摘要：*點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統是實(shí)現碳達峰碳中和的重要政策工具之一。目前，各地區基本實(shí)現將*點(diǎn)用能單位能耗數據上傳至平臺，但仍需要強化數據質(zhì)量保障體系、業(yè)務(wù)功能體系、數據處理技術(shù)體系等問(wèn)題。結合碳達峰碳中和以及能耗在線(xiàn)監測系統的目標要求，提出構建數據質(zhì)量管理評價(jià)指標體系，落實(shí)監測數據質(zhì)量主體責任，提升數據質(zhì)量保障體系，豐富完善業(yè)務(wù)功能體系，增強數據處理技術(shù)體系建設水平等建議。對助推我國雙碳目標具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電能耗在線(xiàn)監測系統；能耗數據；碳達峰；碳中和

0引言

能耗數據在線(xiàn)監測是實(shí)現碳達峰碳中和目標的基礎環(huán)節之一。我國推行建設的*點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統，是響應碳達峰碳中和目標的*一步。遼寧省大數據管理專(zhuān)注于工業(yè)建筑、交通領(lǐng)域的能耗在線(xiàn)監測系統的建設，助力*點(diǎn)用能單位減少能耗浪費的管理提供可靠的、準確的數據。根據加快推進(jìn)*點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設的通知相關(guān)文件，據統計，遼寧省已有近萬(wàn)家*點(diǎn)用能單位能耗數據上傳至平臺但能耗在線(xiàn)監測系統仍需進(jìn)一步強化數據質(zhì)量保障體系業(yè)務(wù)功能體系、數據處理技術(shù)體系。因此，有必要系統性地梳理問(wèn)題，總體構思設計，提出解決方案，以助推我國碳達峰碳中和目標的實(shí)現

1能耗在線(xiàn)監測系統總體構成

能耗在線(xiàn)監測系統以準確、有效的計量器具為基礎，結合計算機和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監測用能單位的能源運行數據，形成各個(gè)行業(yè)的能源運行圖，把握*點(diǎn)行業(yè)、*點(diǎn)企業(yè)及關(guān)鍵工序的能耗，實(shí)現“物聯(lián)網(wǎng)"技術(shù)在能源計量工作中的實(shí)際應用任務(wù)。*點(diǎn)用能單位監測系統主要由*點(diǎn)用能單位接入端系統、省級平臺系統和系統等3部分組成。*點(diǎn)用能單位監測系統的基礎數據主要來(lái)自企業(yè)采集的能耗數據，上傳至省級平臺，通過(guò)省級平臺上傳至平臺，能耗在線(xiàn)監測系統整體架構模式如圖1所示。

圖1能耗在線(xiàn)監測系統整體架構模式

2能耗在線(xiàn)監測系統需要強化的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1數據質(zhì)量保障體系

能耗在線(xiàn)監測系統功能依托企業(yè)準確、可靠的能耗數據，對系統的推廣應用起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

1. 能耗在線(xiàn)監測。我國要求的計量器具年檢標準合格率為97%。目前，*點(diǎn)用能單位的部分計量器具的年檢合格率低于97%，致使能耗情況監測與實(shí)際數據存在偏差。另外，*點(diǎn)用能單位原有的計量?jì)x表普遍沒(méi)有預留給接入端系統的通信接口，但能夠提供模擬量信號，接入端系統建設過(guò)程中需要加裝接收原計量?jì)x表模擬信號的二次儀表，得到的數據與原始數據存在偏差。

2. 計量器具。*點(diǎn)用能單位普遍為用能大戶(hù)，生產(chǎn)中需要能源不斷地輸送與運轉，強行改造計量器具，需要斷能停產(chǎn)，因而改造器具受到限制;部分企業(yè)原有計量?jì)x表產(chǎn)權單位對儀表的更換沒(méi)有自主權:部分企業(yè)因更換費用問(wèn)題，降低計量器具改造的積極性。因此，*點(diǎn)用能單位主動(dòng)與接入端系統鏈接的積極性受到限制。

3. 行業(yè)采集技術(shù)規范。隨著(zhù)能耗在線(xiàn)監測系統建設的推進(jìn)，部分行業(yè)、部分環(huán)節的數據采集情況等問(wèn)題逐步凸顯，如信息資源、數據交換、數據采集指南、應用支撐系統、應用系統、信息安全和工程管理等標準尚未發(fā)布。尤其冶金、水泥等行業(yè)，采集邊界不一致，采集品種不統一，致使同行業(yè)采集的數據與準確度存在偏差，影響數據的有效價(jià)值。

4. 手工填報數據。多數*點(diǎn)用能單位的基礎能耗數據存在沉睡現象:每月需要在不同賬套、不同系統和模塊、各級主管部門(mén)下發(fā)的表格中對數據進(jìn)行清洗。人工處理這些數據容易出現紕漏，且數據更新速度較慢。人工填報數據，數據上傳的準確性受到影響。

