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(wǎng)技術、電力參數(shù)傳感技術，24小時不間斷采集企業(yè)總進線、生產(chǎn)設備和污染治理設備用電回路的數(shù)據(jù)，通過設備運行工況分析、越限分析、停/限產(chǎn)分析、關聯(lián)分析等，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)保治理設備未正常工作的情況及實時監(jiān)控限產(chǎn)和停產(chǎn)整治企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，對治污設施異常、停限產(chǎn)期間違規(guī)生產(chǎn)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(chǎn)設施及污染防護設施工況監(jiān)測和揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》，全市排污單位生產(chǎn)設施及污染防護設施工況監(jiān)測和揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)建設，對企業(yè)生產(chǎn)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(xiàn)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(shù)據(jù)與污染源在線監(jiān)測實現(xiàn)數(shù)據(jù)銜接，能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)負荷波動時排放強度恒定不變或未與生產(chǎn)負荷相一致的變化趨勢等異常線索，實現(xiàn)治污過程和治污結果的同時監(jiān)管。

??所有企業(yè)生產(chǎn)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(zhì)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(shù)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(shù)據(jù)傳輸標準》、HJ477－2009《污染源自動在線監(jiān)控(監(jiān)測)數(shù)據(jù)采集傳輸儀要求》

??● 工況監(jiān)測點位覆蓋主要生產(chǎn)設施及治污設施，通過對生產(chǎn)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(chǎn)設施工況監(jiān)測點位安裝在排污單位的生產(chǎn)線總回路或主要生產(chǎn)設備回路上，反映排污單位產(chǎn)污設施、停限產(chǎn)、錯峰生產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)設施、污染防護設施用電回路,測量回路的全電力參數(shù)，通過LoRa無線通訊與DTU進行通信，再由DTU通過4G全網(wǎng)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(zhì)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(shù)采儀進行通信，再由數(shù)采儀通過4G全網(wǎng)通上傳至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺云端服務器。

??DTU和數(shù)采儀能夠就地顯示采集的數(shù)據(jù)，并且本地存儲30天數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳，當網(wǎng)絡恢復正常時繼續(xù)上傳斷網(wǎng)期間存儲在本地未完成上傳的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)設施、污染防護設施用電回路的電力參數(shù)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(chǎn)執(zhí)行報告

??查詢企業(yè)減排生產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)次數(shù)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(shù)據(jù)。

??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(shù)量、在線企業(yè)、失聯(lián)企業(yè)、總表數(shù)量、產(chǎn)污設施數(shù)量、污處設施數(shù)量，以及監(jiān)測點位狀態(tài)情況。

??3.6.3 企業(yè)用電數(shù)據(jù)對比

??以曲線的形式展現(xiàn)企業(yè)在一段時間內(nèi)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(shù)據(jù)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(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，“經(jīng)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(xiàn)經(jīng)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(zhì)量。

??? 實現(xiàn)從人防到技防、從計劃監(jiān)察到狀態(tài)監(jiān)察的轉(zhuǎn)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(chǎn)期間排污企業(yè)停限產(chǎn)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(chǎn)、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(zhì)量改善，提升環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法效果。

??? 對企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、治污數(shù)據(jù)、排污數(shù)據(jù)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(wǎng)格化監(jiān)管的網(wǎng)格范圍，實現(xiàn)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(jù)監(jiān)測結果，針對性進行現(xiàn)場核查，用數(shù)據(jù)和事實說話，有力威懾違規(guī)排放行為。

??4.2 經(jīng)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(chǎn)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(zhì)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(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)、治污、排污狀況，可合理減少對企業(yè)現(xiàn)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(shù)量大的不對稱問題。同時避免干擾企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)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(xiàn)政企雙贏。

??5 產(chǎn)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(shù)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(shù)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(wǎng)絡

??●  傳輸速率：4G網(wǎng)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(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉(zhuǎn)，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(shù)據(jù)采集

??●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

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

??●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集器支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級

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

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

??●  具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間1年

??●  具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡恢復后再上傳）

??●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補傳

??5.3 數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100

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

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

??●  傳輸速率：4G網(wǎng)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(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉(zhuǎn)，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(shù)據(jù)中心

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

??●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時上傳到3個以上不同的平臺

??●  數(shù)采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級

??●  數(shù)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(shù)管理設置，實時，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能

??●  數(shù)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(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡恢復后再上傳）

??●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)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(jù)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(chǎn)設備以及污染治理設備的運行過程，提前介入，實現(xiàn)預警預控的管理模式，從源頭控制污染的產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(shù)據(jù)傳輸標準》

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

證書報告