1、重点用能单位能耗在线监测接入端系统建设技术规范书 模板重点用能单位能耗在线监测接入端系统建设技术规范书Xxxxxx有限公司2020年4月1.引言为贯彻国家“互联网+智慧能源”发展思路，通过我省工业能源大数据建设，实现工业能源消耗的动态监控和数字化管理，实现能源管控过程的资源共享、信息透明和高效协同，全面提升政府和企业用能管理水平，实现工业用能智慧化管理。浙江省重点用能单位能耗在线监测系统需要实现煤、电力、热力、天然气等能源品种的数据采集。通过在重点用能单位安装“能耗监测端设备”，部署相应的接入端系统软件，对采集到的数据进行汇总，验证、筛选、整理打包后，采用HTTPS进行通道保护上传至省平台。2
2、.接入端系统建设方案根据行业（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。项目拟采用以下方式采集数据：企业已有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
3、通过手工填报的方式进行补充。图 能耗接入拓补图在数据上传时，企业端设备将上传数据经过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。2.1.能源采集接入2.1.1.采集能源品种浙江省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。2.1.2.采集数据类型浙江省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。2.1.3.采集接入数据频率能耗在线监测端设备采集接入数据和对接
4、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。2.2.计量体系2.2.1.计量器具准确度等级主要计量器具的准确度等级不低于如下参数： 计量器具类别计量用途准确度等级要求衡 器进出用能单位燃料的静态计量0.1进出用能单位燃料的动态计量0.5电 能 表进出用能单位有功交流电能计量I类用户0.5SII类用户0.5III类用户1.0IV类用户2.0V类用户2.0进出用能单位的直流电能计量2.0气体流量表（装置）进出用能单位的气体能源计量煤气2.0天然气2.0水蒸气2.5温度仪表用于液态、气态能源的温度计量2.0气
5、体、蒸汽质量计算相关的温度计量1.0压力仪表用于气态、液态能源的压力计量2.0气体、蒸汽质量计算相关的压力计量1.0注：1. 当计量器具是由传感器（变送器）、二次仪表组成的测量装置或系统时，表中给出的准确度等级应是装置或系统的准确度等级。装置或系统未明确给出其准确度等级时，可用传感器与二次仪表的准确度等级按误差合成方法合成。2. 运行中的电能计量装置按其所计量电能量的多少，将用户分为五类。I类用户为月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户；II类用户为小于I类用户用电量（或变压器容量）但月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上
6、的高压计费用户； III类用户为小于II类用户用电量（或变压器容量）但月平均用电量10万kWh及以上或变压器容量为315kVA及以上的计费用户；IV类用户为负荷容量为315kVA以下的计费用户；V类用户为单相供电的计费用户。3. 用于天然气贸易结算的计量器具的准确度等级应符合GB/T 18603-2014附录A和附录B的要求。2.2.2.计量器具通信项目所选用的现场智能仪表符合指定数据采集标准接口，如电能采集仪表符合DL/T 645-1997或者DL/T645-2007等通信接口；燃气表和热（冷）量表符合CJ/T 188-2004或者MODBUS RTU等通信接口；衡器符合MODBUS RTU
7、、MODBUS TCP等通讯接口。2.3.接入端系统安全重点用能单位接入端系统满足重点用能单位耗在线监测系统技术规范 第6部分 端设备技术规范要求，具体如下：能耗在线监测端设备需采用独立双主机“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。为保障传输安全，采集数据需经https安全加密后，上传至系统平台。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，且具有以下证书：国家认可的第三方检验检测机构的检测认证；计算机信息