2.2業(yè)務(wù)功能需求體系

部分能耗在線(xiàn)監測系統省級平臺主要業(yè)務(wù)功能概況如表1所示。

由表1可知，省級平臺主要業(yè)務(wù)功能包括能耗在線(xiàn)監測功能、“雙控管理"、能耗數據分析、能效對標、能耗預測預警、節能目標管理、節能潛力分析、能耗在線(xiàn)填報、GIS展示和系統運維等功能模塊，能夠滿(mǎn)足節能主管單位的業(yè)務(wù)需求。但目前省級平臺暫未設置“兩高項目綜合管理、碳達峰碳中和管理、用能權交易管理能源消費預算管理等功能模塊，而這些功能將是落實(shí)關(guān)于碳達峰碳中和目標，進(jìn)一步做好雙控指標分解“兩高"項目監管，深入挖掘能源消費存量和碳減排潛力的具體舉措，因此，應加強完善這些功能模塊。

2.3數據處理技術(shù)體系

*點(diǎn)用能單位在線(xiàn)監測數據集中上傳易造成數據洪峰。按照能耗在線(xiàn)監測的接口協(xié)議規范，每一個(gè)用能單位將每日指標和實(shí)時(shí)指標(采集頻率為15min)匯總打包，每日上傳至省級平臺。一般做到三級計量的*點(diǎn)用能單位的采集指標約100~3000個(gè)，每個(gè)采集指標的單條數據傳輸時(shí)大小約0.5kB。

假如1個(gè)企業(yè)每天的數據大小測算公式為：

式中:M-每天的數據大小;n-每日采集指標的個(gè)數，個(gè);i-實(shí)時(shí)采集指標的個(gè)數，個(gè);k-采集頻率，min;m-每個(gè)采集指標的單條數據傳輸時(shí)的大小。

按每日采集指標、實(shí)時(shí)采集指標各300個(gè)，采集頻率按15min計算，1個(gè)企業(yè)每日傳輸的數據大小約為:(300+24x60/15x300)x0.5kB=14550kB=14.2MB，共29100條數據。全省能耗萬(wàn)噸以上的*點(diǎn)用能單位按500家測算，省平臺每天處理6.9GB、1455萬(wàn)條數據對系統的網(wǎng)絡(luò )帶寬、平臺的數據處理能力、數據庫的實(shí)時(shí)存儲均產(chǎn)生很大的影響。如平臺數據處理能力飽和，內存占用率偏高，易引起請求無(wú)法響應的情況;數據庫的實(shí)時(shí)存儲無(wú)法滿(mǎn)足，造成數據積壓，甚至數據丟失缺失的情況；平臺處理這些數據時(shí)，耗費較大的運算能力，運行緩慢，長(cháng)時(shí)間才能夠展示需要的統計數據。

3系統建設的對策與建議

3.1數據質(zhì)量保障體系

(1)加強能源計量器具管理。*點(diǎn)用能單位應配備和使用符合要求的能源計量器具，加強能源計量數據的管理和使用。構建閉環(huán)管理制度，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，確保測量數據準確可靠，定期檢定、校準計量器具。對計量器具更換遲疑的企業(yè)，建議相關(guān)單位適當給予政策傾斜、資金扶持，鼓勵計量器具三方供應商能夠與企業(yè)建立長(cháng)久合作機制，推進(jìn)計量器具的更新?lián)Q代。

(2)完善能耗在線(xiàn)監測系統技術(shù)規范。制定指導性的技術(shù)標準，統籌推進(jìn)全國能耗在線(xiàn)監測系統建設。尤其需要盡快建立統一的、覆蓋多個(gè)行業(yè)的、*點(diǎn)工序的技術(shù)規范體系，確保同一行業(yè)、同一*點(diǎn)工序的數據采集標準一致，這是實(shí)現系統建設質(zhì)量管理的前提，是保障監測結果準確、可靠的重要手段嗎。

(3)構建數據質(zhì)量管理評價(jià)指標。接入端系統建成后，應建立在線(xiàn)監測數據的自動(dòng)評審機制，構建以完整準確、有效、規范等多個(gè)指標為一體的數據聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量評審體系，結合各地區實(shí)際妥善設置各項比例權重，準確評價(jià)上傳數據質(zhì)量，追溯數據質(zhì)量偏差原因。采用基于案例推理(CBR)技術(shù)，對數據異常點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)檢測和識別，提高數據質(zhì)量管控的效率與有效性。

(4)落實(shí)監測數據質(zhì)量主體責任。人工填報方式構建*點(diǎn)用能單位將能源報送責任到人、審核措施到位的上報管理體系。建立責任追溯制度，確保*點(diǎn)用能單位及其負責人對人工填報數據的真實(shí)性和準確性負責。嘗試推進(jìn)能源管理人員的月度審核，優(yōu)化市縣(區)節能主管部門(mén)數據審核管理機制，加大數據上報審核節點(diǎn)進(jìn)一步秀實(shí)數據基礎。

