安科瑞環保用電監管云平臺可行性研究及解決方案

　　2018年5月22號生態環境部發布了2017年《中國生態環境狀況公報》，全國338 個地級及以上城市可吸入顆粒物（PM10）平均濃度比2013 年下降22.7%，京津冀、長三角、珠三角區域細顆粒物（PM2.5）平均濃度分別下降39.6%、34.3%、27.7%；全國Ⅰ~Ⅲ類水體比例達到67.9%，劣Ⅴ類水體比例下降到8.3%。空氣和水質都有穩步改善，這些改善依賴于無數環保設備的安裝運行以及環保部門加強監察力度。接下來如何更有效的監督環保設備正常運行從而持續改善生態環境，形成長效機制也是即將面對的問題。

　　1 打響藍天碧水凈土三大保衛戰

　　2013年以來，中國霧霾天數創52年之，PM2.5成為熱門的環境名詞。大氣污染，固體垃圾排放和水污染已經讓我們的天空不再藍、空氣不再清新、河流不再清澈，過去唯“經濟發展”的管理習慣與環境保護意識的淡薄已經讓現在的我們嘗到了惡果，加強對于資源節約、廢物減排和治理污染技術的研發和執行已經迫在眉睫。

　　2018年6月24日公布的《中共中央關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的意見》提出，堅決打贏藍天保衛戰，著力打好碧水保衛戰，扎實推進凈土保衛戰。意見確定了到2020年三大保衛戰具體指標：全國PM2.5未達標地級及以上城市濃度比2015年下降18%以上，地級及以上城市空氣質量優良天數比率達到80%以上；全國地表水Ⅰ~Ⅲ類水體比例達到70%以上，劣Ⅴ類水體比例控制在5%以內；近岸海域水質優良（Ⅰ、Ⅱ類）比例達到70%左右；二氧化硫、氮氧化物排放量比2015年減少15%以上，化學需氧量、氨氮排放量減少10%以上；受污染耕地安全利用率達到90%左右，污染地塊安全利用率達到90%以上。

　　2 環保監察的難點

　　環境監察是環保部門實施統一監督、強化的主要途徑之一，這也是打贏三大保衛戰主要的保障手段，但是環保監察在實施過程中面臨不少難點。

　　1)   環保設備運行的有效監管

　　2019年1月14日至1月20日，為2018-2019年藍天保衛戰重點區域強化監督第16輪次第2周，290個工作組對重點區域481個縣（市、區）進行駐點監督，發現新的涉氣環境問題332個，其中未安裝污染防治設施問題占比35%、設施不正常運行問題占比53.8%，可見環保設備的安裝以及環保設備的不正常運行是監督中所發現的主要問題。

　　2)   環保監察效率有待提高

　　“2018-2019年藍天保衛戰”從京津冀及周邊地區的“2+26”城市擴展到汾渭平原11個城市以及長三角地區，生態環境部派出的人員增至1.8萬人次，未來可能還會繼續增加，環保監察還依賴人海戰術。鋼鐵、石化、化工、制藥、造紙、生物、建材等生產企業均為環保重點監管，這些企業排放點分散，而且根據生產企業不同的生產工藝，排放形式可能也不一樣。借助移動網絡和大數據分析可以大大提高環保監察的效率，把有限的人力更好的運用起來。

　　3)   環保意識有待提高

　　我國政府的評價體系往往以經濟的增長作為指標，這也導致了當地政府重經濟忽略環保，不惜破壞環境利益來追求經濟發展，導致部分企業環保意識相對薄弱，為了追求利潤而對環保監管是比較抗拒的。環保治理偷工減料，偷排偷放，監察來了就開，走了就關等等，這為環保監察帶來難度。除了加強環保立法和環保宣傳，還需要結合大數據手段進行實時在線監測，確保環保治理設備正常運行。

　　3 解決方案

　　AcrelCloud-3000環保用電監管云平臺依托物聯網技術（2G/4G/NB-IOT/LORA等）、電力參數傳感技術，實時采集企業總用電、工藝生產設備用電、環保治理設備用電等數據，通過設備運行停車分析、對比生產用電和環保設備用電分析、越限分析、停/限產分析、工藝關聯分析等，及時發現環保治理設備未開啟、空轉、減速、降頻以及異常關閉等未正常工作的情況；同時，通過數據分析，還可以實時監控限產和停產整治企業運行狀態，實現在線聯防聯控。

1)   環保用電數據采集

　　環保用電監管平臺通過2G/4G/NB-IOT/LORA等網絡技術采集企業生產用電、環保設備用電數據，并通過曲線圖、柱狀圖、報表等方式直觀顯示企業用電、產污設施用電和治污設備用電情況。其中用電和功率曲線中包含設置的設備啟停閥值，企業整體用電中顯示企業停產的閾值。根據設置的啟停閾值，判斷生產時間和治污設施運行時間是否吻合，與停產限產計劃是否有時間沖突。

　　2)   環保設備異常運行實時報警

　　通過關聯分析、超限分析、啟停時間分析，及時發現環保治理設備未開啟、異常關閉及減速、空轉、降頻等異常情況，同時通過數據分析還可以實時監控限產和停產整治企業運行狀態，發現異常情況通過APP推送或者短信發出報警信號。