8、系统安全专用产品销售许可证。2.3.1.接入端系统设备参数重点用能单位接入端设备参数满足重点用能单位耗在线监测系统技术规范 第6部分 端设备技术规范的要求。能耗在线监测端设备参数不低于如下要求：能耗在线监测端设备性能参数要求一览表CPU单主板应采用低功耗处理器内存内存容量应不小于8GB存储采用无旋转部件的固态硬盘或电子盘隔离独立双主机“2+1”（外网主机、内网主机+安全数据交换单元）架构，非IP物理隔离显示主机应支持显示工作状态，便于现场维护操作内网主机单元数据接入以太网接口至少6路外网主机单元数据发送以太网接口至少6路人机接口至少支持USB接口3个（含CA证书接口1个），VGA等视频接口1个
9、供电电源AC 220V10%，50Hz（满足GB 12325，220V单项供电电压允许偏差范围要求），双路冗余热备电源输入；双路冗余热备电源应支持故障电源在线热插拔更换，更换过程不得影响系统正常运行；具有电源故障声光报警功能。安装结构（1）模块化结构可动态裁剪或扩展；（2）机箱结构设计符合标准19英寸机柜上架安装方式基本尺寸。能耗在线监测端设备的环境条件应不低于如下要求：能耗在线监测端设备环境条件要求一览表名称指标工作温度-20+55运输存储温度-40+75工作相对湿度35%80%，无凝结运输存储相对湿度35%80%，无凝结工作大气压86kPa106kPa电源适应能力220V(10%)，50H
10、z(1Hz)电磁兼容遵循GB/T 17626.2、GB/T 17626.3、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5中3级及以上试验标准谐波标准遵循GB 17625.12.3.2.数据采集器参数LCDAUE-800D具备1个以太网上传接口、大容量存储介质、6个RS485接口、1个RS232接口等，还具备协议在线自定义等功能，以实现针对基于RS485总线的各种不同通信协议设备的数据采集、历史存储、远程传输，并具备一定的数据分析处理、故障定位和报警等功能。LCDAUE-800D支持多达384个(仪表)设备；每个RS485串口均支持Modbus-RTU协议、多功能电能表通信规约DL/T 6
11、451997、CJ/T 188-2004户用计量仪表数据传输技术条件等规定的通信协议，且可独立配置；支持同时与2个服务器间的通信；支持2年以上历史数据的保存。LCDAUE-800D按照工业级产品的要求设计，功能符合国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则的要求。 硬件配置：高速的 32位ARM处理器；10M/100M自适应以太网接口，2KV电磁隔离；支持静态或动态 IP获取；支持协议包括 ARP、IP、ICMP、UDP、DHCP、DNS、TCP、HTTP；一个独立的 Console串口，RS232电平；6个RS-485工作串口，15KV ESD保护；RS-485工作串口的波特率 12
12、00115200bps；RS-485工作串口的校验为 无，奇、偶可设定；RS-485工作串口的数据位 7、8、9可设定；高精度RTC；内嵌大容量存储介质(2GB)，支持FAT12、FAT16、FAT32文件系统；内置硬件看门狗；蜂鸣器报警提示；硬件恢复缺省网络参数；电压范围 9V24V直流；系统功耗低，工作电流 150 mA 12V (最大)；工作温度：085；湿度：5% - 95% RH，无凝露；坚固的金属外壳；专为工业环境设计，提供轨道附件（DIN rail）；详细功能：支持同时与2个服务器连接和通信的功能；RS485串口波特率可设置为 1200115200bps之间的任意值；支持对多种类
13、型用能计量装置的数据采集，包括电能表（含单相电能表、三相电能表、多功能电能表）、电力监测仪、电量计测模块，水表、燃气表、冷热量计、流量计等；支持多种仪表通信协议，包括Modbus-RTU协议、多功能电能表通信规约DL/T 6451997、CJ/T 188-2004协议等；支持多达对384台用能计量装置的数据采集；支持根据数据中心命令采集和主动定时采集两种数据采集模式，且采集周期可从1分钟至3小时灵活配置；2GB专用存储空间支持至少2年以上的用能数据备份；支持断点续传功能，由于传输网络故障等因素未能及时将采集的能耗数据定时远传，待传输网络恢复正常后数据采集器可将采集的历史能耗数据实现断点续传；支
14、持对数据采集系统故障的定位和诊断，并支持向数据中心上报故障信息的功能；配套可视化的服务器端数据采集管理软件；支持采集器软件升级；除上述功能外，还符合国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则对数据采集器的其他功能要求，也可提供其他相同参数要求及以上的产品。配置方式：可通过 WEB浏览器配置系统和运行参数；可通过超级终端通过独立的 Console串口配置系统和运行参数；可通过 数据采集管理软件配置系统和运行参数；数据采集器设备参数低于如下：微处理器性能不低于ARM9内存至少64MB历史数据存储至少1GBUSB移动存储接口至少1路USB 2.0 接口，支持移动存储以太网通信接口至少1路独立
