0引言

能耗數據在線監測是實現碳達峰、碳中和目標不可或缺的基石。我國正積極構建并推廣重點用能單位的能耗在線監測系統，作為響應雙碳目標的重要舉措。當前，大部分地區已成功將關鍵用能單位的能耗數據上傳至國家級平臺，但尚需加強數據質量保障、業務功能拓展以及數據處理技術等方面的體系建設。

鑒于碳達峰、碳中和目標與能耗在線監測系統的核心要求，我們提議建立全面的數據質量管理評價指標體系，以明確并強化監測數據質量的主體責任。同時，應著力提升數據質量保障體系的效能，不斷豐富和完善業務功能體系，并加強數據處理技術體系的建設水平。這些舉措對于推動我國雙碳目標的實現具有深遠的意義。

1能耗在線監測系統總體構成

能耗在線監測系統利用計量工具和信息技術，實時追蹤能源使用數據，繪制能源運行圖，監控關鍵行業和企業的能耗情況，推動物聯網技術在能源計量中的應用。該系統由企業端、省級和國家級平臺三部分構成，數據從企業采集后逐級上傳至國家平臺，其架構如圖1所示。

圖1能耗在線監測系統整體架構模式

2能耗在線監測系統需要強化的關鍵點

2.1數據質量保障體系

能耗在線監測系統依賴于準確可靠的能耗數據，對推廣至關重要。

我國規定計量器具年檢合格率需達97%。然而，部分重點用能單位的年檢合格率未達標，導致能耗監測數據與實際不符。此外，這些單位的計量儀表缺少通信接口，僅提供模擬信號，需通過二次儀表轉換，這進一步增加了數據偏差。

重點用能單位因能源輸送需求和改造成本，對計量器具改造持保留態度。企業更換計量儀表受限于產權和費用問題，導致與接入端系統鏈接的積極性不高。

能耗監測系統建設中，數據采集問題顯現，包括信息資源、數據交換、采集指南、支撐系統、應用系統、信息安全和工程管理等標準缺失。冶金、水泥等行業采集標準不一，導致數據準確度偏差，影響數據價值。

手工填報數據時，重點用能單位的基礎能耗數據常被忽略，需要在多個賬套、系統和模塊中清洗數據，這導致數據處理易出錯且更新緩慢，影響了數據上傳的準確性。

2.2業務功能需求體系

能耗在線監測系統省級平臺的主要業務功能概述見表1。

由表1可知，省級平臺的核心業務功能涵蓋能耗監測、雙控管理、數據分析、能效對標、預測預警、節能目標與潛力分析、在線填報、GIS展示及系統運維，滿足節能主管單位需求。然而，平臺缺少“兩高項目管理、碳達峰碳中和管理、用能權交易及能源消費預算管理”等關鍵模塊，這些是實現國家碳達峰碳中和目標、加強雙控指標分解及監管、挖掘能源消費和碳減排潛力的重要措施。因此，建議加強并完善這些缺失的功能模塊。

2.3數據處理技術體系

重點用能單位上傳監測數據易引發數據洪峰。根據國家規范，用能單位需每日匯總并上傳指標至省級平臺，包括每日和每15分鐘采集的實時指標。三級計量單位的指標數量通常在100至3000個之間，每條數據約0.5kB。

假如1個企業每天的數據大小測算公式為：

式中：M表示每天的數據大小；n為每日采集指標的個數；i是實時采集指標的個數；k代表采集頻率；m是每個采集指標單條數據傳輸時的大小。

每日和實時采集指標共600個，每15分鐘采集一次，企業每天傳輸約14.2MB數據，共29100條。假設全省有500家重點用能單位，省平臺每天需處理6.9GB、1455萬條數據，這對網絡帶寬、數據處理能力和數據庫存儲造成壓力。數據處理能力飽和或內存占用過高可能導致請求無響應；實時存儲不足可能引起數據積壓或丟失。平臺運算能力消耗大，數據展示緩慢。

3系統建設的對策與建議

3.1數據質量保障體系

(1)強化能源計量器具管理，確保重點用能單位使用合格設備，并妥善管理計量數據。建立閉環管理制度，執行動態監控，保障數據的準確性，定期進行檢定和校準。對更新計量器具猶豫的企業，建議提供政策和資金支持，鼓勵第三方供應商與企業建立長期合作，促進計量器具的現代化更新。

(2)制定統一的能耗在線監測技術標準，推進全國系統建設。建立覆蓋多行業的技術規范體系，確保數據采集標準一致，這是實現系統質量管理的基礎，保障監測結果的準確性。

(3)建立數據質量管理評價體系，包括在線監測數據的自動評審機制和以多個指標為核心的聯網質量評審體系。根據地區實際設定權重，準確評估數據質量并追溯偏差原因。利用CBR技術自動檢測和識別數據異常，提升數據質量管控效率和有效性。

