shí)現及時(shí)的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。彌補了原先針對“九小場(chǎng)所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實(shí)際需求。

（5）系統硬件配置

5結語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案基于政府強化能源管理等各方需求，具有較好的推廣應用前景。

參考文獻

[1]楊作明，張治東，李娟，李良．物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺研究與應用

[2]徐強．加快建設重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統助推生態(tài)文明與綠色發(fā)展［J］．中國能源，2018，40( 4) : 5－6，9．

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能源是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的物質(zhì)基礎，能源消耗水平與環(huán)境、生態(tài)和全球氣候變化等息息相關(guān)。隨著(zhù)節能工作向系統化、精細化、信息化方向發(fā)展，節能領(lǐng)域運用物聯(lián)網(wǎng)、大數據等信息技術(shù)手段深挖、細挖節能潛力成為必然趨勢。針對先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展了能耗監測和能源管理系統的研究、應用的探索。通過(guò)對已有能耗在線(xiàn)監測系統的研究，企業(yè)級能耗監測系統是基礎，其關(guān)鍵是能耗監測終端的功能和性能實(shí)現; 平臺級能耗監測系統是支撐，其關(guān)鍵是如何為企業(yè)、節能主管部門(mén)等提供信息服務(wù)的支撐，實(shí)現資源共享和可持續、標準化的服務(wù)體系建設。

基于此，本文提出基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案，并針對企業(yè)級、平臺級的軟硬件進(jìn)行設計、研發(fā)，并在化工企業(yè)能耗管理方面進(jìn)行了實(shí)踐應用，探索我國行業(yè)節能降耗的信息化支撐。

1平臺總體方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案架構，該方案從采集層、網(wǎng)絡(luò )層、數據層、應用層等層面，對實(shí)現能耗監測的技術(shù)和方案進(jìn)行分析，為下步開(kāi)展具體的軟硬件設計和研發(fā)打下基礎。

(1) 采集層。采集層與物理層直接通訊，主要基于部署在企業(yè)端的用能單位能耗采集端設備實(shí)現對能源消耗數據的采集、對能源計量器具的識別和動(dòng)態(tài)管理。

目前，能耗數據的采集主要基于三種方式實(shí)現:一是通過(guò)傳感器、數據采集器等設備實(shí)現現場(chǎng)級數據采集，支持多種不同協(xié)議的能源計量傳感器，可同時(shí)對電表、水表、燃氣表等多種智能儀表進(jìn)行數據采集; 二是通過(guò)與 PLC、DCS、OPC 服務(wù)器等管理系統對接實(shí)現控制級數據采集; 三是部分無(wú)法通過(guò)在線(xiàn)采集方式獲取的能耗數據，通過(guò)手工填報方式采集。為減少平臺端數據處理的壓力，采集的數據經(jīng)拆分、清洗，將來(lái)自不同儀表、不同傳輸協(xié)議的數據轉換成平臺可以識別的標準協(xié)議數據，經(jīng)過(guò)解析和校驗，進(jìn)行歸一化處理，傳輸至平臺端。

(2) 網(wǎng)絡(luò )層。網(wǎng)絡(luò )層主要包括互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、端系統存儲數據庫等。采集層的能源消耗數據采集以后，在網(wǎng)絡(luò )層進(jìn)行初步解析、校驗和存儲，并隨時(shí)準備上傳數據層。網(wǎng)絡(luò )層作為采集層和數據層的中間層，起到承上啟下的作用。

(3) 數據層。數據層主要實(shí)現對采集上傳數據的進(jìn)一步處理、存儲等操作。依據各行業(yè)數據采集指南中數據驗證要求，采集數據時(shí)對接入數據進(jìn)行驗證，判斷其數據是否合法、信息是否匹配、是否有丟包漏包、目的地址是否正確等。數據層數據是對企業(yè)能源結構、能耗水平、能耗趨勢等信息從多個(gè)維度進(jìn)行匯總分析以及可視化展示的基礎。

(4) 應用層。應用層主要負責將數據層匯總分析的數據按照平臺用戶(hù)類(lèi)型應用到實(shí)際生活中。針對不同的用戶(hù)，提供相應的信息技術(shù)服務(wù)。如: 面向節能監管部門(mén)，提供相關(guān)數據報表，實(shí)時(shí)監測企業(yè)能耗情況，進(jìn)一步細化和落實(shí)節能任務(wù)，逐步形成系統化、信息化的能源消耗監管體系; 面向用能企業(yè)，提供更優(yōu)化的生產(chǎn)方案，為企業(yè)提高能源利用效率、降低生產(chǎn)成本、減少能源浪費提供支撐; 面向社會(huì )大眾，及時(shí)提供新的節能信息，推廣節能技術(shù)產(chǎn)品，提高全社會(huì )節能環(huán)保意識。