3.2業(yè)務(wù)功能需求體系

結合我國相關(guān)文件，在充分吸納省份建設經(jīng)驗基礎上，遼寧省應進(jìn)一步將節能降碳業(yè)務(wù)工作與能耗在線(xiàn)監測系統深度融合，新增“兩高"項目綜合管理、碳達峰碳中和管理、用能權交易管理、能源消費預算管理等功能模塊。

3.2.1“兩高"項目綜合管理

該功能模塊指對未開(kāi)工擬建、在建、已建項目的相關(guān)信息進(jìn)行綜合比對、分析，實(shí)現“兩高"項目統一管理，包括“兩高"項目節能監察管理、“兩高"項目能耗在線(xiàn)監管管理、“兩高"企業(yè)“雙控"管理、“兩高"*點(diǎn)企業(yè)用能情況管理、“兩高"項目大數據分析、“兩高項目預警預測等功能。

3.2.2碳達峰碳中和管理

該功能模塊指碳達峰碳中和統計，支持按月度、年度錄入和修改各地區下發(fā)的區域/企業(yè)的碳排放指標/配額數據(排放總量、減排指標等)，支持根據區域/企業(yè)能耗數據匡算區域/企業(yè)碳排放量，并按不同周期展示碳排放量趨勢，展示同比、環(huán)比信息。

3.2.3用能權交易管理

該功能模塊指對企業(yè)的用能權進(jìn)行確權審核管理日常監測、查詢(xún)統計分析等。輔助節能主管部門(mén)，完成能耗增量配額分配和劃撥，實(shí)現節能收儲指標記賬)管理。根據省能源消費總量和強度雙控目標要求，節能主管部門(mén)推動(dòng)各地區企業(yè)采取措施形成能源消費削減量對能源替代項目實(shí)行記賬管理，構建省、市項目?jì)鋷臁?/p>

3.2.4能源消費預算管理

該功能模塊指基于歷史基期數據，對轄區內市縣及*點(diǎn)用能單位等進(jìn)行GDP不同增長(cháng)情景下的“能源消費總量測算"“能源消費強度測算"和“基于能源消費的碳達峰分析"的能源消費“五年計劃"總體預算，實(shí)現指標測算、指標分配、預算平衡分析、預算跟蹤預警等功能。

3.3數據處理技術(shù)體系

對*點(diǎn)用能單位在線(xiàn)監測數據集中上傳引起的數據洪峰問(wèn)題，省級平臺每天需要處理1455萬(wàn)條、6.9GB數據，可從資源、策略、技術(shù)方面解決此問(wèn)題。

(1)資源方面。在合理預算的前提下，盡可能增加系統的硬件性能和網(wǎng)絡(luò )資源，如網(wǎng)絡(luò )帶寬、CPU性能內存容量、讀寫(xiě)速度、硬盤(pán)空間等，通過(guò)提升性能提高應對數據洪峰的能力。(2)策略方面。采用分時(shí)上傳.削減數據洪峰，約定不同地市企業(yè)不同時(shí)間段上傳數據區域內企業(yè)盡量避開(kāi)同一時(shí)間段上傳，利用哈希算法錯峰傳輸。(3)技術(shù)層面。通過(guò)實(shí)時(shí)數據庫軟件、負載均衡框架、數據庫集群等技術(shù)，實(shí)現變化的數據及具有時(shí)間限制的事務(wù)處理，并平衡負載(工作任務(wù))、分攤到多個(gè)操作單元，協(xié)同完成工作任務(wù)。

4安科瑞建筑能耗分析系統

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照有關(guān)規定實(shí)施能源計算，分析現狀，查找問(wèn)題，挖掘節能潛力，提出切實(shí)可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門(mén)報送能源計算報告。

4.2應用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

4.3系統功能

4.3.1系統概況

平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn)，當日，當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

4.3.2用能概況

對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比，支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

4.3.3用能統計

  對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。

4.3.4復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

4.3.5同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑選定時(shí)段內各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在選定時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比，支持導出報表。

4.3.8設備管理

設備管理包括，設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備，確保設備的運行。

4.3.9用戶(hù)報告

用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

5系統硬件配置

6結語(yǔ)

*點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統采集的是用能單位相對真實(shí)的、準確的能源消耗數據。平臺根據接收的能耗數據，及時(shí)分析用能單位的用能情況，為實(shí)現公平公正碳排放交易、用能權交易提供有效支撐。通過(guò)剖析*點(diǎn)用能單位存在的問(wèn)題，從數據質(zhì)量、業(yè)務(wù)功能、數據處理方面提出強化完善能耗在線(xiàn)監測系統的對策及建議提高*點(diǎn)用能單位節能降碳意識，助力碳達峰碳中和目標的完成。

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