15、10/100M Base-T网路接口无线传输接口至少1路3G无线网络RS485/RS232通信口及通信速率至少3路300115200bps RS485接口支持能耗采集协议Modbus-RTU、 DL/T 645-1997、DL/T645-2007、CJ/T 188-2004支持能量表计数量至少323电源及功率交流220V，50Hz；功率小于5W工作温度-1060相对湿度5%-95% RH 40（无结露）外形尺寸体积不大于2.210-3m3固定方式壁挂安装机械特性 满足抗摔、抗震、抗挤压及散热性等要求的材料重量不大于2Kg 其他支持历史数据断点续传；支持采集点数据换算；支持恢复出厂配置；支持移动
16、设备备份数据；提供本地/远程组态管理功能；同时支持多个上传服务器，支持数量不少于5个。提供友好的人机交互界面，可在本地或者远程进行采集器组态和维护管理工作。2.3.3.能耗在线监测端设备相关情况介绍我方所提供的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
17、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。2.3.3.1.能耗在线监测端设备信息安全（1）高强度身份认证能耗在线监测端设备满足国家信息中心CA数字认证（基于PKI数字证书技术的高强度身份认证）的条件。（2）数据安全交互能耗在线监测端设备上传能耗数据经过“CA认证+HTTPS协议+VPN专线”方式多重加密传输。（3）安全隔离能耗在线监测端设备遵循GB/T 20279信息安全技术 网络和终端隔离产品安全技术要求中对网络和终端隔离产品的技术要求，并获得国家认可的第三方检验检测机构的信息安全产品认证评测。2.3.3.2.能耗在线监测端设备数据采集能力能耗在线监测端设备支持
18、一下类型的数据输入，适应重点用能单位可能存在的个中情况：（1）支持从现场的仪表获取数据：通过Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188协议，从现场仪表采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；（2）支持从数据采集器获取数据：通过Modbus TCP（GB/T19582）、MQTT、HTTPS等标准通讯协议从数据采集器获取能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；（3）支持从自动化信息系统获取数据：通过OPC（OLE for Process Control，用于过程控制的OLE）,协议从终点用能单位的自动化信息系统采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的
19、能耗数据；（4）与二级数据中心服务器通讯时，能支撑有线、无线网络的传输方式，与下级监测仪表的通讯方式和可支撑的数量为96块。能耗在线监测端设备提供数据接入的软件配置工具，支持上述多种标准通讯协议的软件配置界面，配置完毕后，在能耗在线监测端设备可运行基于SQL、OPC、DL/T645、CJ/T188协议的数据接入执行模块，按照配置规定的规则，定时从数据采集点获取数据，送入数据处理模块，进行必要的运算处理，生成符合要求的上传数据，再送入数据上传模块进行编码上传。2.4.不同行业企业能耗在线接入根据重点用能单位能耗在线监测系统能源品种数据采集规范和钢铁、电力、石油石化、建材、纺织、化工等行业的能耗在
20、线监测数据采集技术并结合行业企业的实际情况，合理选择采集方式，即主要通过现场计量仪表、分布式控制系统（PLC/DCS）、生产监控管理系统（SIS/MES）、管理信息系统（MIS/ERP）四种自动途径，考虑到项目实施的容易程度，数据采集途径的优先级为后者优先于前者。考虑到不同行业企业（火电、热电、水泥、化纤等）现场实际的复杂性，在企业未能将全部能源接入系统系统时，接入端软件预留接口(MODBUS TCP/RTU)用于分类采集各类能源数据，采集能源数据时可能涉及的计量仪表见下表：序号能源种类计量设备备注1电力电能表2热力（蒸汽）蒸汽流量计（计算仪）3天然气（气态能源）气体流量表、温度表、压力表等4