2平臺設計與研發(fā)

2．1 能耗采集終端設計

能耗數據的準確、實(shí)時(shí)采集是平臺運用的基礎。在該方案中，能耗采集終端主要實(shí)現能耗數據的實(shí)時(shí)采集。終端整體結構框圖。該終端包括控制模塊、通訊模塊、存儲單元、安全管理單元、電源模塊、顯示模塊等。其中:

(1) 控制模塊?？刂颇K采用低功耗處理器，主要實(shí)現對通訊模塊、存儲單元、安全管理單元、電源模塊、顯示模塊的控制，確保終端功能和實(shí)現，以及終端的長(cháng)時(shí)間運行。

(2) 通訊模塊。通訊模塊支持數據采集通訊、以及終端與平臺間的數據通訊。終端支持 ＲS485總線(xiàn)以及 MODBUS、OPC 等工業(yè)協(xié)議，實(shí)現與電表、油表、水表、氣表、煤氣表等能耗計量設備的數據接口，實(shí)現數據的采集。終端具備以太網(wǎng)接口，支持終端與平臺間的互聯(lián)互通; 同時(shí)平臺通過(guò)該以太網(wǎng)接口，實(shí)現對終端的遠程監控和配置功能，包括: 外網(wǎng)主機部分的上傳地址、采集點(diǎn)信息、計算公式等參數的配置以及安裝、卸載、升級等操作。

(3) 存儲單元。終端具備本地存儲功能，上傳數據經(jīng)過(guò) HTTPS 協(xié)議加密，如果傳輸超時(shí)或失敗，設備將重發(fā)數據，直到接收成功反饋消息，防止因為斷電、網(wǎng)絡(luò )異常等意外事故導致的數據丟失。

(4) 安全管理單元。設備采用“內網(wǎng)主機+外網(wǎng)主機+安全數據交換單元"的“獨立雙主機 2+1"架構，其中，安全數據交換單元不同時(shí)與內外網(wǎng)主機連接，以此將內網(wǎng)與外網(wǎng)隔離，防止企業(yè)內部數據泄露和外部病毒木馬程序入侵，保證數據傳輸安全。

(5) 電源模塊。電源模塊支持交流電壓 220V±10%，雙路冗余熱備電源輸入。

(6) 顯示模塊。支持 7 寸液晶觸摸屏，方便顯示監控數據以及設置參數等操作。

2．2 平臺軟件設計與研發(fā)

能耗在線(xiàn)監測平臺是面向企業(yè)、節能安全監管部門(mén)等用戶(hù)的窗口。軟件部分主要功能模塊包括:用能單位子系統、政府子系統、公眾服務(wù)子系統，基于 B /S 三層架構、asp．net 技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)現。

2．2．1 政府監管子系統

政府部門(mén)，提供能耗監測、能效分析、節能管理、計量管理等功能。

(1) 能耗監測。提供對用能單位的能耗數據的統計分析功能，包括: 能源消費強度、能源消費構成及各能源品種消費量指標統計分析; 基于 GIS的企業(yè)和區域能耗分析，并形成圖表等可視化表示形式;服務(wù)政府各級節能部門(mén)的數據匯總，報表填報等信息化工作需求。

(2) 能效分析。提供從宏觀(guān)監測、地區、行業(yè)及產(chǎn)品的角度進(jìn)行能效的統計分析功能，基于歷史能效指標狀況預測能效趨勢。

(3) 節能管理。提供總量及強度控制、節能業(yè)務(wù)管理、節能監察、節能標準法規與技術(shù)產(chǎn)品發(fā)布等功能; 對能源“雙控"指標進(jìn)行分配并對節能形勢進(jìn)行分析和預測預警; 對企業(yè)管理崗位、主要負責人進(jìn)行備案; 提供節能公司和節能審核機構的注冊與查詢(xún)功能。

(4) 計量管理。提供用能單位計量器具配備情況匯總查詢(xún)功能，對用能單位計量器具的配備數、配備率、檢定校準情況進(jìn)行匯總查詢(xún)，對即將到期或已到期的進(jìn)行標注預警。

2．2．2 用能單位管理子系統

用能單位管理子系統主要為企業(yè)用戶(hù)提供相關(guān)能耗數據、計量器具、政策法規等信息的維護查詢(xún)。

(1) 能耗監測。對能耗監測終端采集的煤、油、水、電、氣、汽等實(shí)時(shí)能耗數據進(jìn)行監測，實(shí)現。

(2) 能效分析。企業(yè)內部能耗數據，進(jìn)行能耗分析和成本分析，主要包括需量配置、需量查詢(xún)、峰平谷電耗分析、能源綜合成本分析的查詢(xún)功能，并支持企業(yè)與同行業(yè)其他企業(yè)進(jìn)行相應節能指標的對比分析和改進(jìn)指導。