(4)確保重點用能單位負責人對人工填報數據的真實性和準確性負責，建立責任追溯制度。推進能源管理人員月度審核，優化市縣(區)節能主管部門數據審核管理機制，加強數據上報審核，夯實數據基礎。

3.2業務功能需求體系

可借鑒先進省份經驗，將節能降碳業務與能耗在線監測系統深度整合，增加“兩高”項目管理、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

該功能模塊旨在對擬建、在建、已建項目的相關信息進行綜合分析和管理，實現對“兩高”項目的統一管理，涵蓋節能監察、能耗在線監管、企業“雙控”管理、重點企業用能情況管理、大數據分析以及預警預測等功能。

3.2.2碳達峰碳中和管理

功能模塊用于統計碳達峰和碳中和，允許按月或年輸入和更新區域或企業的碳排放和配額數據，包括總量和減排指標。它還能估算碳排放量，基于能耗數據，并展示不同周期內的趨勢，包括同比和環比數據。

3.2.3用能權交易管理

該模塊負責企業用能權的確權審核、日常監測、查詢統計和分析。它協助節能部門進行能耗增量配額的分配與劃撥，并管理節能收儲指標的記賬。依據省能源消費總量和強度的雙控目標，節能部門推動企業采取措施減少能源消費，并對替代項目進行記賬管理，同時建立省市級項目儲備庫。

3.2.4能源消費預算管理

該模塊利用歷史數據，預測不同GDP增長情景下的能源消費總量、強度，并分析碳達峰，制定五年能源預算。它包括指標計算、分配、預算平衡及預警跟蹤。

3.3數據處理技術體系

省級平臺面臨重點用能單位在線監測數據上傳導致的數據洪峰問題，每日需處理約1455萬條、6.9GB數據。此問題可通過資源、策略和技術方面的措施解決。

源方面，應在預算范圍內增強硬件性能和網絡資源，提升系統應對數據高峰的能力。

策略上，實施分時上傳和數據洪峰削減，安排不同地區企業錯峰上傳數據，利用哈希算法實現傳輸錯峰。

技術層面，采用實時數據庫、負載均衡和數據庫集群技術，處理實時數據和時間敏感事務，同時均衡和分攤工作負載，確保多個操作單元協同工作。

4安科瑞建筑能耗分析系統

4.1概述

Acrel-5000web系統是能源管理分析平臺，它擴展了對多種能源如水、氣、煤、油和熱(冷)量的集中采集與分析功能。該系統通過詳細統計和圖表展示能耗數據，幫助識別高能耗問題和不合理的能源使用習慣，以促進能源節約。此外，它支持用戶根據國家規定進行能源計算，分析能源使用情況，發現節能潛力，并制定并實施節能措施，最后向相關部門提交能源計算報告。

4.2應用場所

適用于多種行業的能耗監測與管理系統，包括公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院和企業等，涵蓋設計、施工及運維服務。

4.3系統功能

4.3.1系統概況

平臺運行狀態、月度能耗統計、地圖導航功能，以及能耗的逐時、逐月趨勢曲線和日、月能耗同比分析實時展示。

4.3.2用能概況

對比建筑、部門、區域等的用能情況，支持逐時、逐日趨勢分析，分時段能耗統計及總能耗的同比環比對比。

4.3.3用能統計

;按日、月、年統計建筑和區域的能源使用，并支持導出為EXCEL報表?？蛇x擇建筑數據生成柱狀圖。

4.3.4復費率統計

復費率報表可按日、月、年統計一棟建筑下各支路的用電量和成本，包括尖、峰、平、谷時段，并支持導出至EXCEL。

4.3.5同比分析

進行建筑和區域的用能數據分析，包括日、月、年對比，以圖形和報表形式展示。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖呈現單棟建筑在特定時段內各種能源從供應到消耗的路徑，可按實際值或標準化值進行查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗通過表格、曲線和餅圖展示不同支路的能源使用情況，區分工作時間和非工作時間，并支持報表導出。

4.3.8設備管理

設備管理涵蓋類型、臺賬、維保記錄等功能，幫助用戶有效管理設備，保障其正常運行。

4.3.9用戶報告

用戶報告自動統計選定建筑的月度能源使用趨勢，并提供能耗分析，包括用電的復費率分析，且報告支持編輯。

5系統硬件配置

6 結語

能耗在線監測系統收集真實準確的能源消耗數據，分析用能情況，支持碳排放和用能權交易。系統通過數據分析，提出改進措施，增強重點用能單位的節能降碳意識，助力實現碳達峰和碳中和目標。

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[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

審核編輯 黃宇