21、煤（固态能源）汽车衡、轨道衡、皮带秤等2.4.1.电力（火电、热电）企业实施热电企业主要生产过程：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，蒸汽压力推动汽轮机带动发电机旋转发电。此类企业的数据采集涉及能源种类（煤、电）与产品种类（蒸汽、电），为实现产品能耗及产量的计量（如：蒸汽、发电量及厂用电量等），原则上数据采集需从企业生产监控管理系统中获取，以杜绝人为填报和修正的过程，数据传输过程具备实时性。以某电力企业为例，该企业涉及的能源种类有：煤、电力（外购和外供）和蒸汽（外供），本项目将在该企业信息机房中安装一套能耗在线监测接入端系统，并在其端设备上安装数据采集软件用于采集能耗数据，该数据可以是与其他系统对
22、接获得（SQL中间库、OPC Client等），也可以是通过增加相应的采集设备采集获取，数据采集软件通过数据写入、汇总、存储到数据库中，而后通过互联网将数据HTTPS加密上传至浙江省平台，具体见下图。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。企业监测指标包括企业层面的能源总量指标（外购能源消费量、外供量）、能效指标和其他指标；工序层面的能源指标、能效指标和其他指标。企业采集上传的数据指标按照上传周期不同分为每日采集上传到系统平台的数据指标和每月采集上传到系统平台的数据指标。其中，每日采集上传的数据指
23、标包括每日指标和实时指标两类。每日指标为结算日00:00-24:00企业的能源总量指标；对于在线采集的数据，一般要求同时采集上传实时指标。实时指标为每间隔15分钟采集一次的能源消耗实时数据（ 为消耗数据，非累计值。如对于电表，采集保存数据=电表显示累计电量 n 电表显示累计电量 n-1 ）并保存在本地，在指定的数据上传时间与每日上报数据打包后一同上传到系统平台。企业应根据自身情况，每日、每月上传下表要求的能源总量指标。各项指标数据上传平台时的单位需遵守重点用能单位能耗在线监测系统基础信息与格式规范中的规定。电力企业采集上传的总量数据指标如下表所示：分类序号能源品种/数据指标上传单位备注外购能源
24、消费量1一般烟煤吨入炉煤中一般烟煤的量2褐煤吨入炉煤中褐煤的量3其他原煤吨若多种煤炭混合入炉燃烧，且无法在线实时区分各种煤炭的消耗量时，能源品种选择“其他原煤”上传4燃料油吨锅炉用燃油量5煤矸石吨用于燃料的煤矸石6天然气立方米燃气锅炉消耗的天然气7电力千瓦时8其他燃料吨标准煤对应基础数据定义规范中“其他燃料”，折标后上传外供量1电力千瓦时发电企业外供其能单位的电能，多数情况下等于上网电量2热力百万千焦外供其他用能单位的热能，若外供能源为蒸汽，需折算为热力后上传3.企业接入项目整体设计3.1.能耗数据采集方案企业所用能源及其数据采集方式等内容见下表：能源品种上传单位数据来源传输周期备注电力Kwh
25、表计直采（也可对接DCS、SIS）按日煤炭立方米对接DCS、SIS按日蒸汽对接DCS、SIS水对接DCS、SIS同时需考虑预留一定的采集点位，满足发改的数据接入条件3.1.1.用电监测方案现场了解到企业目前还未建设能源管理系统，故企业电力数据的获取方式采用仪表直采的方式获取并搭建相应底层网络。3.1.2.煤炭监测方案煤炭数据已通过皮带秤将数据上传至DCS，据公司相关人员反馈对接原DCS方式获取数据（若后期确定项目通过OPC接口（含相关授权）可通过系统对接形式数据采集）。3.2.端设备安装端设备安装位于企业网络机房机柜中，端设备供电采用机房电源；需企业配合提供以下资源：1、两个可连接互联网的企业
26、局域网固定IP及分配相应端口；2、企业网络机房10U机柜空间，用于安装端设备；3、220V电源两路，一路用于端设备供电，一路用于防火墙供电。经过现场查看后企业机房需要单独配备服务器机柜，机柜安装位置确定。4.接入端系统软件4.1.能耗数据汇总计算功能本软件内建能耗数据实时数据库，并支持能耗数据汇总计算，内嵌瞬时值或累积量的加法、减法等功能。可利用本功能编辑能耗数据汇总计算逻辑，并由软件自动完成汇总计算。4.2.能耗数据采集能耗数据采集的相关内容介绍详见能耗在线监测端设备数据采集能力章节。4.2.1.能耗数据自动采集软件提供可选配能耗数据采集驱动。通过数据采集驱动，软件自动完成数据采集。利用本功
27、能，软件可与DCS、PLC、SIS等系统对接。4.2.2.煤炭能耗数据手工校核软件支持煤能耗数据手工校核功能。企业根据每月盘库数据按月手工校核。4.3.煤炭能耗数据自动校核软件可实现煤能耗数据的自动校核。企业填写校核数据后，点击“保存”，软件自动进行数据的校核，若出现异常，则弹出警告，提醒填报人员对数据进行核对修改和确认后再保存，保证数据上传质量。能耗在线监测端设备应支持数据合理性检查，对超出合理范围的数据应出报警或提示。4.4.能耗数据上报4.4.1.能耗数据自动上传软件将根据上传周期设置要求，自动进行能耗数据的上传。4.4.2.查看历史上传数据可查看本地历史上传数据。4.4.3.能耗数据补传用户通过查看历史上报数据，如发现能耗数据漏传、错传等，可以重新填报数据，软件将自动补传能耗数据。