(3) 能源報表。匯總企業(yè)的電力損耗信息、能耗綜合成本、單位產(chǎn)品能耗、班次單位產(chǎn)品能耗、班組單位產(chǎn)品能耗、峰平谷電耗、能耗單位匯總、能耗成本單位匯總、能耗費用匯總、能耗比較等報表信息。

(4) 能耗預警。統計各報警類(lèi)型的報警次數和報警時(shí)長(cháng)，為企業(yè)開(kāi)展能耗管理決策提供參考。

(5) 能源計量器具管理。對企業(yè)能源計量器具的使用、檢驗、計量等情況進(jìn)行記錄和管理，從而提升企業(yè)能耗監測的準確性和有效性。

(6) 能源管理標準規范查詢(xún)。方便企業(yè)及企業(yè)人員實(shí)時(shí)在線(xiàn)查詢(xún)國家有關(guān)法律法規、政策文件、標準規范等資料。

2．2．3 公眾服務(wù)子系統

公眾服務(wù)子系統主要面向社會(huì )公眾提供服務(wù)，具備發(fā)布相關(guān)的政策法規、標準規范、新聞動(dòng)態(tài)、節能技術(shù)產(chǎn)品等信息的功能，是平臺的門(mén)戶(hù)窗口，為實(shí)現節能降耗的多元共治局面提供支撐。

3 應用案例

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案目前已在山東省淄博市某化工企業(yè)進(jìn)行了實(shí)際應用。該企業(yè)目前主要使用的能源類(lèi)型包括: 原煤、電、天然氣、蒸汽，其中: 企業(yè)利用工業(yè)水進(jìn)行自發(fā)電，部分電力上網(wǎng)，同時(shí)有外供蒸汽給周邊企業(yè)使用。部分能源數據已經(jīng)采集到企業(yè)自建的 MES 系統中。根據企業(yè)實(shí)際情況，結合有關(guān)政策要求，在平臺總體方案的基礎上，研究提出了符合企業(yè)需求的能源在線(xiàn)監測方案。在邊緣采集側，部署能耗監測終端，與企業(yè)的 MES 系統進(jìn)行對接，通過(guò)ＲJ45 接口實(shí)現能耗數據的采集，同時(shí)終端通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )/4G/無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等數據通訊模式將能耗數據定時(shí)發(fā)送到能耗在線(xiàn)監測平臺。在云服務(wù)平臺側，主要面向企業(yè)、節能安全監管部門(mén)，以軟件即服務(wù)的模式開(kāi)展信息技術(shù)服務(wù)。

(1) 面向企業(yè)的云服務(wù)。企業(yè)登錄能耗在線(xiàn)監測平臺，開(kāi)展企業(yè)能耗信息化管理，對本企業(yè)實(shí)時(shí)能耗情況、計量器具情況等進(jìn)行管理，對企業(yè)歷史能耗情況、能耗趨勢等進(jìn)行分析，形成各類(lèi)預警信息，如企業(yè)能耗指標預警、節能量預警、能源儲備預警等，并為企業(yè)提出安全生產(chǎn)和能源使用的具體改進(jìn)措施提供數據支撐。如: 針對企業(yè)各類(lèi)能耗比例進(jìn)行同比或環(huán)比分析，結合企業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，發(fā)現企業(yè)能耗過(guò)程中的問(wèn)題，提出生產(chǎn)或能源使用的改進(jìn)措施。

(2) 面向節能安全監管部門(mén)的云服務(wù)。依托平臺實(shí)現企業(yè)能耗信息的匯聚和分析，為節能安全監管部門(mén)開(kāi)展管理提供數據化和平臺化支撐。如: 監管部門(mén)可通過(guò)分析企業(yè)的能耗數據，分析行業(yè)和企業(yè)能源結構，為能源管理決策和規劃提供支撐。

4 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數據服務(wù)的平臺。用戶(hù)僅需購買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務(wù)。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語(yǔ)言、多終端數據訪(fǎng)問(wèn)。

（2）應用場(chǎng)所

本平臺適用于公寓出租戶(hù)、連鎖小超市、小型工廠(chǎng)、樓管系統集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領(lǐng)域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現對各種監測數據的查詢(xún)、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進(jìn)行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢(xún)供配電室內各設備運行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數，并根據實(shí)際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢(xún)或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

4）售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5）售水管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售水、退水、記錄查詢(xún)等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)，本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監控、運營(yíng)分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數據監測，也可以實(shí)現定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁(yè)面

◆安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實(shí)現及時(shí)的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。彌補了原先針對“九小場(chǎng)所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實(shí)際需求。

（5）系統硬件配置

5結語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的能耗在線(xiàn)監測平臺總體方案基于政府強化能源管理等各方需求，具有較好的推廣應用前景。

參考文獻

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