　　3)   提高環保監察效率

　　環保用電平臺依托數字技術，能達到人力所不及的及時性和連續性，可以為環保監察部門節省大量人力資源，提高監察效率。

　　4)   企業環保設備運行報告

　　環保監管平臺自動生成企業環保設備運行診斷報告，配合環保監察部門分析設備環保設備運行情況，以便更準確。

　　4 結束語

　　今年進入藍天碧水凈土三大保衛戰的第二年，環保治理取得了很好的效果，但是要鞏固和繼續改善我們的生態環境達到發達國家的水平還有很長的路要走。環保監察不能搞突擊，要形成長效機制就必須借助數字化手段，合理使用網絡技術和大數據平臺實施不間斷的監管，提高監管效率，為盡早實現藍天碧水凈土三大保衛戰的目標貢獻力量

　1.    平臺概述

　　1.1.    開發背景

　　  AcrelCloud-3000環保設施用電監管云平臺依托創新的物聯網技術、電力參數傳感技術，實時采集企業污總用電、工藝生產設備用電、污染治理設施設備用電等數據，通過設施運行停車分析、越限分析、停/限產分析、工藝關聯分析等，及時發現環保治理設施、設備等未開啟、空轉、減速、降頻以及異常關閉等未正常工作的情況；同時，通過數據分析，還可以實時監控限產和停產整治企業運行狀態。

 1.2.    法律、法規、政策、標準

　　本平臺遵循以下標準開發：

　　大氣污染防治法

　　水污染防治法

　　土壤污染防治法

　　生態環境監測質量監督檢查三年行動計劃（2018-2020年）》

　　關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的意見

　　打贏藍天保衛戰三年行動計劃

　　GB 50052 供配電系統設計規范

　　GB 50053 20kV及以下變電所設計規范

　　GB 50054 低壓配電設計規范

　　GB 50055 通用用電設備配電設計規范

　　GB 50060 3-110kv高壓配電裝置設計規范

　　GBT50062-2008 電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范

　　GB/T 50063-2017 電力裝置電測量儀表裝置設計規范

　　江蘇省大氣污染工況用電監控技術指南

　　促進大數據發展三年工作方案（2016-2018）

　　促進大數據發展2016年工作要點

　　促進大數據發展行動綱要

　　1.3.    應用場所

　　環保設施用電監管云平臺的主要應用場合：

　　（一）鋼鐵

　　（二）石化；

　　（三）化工、焦化

　　（四）醫藥制藥；

　　（五）造紙

　　（六）有色金屬

　　（七）建材

　　（八）火電熱電

　　（九）市政污水處理

　　（十）采礦

　　2.    平臺結構

　　3.    平臺主要功能

　　3.1.    平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、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。

3.2.    平臺首頁

　　平臺首頁顯示企業概況，用電統計，產污設施運行柱狀圖，治污設施運行柱狀圖，如圖所示：

企業概況

　　顯示接入的企業數，設備數和監測點位數，治污設備的當前運行狀況和停產限產的異常狀況等信息。

　　用電統計

　　以曲線圖的方式展示企業昨日和今日用電情況。

　　產污設施運行柱狀圖

　　顯示昨日和今日產污設施按小時運行數的柱狀圖。

　　治污設施運行柱狀圖

　　顯示昨日和今日治污設施按小時運行數的柱狀圖。

　　3.3.    實時監控

　　采集現場用電信號，可以查看企業、車間設備、監測點各級的統計情況，包括生產狀態、設備狀態、電流、電壓、用電、功率等，默認顯示昨日/今日曲線，可選擇具體的時間并生成曲線，其中用電和功率曲線中包含設置的設備啟停閥值，企業整體用電中顯示企業停產的閾值。

　　根據設置的啟停閾值，判斷生產時間和治污設施運行時間是否吻合，與停產限產計劃是否有時間沖突，如圖所示：

3.4. 異常實時報警

　　通過關聯分析、超限分析、啟停時間分析，及時發現環保治理設備未開啟、異常關閉及減速、空轉、降頻等異常情況，同時通過數據分析還可以實時監控限產和停產整治企業運行狀態，如圖所示：

3.5. 統計分析

產污分析

　　統計企業/行業在某個時間段內的產污數量。

　　減產減排分析

　　統計企業在污染日、非污染日的負荷對比，以小時為單位展示功率曲線。

　　企業用電監控

　　可查詢企業/行業的日功率曲線，默認是今日/昨日對比，可選擇對比的日期。

　　能耗報表

　　統計企業/行業在某個時間段內的用電量，可按日/月/年進行統計和分析。

　　3.6. 手jiAPP

　　AcrelCloud-3000環保用電監管云平臺支持Android、ios系統APP，方便用進行行業/企業查詢、報警、故障查詢，實時監控數據查詢，分閘操作，探測器詳細信息查詢等功能。

　　4. 瀏覽器支持

　　4.1.    瀏覽器運行設備

　　臺式電腦，手ji、平板等移動端設備

　　4.2.    瀏覽器運行環境

　　支持gu歌、360等主流瀏覽器訪問

　　4.3.    客戶端運行設備

　　安卓系統移動設備（android 5.0及以上），蘋果ios 8.0及以上系統

　　5.    主要技術指標

　　數據上傳頻率：2分鐘（可配置）

　　通信方式：RS485、LORA、2G/3G/4G

　　并發訪問量：>=10000

　　歷史數據存儲：>=3年

　　6.推薦系統配置

　　6.1.平臺服務器配置

　　建議按照我方提供參置參數訂貨，或者客戶自己租用阿里云資源。以下是根據接入的設備數量推薦的配置列表：

6.2.推薦現場硬件配置

 6.3.流量需求

　　單只表平均流量估算：

　　上傳間隔一分鐘， 小于30M/月；

　　上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

　　上傳間隔五分鐘，小于10M/月。

　　6.4. AEW100免布線多功能儀表

技術人員 王長幸

環保用電監管云平臺AcrelCloud-3000