環(huán)保用電監(jiān)管云平臺在新疆阜康市的應用

安科瑞 耿敏花

       摘 要：環(huán)保用電監(jiān)管云平臺依托物聯(lián)網技術、電力參數傳感技術，24小時不間斷采集企業(yè)總進線、生產設備和污染治理設備用電回路的數據，通過設備運行工況分析、越限分析、停/限產分析、關聯(lián)分析等，及時發(fā)現環(huán)保治理設備未正常工作的情況及實時監(jiān)控限產和停產整治企業(yè)的生產狀態(tài)，對治污設施異常、停限產期間違規(guī)生產等進行告警，減少及杜絕用電異常及設備異常，防止企業(yè)在污染物監(jiān)管過程中的偷排、減排、漏排等情況。同時，對VOCs、煙塵、廢水等污染物排放結果進行監(jiān)控，避免企業(yè)排放超標違法，使企業(yè)嚴格執(zhí)行排放標準。此外，以視頻或門禁監(jiān)控作為輔助手段減少監(jiān)管盲區(qū)，形成了污染治理過程加結果的監(jiān)管治監(jiān)控，合理解決了環(huán)境執(zhí)法力量薄弱、監(jiān)管到位難度大等問題。

??關鍵詞：環(huán)保用電；污染物排放；告警；云平臺

??1 項目概述

??新疆阜康市環(huán)保局下發(fā)《關于阜康市排污單位生產設施及污染防護設施工況監(jiān)測和揮發(fā)性物質在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》，全市排污單位生產設施及污染防護設施工況監(jiān)測和揮發(fā)性物質在線監(jiān)測系統(tǒng)建設，對企業(yè)生產設施、污染防護設施運行狀態(tài)實行24小時不間斷監(jiān)控，合理發(fā)現企業(yè)污染防護設施閑置、差別化管控和重污染天氣應急響應落實不到位等問題，助力環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管提升科技化水平。工況監(jiān)測數據與污染源在線監(jiān)測實現數據銜接，能夠發(fā)現生產負荷波動時排放強度恒定不變或未與生產負荷相一致的變化趨勢等異常線索，實現治污過程和治污結果的同時監(jiān)管。

??所有企業(yè)生產設施及污染防護設施，須安裝工況監(jiān)控系統(tǒng)。在排口處安裝有組織型揮發(fā)性物質在線監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測項目至少包含非甲烷總烴及廢氣參數溫度、壓力和流速。

??系統(tǒng)建設及技術要求主要包括：

??● 符合HJ212-2017《污染物在線監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)數據傳輸標準》、HJ477－2009《污染源自動在線監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀要求》

??● 工況監(jiān)測點位覆蓋主要生產設施及治污設施，通過對生產設施、污染防護設施的工作電流進行實時采集，準確反映被監(jiān)測設備的運行情況。生產設施工況監(jiān)測點位安裝在排污單位的生產線總回路或主要生產設備回路上，反映排污單位產污設施、停限產、錯峰生產執(zhí)行情況；治污設施工況監(jiān)測點位安裝在排污單位污染治理設施總回路或主要治污設備回路上，反映污染治理設施運行情況。

??● 污染源揮發(fā)性物質在線監(jiān)測設備的采樣探頭在煙囪上的安裝位置應符合HJ75規(guī)范要求，能夠同時監(jiān)測TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力。

??2 系統(tǒng)結構

??多功能電表安裝在企業(yè)端生產設施、污染防護設施用電回路,測量回路的全電力參數，通過LoRa無線通訊與DTU進行通信，再由DTU通過4G全網通上傳至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺云端服務器。

??污染源揮發(fā)性物質在線監(jiān)測設備的采樣探頭安裝在煙囪上，測量TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力等非電監(jiān)測因子，通過485與數采儀進行通信，再由數采儀通過4G全網通上傳至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺云端服務器。

??DTU和數采儀能夠就地顯示采集的數據，并且本地存儲30天數據，可實現數據斷點續(xù)傳，當網絡恢復正常時繼續(xù)上傳斷網期間存儲在本地未完成上傳的數據，數據以HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數據傳輸標準傳輸至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺云端服務器。

??環(huán)保用電監(jiān)管云平臺部署于阿里云服務器，接收、統(tǒng)計、存儲、展示數據，向環(huán)保管理人員提供WEB、移動端APP訪問，環(huán)保管理者可使用網頁、手機APP等形式應用平臺功能。

