应用案例_能耗在线监测系统案例_能源管理系统案例

按照《国家发展改革委质检总局关于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）规范和指导重点用能单位能耗在线监测系统建设，按照统一标准、互联互通、信息共享的建设原则要求，以及《河南省重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》（豫经信资﹝2017﹞577号）要求，需要加快建设接入端能耗在线监测系统，实现与节能平台互联互通。通过计量仪表、物联集中器、物联网远传平台等采集、系统对接，汇总登电集团能耗数据，将能源消费数据准确、完整、及时接入到省级平台，同时确保内部系统安全和数据安全。

登封电厂集团有限公司

登封电厂集团有限公司（简称登电集团），总部位于河南省登封市中岳大街288号，是登封市属国有企业，拥有53个分公司、子公司和合作公司，集“煤-电-铝-建材”传统产业和新能源、新材料、金融物流、电子信息、通用航空、文化旅游等新兴产业于一体。现有火电装机容量226.9万千瓦、风电装机容量5万千瓦、原煤231万吨、普通水泥230万吨、特种水泥50万吨、铝及铝合金12.5万吨、氧化铝40万吨、碳素20万吨、铝型材11.5万吨、硅酸钙板800万平方、门窗幕墙100万平方、医用药塞12亿只、陶瓷基座28.8亿只、玄武纤维1000吨、热陶瓷制品10万立方、陶瓷保温板8万立方、无人机8个机型等生产规模。是国家大型企业，总资产262亿元，固定资产80亿元，年实现销售收入271.2亿元，从业人员16000多名，以雄厚的综合实力跻身河南省百强企业、中国500强企业，始终保持着登封工业经济的首位度。

方案建设依据和规范

  GE17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则
  GB/T20269         信息安全技术信息系统安全管理要求
  GB/T20270         信息安全技术网络基础安全技术要求
  GB/T20271         信息安全技术信息系统安全通用技术要求
  GB/T20272         信息安全技术操作系统安全技术要求
  GB/T20273         信息安全技术数据库管理系统安全技术要求
  GB/T20279         信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求
  GB/T20282         信息安全技术信息系统安全工程管理要求
  GB/T22239         信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求
  GB/T22240         信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南
  GB/T25070         信息系统等级保护安全设计技术要求
  GB/T6422 用能设备能量平衡测试导则
  GB17167 用能单位能源计量器具配置和管理通则
  GB/T21368         钢铁企业能源计量器具配备和管理要求
  GB21256 粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额
  GB21342 焦炭单位产品能源消耗限额
  NHJC 《重点用能单位能耗在线监测系统》
  GB/T2589 综合能耗计算通则
  GB9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法
  GB12325 电能质量供电电压偏差
  GB17625.1         电磁兼容限值谐波电流发射限值
  GB/T17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度实验
  GB/T17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度实验
  GB/T17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度实验
  GB/T17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度实验
  GB/T19582 基于Modbus协议的工业自动化网络协议规范
  GB/T20279         信息安全技术网络和终端隔离产品安全技术要求
  DL/T645 多功能电能表通信协议
  NHJC-04 重点用能单位能耗在线监测系统端设备接口协议规范
  GB50303 建筑电气工程施工质量验收规范
  GB/T28398 煤炭企业能源消费统计规范
  GB/T18603         天然气计量系统技术要求
  GB17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则
以及其他依据和规范

能耗在线监测系统网络架构

用能单位耗能信息

1、级别划分依据

根据河南省发展和改革委员会下达的“关于实行能耗在线监测系统建设工作定期的通知”文件中，附件2：“河南省重点用能单位能耗在线监测端系统与省级平台对接指南”中的第四章监测范围：“重点用能单位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，严格以与重点用能单位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”。
以及发改委提供上传企业名单为依据，对上传监测级别做出如下设计：

  登封电厂集团有限公司总计5个厂区组成，分别为：登封电厂集团有限公司（总公司，无生产用电）、登电集团铝合金有限公司、河南嵩岳碳素有限公司、登电集团水泥有限公司和郑州荣奇（俱进）热电能源有限公司。因此可对其工序发划分为四个工序，最终生产铝制品、水泥、炭块并外供电力。

  其重点用能工序以及能源使用情况为：

1、登电集团铝合金有限公司

  消耗能源：电力、柴油（少量）；无外供能源；产品为铝锭

2、河南嵩岳碳素有限公司

  消耗能源：电力、煤、天然气（暂时停用）；无外供能源；产品为碳块

3、登电集团水泥有限公司

  消耗能源：电力、煤；无外供能源；产品为水泥

4、郑州荣奇（俱进）热电能源有限公司

  消耗能源：原煤、燃油（少量）；外供能源：电力

能耗在线监测系统搭建方案

  登电集团以高瞻远瞩的眼光，积极相应政策号召的执行能力，为当地企业充分展现出“带头大哥”的示范作用，本次项目建设不仅仅实现以集团公司为单位的总数据上传至省平台，还会对每个分公司的能耗系统进行搭建，便于将来分公司能耗数据可以直接上传至省平台，通过使用通讯管理机的双向转发功能，实现数据分别传输至分公司能耗系统内和集团总公司能耗系统内。