??平臺詳細拓撲結構如下：

??3 系統(tǒng)功能

??3.1 登錄

??在瀏覽器打開平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。掃描左上角二維碼下載APP，可在移動端進行日常管理。

??3.2 首頁

??首頁展示接入企業(yè)的概況，治污設施的運行情況、污染物排放情況、停限產的執(zhí)行情況等。

??3.3 實時監(jiān)控

??3.3.1 用電監(jiān)控

??展示生產設施、污染防護設施用電回路的電力參數及設備運行狀態(tài)。

??3.3.2 非電監(jiān)控

??展示排口的污染物排放情況。

??3.4 應急減排管理

??3.4.1 減排生產執(zhí)行報告

??查詢企業(yè)減排生產執(zhí)行情況，支持導出成報告。

??3.5 異常管理

??3.5.1 異常查詢

??顯示異常記錄及處理進度，異常類型包括停限產異常、治污設施異常、電參量越限、排放超標等。

??3.5.2 異常處理

??針對異常記錄進行處理，可上傳圖片、文檔、視頻等附件，支持批處理。

??3.5.3 異常申報

??針對異常報警信息進行申報，支持批量處理。

??3.5.4 申報審核

??針對申報的異常進行審核，如果審核駁回，則流程會重新回到異常申報階段，需要重新進行申報處理，支持批量處理。

??3.5.5 異常統(tǒng)計

??統(tǒng)計所有企業(yè)的各類異常出現次數且對于單個企業(yè)或者單類異常進行統(tǒng)計。

??3.6 企業(yè)綜合統(tǒng)計

??3.6.1 設備狀態(tài)列表

??統(tǒng)計監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，包括運行、停機、失聯(lián)，可以查看采集的實時數據。

??3.6.2 點位運行情況統(tǒng)計

??以行業(yè)和行政區(qū)統(tǒng)計當前企業(yè)數量、在線企業(yè)、失聯(lián)企業(yè)、總表數量、產污設施數量、污處設施數量，以及監(jiān)測點位狀態(tài)情況。

??3.6.3 企業(yè)用電數據對比

??以曲線的形式展現企業(yè)在一段時間內的用電情況，支持多個企業(yè)對比。

??3.6.4 區(qū)域異常統(tǒng)計

??按照行政區(qū)統(tǒng)計異常發(fā)生情況，可導出成excel表格。

??3.6.5 設備用電量統(tǒng)計

??統(tǒng)計各企業(yè)的用電量，可導出成excel表格。

??3.6.6 VOCs統(tǒng)計

??可按日、月、年統(tǒng)計VOCs各監(jiān)測因子數據采集情況，可導出成excel表格。

??4 系統(tǒng)應用價值

??4.1 社會收益

??? 項目建設有利于保障人體健康，提高市民滿意度，建設美好城市，構建和諧社會；有利于經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，“經濟建設、城市建設、環(huán)境建設同步規(guī)劃、同步實施、同步發(fā)展，實現經濟效益、社會效益、環(huán)境效益"三統(tǒng)一；有利于加強日常污染源監(jiān)控和突發(fā)事件快速預警響應工作，做好“平戰(zhàn)結合"，努力保障區(qū)域環(huán)境安全，區(qū)域環(huán)境質量。

??? 實現從人防到技防、從計劃監(jiān)察到狀態(tài)監(jiān)察的轉變，提升環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法效率。從而更好的監(jiān)督考核錯峰生產期間排污企業(yè)停限產任務的執(zhí)行情況，解決大氣污染防護背景下的污染源企業(yè)監(jiān)管困境。

??? 建立企業(yè)生產、排污、治理全過程的監(jiān)管治模式，從結果監(jiān)測到過程+結果監(jiān)管，加強源頭防控，使大氣環(huán)境質量改善，提升環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法效果。

??? 對企業(yè)生產數據、治污數據、排污數據進行關聯(lián)分析，建立差別化評價體系。識別可疑違規(guī)排污企業(yè)，進一步縮小網格化監(jiān)管的網格范圍，實現小尺度溯源，同時，進一步分析其存在的具體違規(guī)行為，提高監(jiān)管效率。執(zhí)法人員依據監(jiān)測結果，針對性進行現場核查，用數據和事實說話，有力威懾違規(guī)排放行為。

??4.2 經濟收益

??? 低成本解決“過程+結果全過程監(jiān)測"規(guī)?；茝V難題。

??? 系統(tǒng)的風險預警功能幫助企業(yè)合理降低生產事故風險，實時預警提醒機制能夠避免無意超標違法，提升企業(yè)管理質量。

??? 系統(tǒng)的運行效能評估和計量體系的建立能夠優(yōu)化企業(yè)用能，減少因過度治理造成的能源及成本的浪費。

??? 依托大數據分析、移動互聯(lián)網、物聯(lián)網技術，實現遠程實時監(jiān)控企業(yè)生產、治污、排污狀況，可合理減少對企業(yè)現場檢查頻次，提高政府部門的工作效率，解決環(huán)保系統(tǒng)人手不足與企業(yè)數量大的不對稱問題。同時避免干擾企業(yè)正常生產經營活動，降低企業(yè)迎檢負擔，進一步深化“放管服"，提高對企業(yè)的監(jiān)管服務水平，形成治理過程管控有力、污染源排放真實合理，排污企業(yè)、公眾及環(huán)保主管部門共建、共治、共享的良性互動的良好營商環(huán)境，實現政企雙贏。

??5 產品特點

??5.1 全電參量測量智能模塊ADW400

??●  有功電能精度：1級，無功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級

??●  電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V

??●  電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A

??●  工作溫度：-25℃~+55℃

??●  相對濕度：≤95℅（無凝露）

??●  支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊

??●  支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F）

??●  支持正反向有功、無功電能

??●  支持標準DIN35導軌安裝

??●  具有校準證書

??5.2 無線DTU AF-GSM500

??●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置

??●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動、電信4G網絡

??●  傳輸速率：4G網速上行2Mbps，下行68Mbps

??●  工作溫度：-40度~85度

??●  濕度范圍：0~95% 無凝露結霜

??●  支持LORA無線組網，通過將通訊數據在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

??●  支持不低于100臺監(jiān)測設備的數據采集

??●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數據中心

??●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數據傳輸標準

??●  支持一址多發(fā)，數據可同時上傳到3個以上不同的平臺

??●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設計

??●  數據采集器支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現場升級

??●  邊緣計算：對采集的數據進行實時分析、處理和運算，分擔主站數據處理壓力，節(jié)省網絡帶寬

??●  具備就地顯示屏，可查看實時數據，歷史數據，并且具備一定的人機交互能力，可直接修改一些參數

??●  具備數據存儲功能，存儲時間1年

??●  具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網的情況下 將數據先保存起來，等網絡恢復后再上傳）

??●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數據和歷史數據，歷史數據主動補傳

??5.3 數據采集傳輸儀AF-HK100

??●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置

??●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動、電信4G網絡

??●  傳輸速率：4G網速上行50Mbps，下行150Mbps

??●  工作溫度：-20℃～+60℃

??●  儲存溫度：-40℃～+80℃

??●  相對濕度：≤95%RH

??●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗 4 級

??●  具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開關量輸入通道（有源濕接點（DC12V）/無源干接點可配置）以及4路開關量輸出通道（無源干節(jié)點，觸點容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

??●  支持LORA無線組網，通過將通訊數據在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

??●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數據中心

??●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數據傳輸標準

??●  支持一址多發(fā)，數據可同時上傳到3個以上不同的平臺

??●  數采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現場升級

??●  數采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進行監(jiān)測參數管理設置，實時，歷史數據查詢，采集周期自定義等功能

??●  數采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容

??●  具備數據存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數據記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導出

??●  數據采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時鐘計時誤差±0.5‰

??●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時

??●  設備具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網的情況下 將數據先保存起來，等網絡恢復后再上傳）

??●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數據和歷史數據，歷史數據主動補傳

??●  支持本地操作日志存儲管理

??●  具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶名密碼登錄

??6 結語

??AcrelCloud-3000環(huán)保用電監(jiān)管云平臺通過監(jiān)控生產設備以及污染治理設備的運行過程，提前介入，實現預警預控的管理模式，從源頭控制污染的產生，做到將污染扼殺在搖籃里。同時，對污染物排放結果進行監(jiān)控，并以視頻或門禁監(jiān)控作為輔助手段減少監(jiān)管盲區(qū)，形成了污染治理過程加結果的監(jiān)管治監(jiān)控，提升了環(huán)境監(jiān)管的信息化、智能化水平，助力實現對排污企業(yè)的差別化和精細化管理。

??參考文獻

??[1] 《排污單位生產設施及污染治理設施用電（能） 監(jiān)控系統(tǒng)技術指南（征求意見稿）及編制說明》

??[2] HJ212-2017《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數據傳輸標準》

??[3] 《關于阜康市排污單位生產設施及污染防護設施工況監(jiān)測和揮發(fā)性物質在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》

證書報告