  依据《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范第6部分端设备技术规范（试行）》，以及T@Energy-AIO端设备支持Modbus RTU/TCP、OPC和Web Server协议等主流工业现场通信协议；对数据的采集与接入进行如下设计。

  1、登电集团铝合金有限公司总计一级监测点2个、二级监测点17个总计19个监测点，分布在3个配电室中，通过在监测点处安装带有外置开启式二次侧电流互感器的导轨式智能电力仪表（方便安装和施工，缩短施工周期），并在每个配电房内新增通讯管理机，智能仪表通过屏蔽双绞线接入通讯管理机，新增的通讯管理机（KPM202-4）支持以太网接口和4G模块的数据双向转发功能，使用RJ45网线把通讯管理机和企业局域网直接连接，通过有线的方式把数据传输至公司内的能耗在线监测系统内，实现数据的本地查看，然后使用通讯管理机数据双向转发的功能通过4G把数据传输至位于集团总部的端设备服务器内，最终传输至省平台。

  2、河南嵩岳碳素有限公司总计一级监测点2个，二级监测点总计29个，分布在5个配电室中，为了项目方案的可实时性和后期天然气的数据可以接入，新增4台通讯管理机（KPM202-4），在监测点处各新增智能仪表（KPM307-W），新增智能电力仪表通过屏蔽双绞线将数据传输至通通讯管理机内，然后通讯管理机以有线的方式接入企局域网将数据传输至通讯管理机内，最终将数据传输至企业内部的能耗系统内，用于企业本身查看能耗数据。通过4G将数据转发至集团总部，上传至能耗在线监测系统内，最终传输至省平台。
用煤和石油焦的数量通过手工填报的方式录入系统。

  3、登电集团水泥有限公司总计一级监测点2个，二级监测点19个，所有监测点分布在2个配电室内，通过在每个配电房内新增通讯管理机和新增的智能电力仪表（KPM37-W）来采集用电数据。智能仪表通过屏蔽双绞线接入通讯管理机，通讯管理机一边使用RJ45网线把通讯管理机和企业局域网直接连接，通过有线的方式把数据传输至公司内的能耗在线监测系统内，实现数据的本地查看，然后使用通讯管理机数据双向转发的功能通过4G把数据传输至位于集团总部的端设备服务器内，最终传输至省平台。

  其中煤的用量通过手工填报录入系统。

  4、郑州荣奇（俱进）热电能源有限公司是一家热力发电公司，目前企业的所有数据已经全部接入企业的DCS系统内，因此热电能源有限公司的数据直接采取对接企业现有的DCS系统获取。把通讯管理机接入企业的局域网内，直接采集DCS服务器内所需上传数据，然后通过有线接入企业内部能耗系统内，通过4G将数据传输至集团总部。

企业内部数据网络结构

登电集团重点能耗在线监测系统安全防护设计采用 “多层次立体防御”及“信息安全等级保护”相结合，从系统（或设备）所在的计算环境、通信网络、安全管理以及物理安全等多层面部署安全保障措施，实现数据、系统、网络等安全交换和关联分析管理，保障同级系统内部、跨级系统区域安全互联的安全。

网络整体架构规划图如下

T@Energy-AIO能耗在线监测端设备

根据上述要求，登电集团重点能耗在线监测数据上传项目拟使用T@Energy-AIO安全交换单元作为端设备，端设备符合NHJC-04-2018《端设备接口协议规范》，NHJC-08-2018《系统安全规范》以及相关等级保护、安全防护等规范要求，同时具有ISCCC中国国家信息安全产品认证证书及计算机系统安全专用产品销售许可证。

端设备技术特点：

  1）超高可靠性：采用看门狗技术及软件防死机技术，保证系统的稳定；采用双路冗余电源设计，防止电源故障；采用低功耗工业级主板设计，保证主机的稳定运行。

  2）超高安全性：采用独立“2+1”结构，实现内、外网物理隔离及单向导通，保证内网主机数据的绝对安全；支持“CA认证+VPN专线+HTTPS协议”等多种安全认证方式，保证数据传输的安全性；通过EME4级认证，获得公安部安全产品销售许可。

  3）支持多途径获取数据：支持从现场仪表、第三方自动化系统、手工录入等多种方式获取数据，支持多种数据采集协议（SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188等）。

  4）模块化设计，拓展性强：企业可根据实际需要，方便快捷地拓展功能模块；支持企业后期通过增配监测仪表及相应软件，升级为能耗管理中心。

  5）标准化、规范化设计：严格按照《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范》（NHJC-X-2018）等国家标准的要求设计，确保项目的实施与验收。

  6）运行维护便捷：支持远程安装、卸载、升级等功能。

相关内容：T@ENERGY-AIO重点用能单位能耗在线监测端设备

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