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环保用电云平台在环境管理中的应用研究

发布时间: 2022-07-14  点击次数: 141次

摘 要:通过介绍环保用电云平台现场端的构成和中心端的功能,阐述了环保用电云平台的 工作原理、系统构架。环保用电云平台从用电角度出发,通过中心端的系统对产污设施和治 污设施的用电合理性进行逻辑判断,对治污设施未开启、停限产期间违规生产等异常进行预 警,在停限产管理过程中能够起到有效的监控效果,有效控制偷排、漏排的行为。

关键词:环保用电;环境管理;监控;云平台;预警

1 背景分析

随着经济的发展,人们对美好环境的要求进一步提高,国家也在环境管理中对环境的改 善提出了更高的要求,特别对于大气质量的提高,在“十三五"期间采取了一系列的措施, 如燃煤电厂的超低排放、钢铁行业的超低排放、淘汰落后产能等一系列措施。随着这些措施 的落实,大气环境质量得到了较好的改善,但随之而来的就是进一步提标的空间被压缩,同 时随着 PM2.5 持续下降,近年来我国 O3持续攀升。 在秋冬季节,由于燃煤量的增长,扩散条件较差,为了保证PM2.5的下降,采取限停产 才能保证空气质量的达标。到夏季,为了保证O3不超标,需要控制区域VOCs排放量,也需要 进行限停产。限停产会影响区域的经济发展,因此需要根据环境管理需求,进行精细化的管 理,才能在保证环境质量的前尽可能的减小对区域经济的影响。精细化的限停产,虽然解决 了经济发展和环境质量提高需求之间的矛盾,但限停产政策的有限落实需要大量的环境管理 人员进行监管才能实现。因此采用一种使用停限产监控方式,不仅能够减轻地方环保主管部 门的工作压力,也能切实保证停限产工作能够有效落实。在这个大背景下,通过监控企业用 电,能够有效的实现对企业停限产措施落实的监控。同时,如果在产污设施和治污设施上同 时安装用电监控设备,还可以实现对企业治污设施运行状况的监控。

2 系统原理

环保用电云平台对企业、产污设施和治污设施的用电情况进行监控,在停限产监管过程 中,通过企业用电量判断企业停限产落实情况,从而达到监控企业停限产实施情况。在日常 监管过程中,通过对产污设施和治污设施的用电情况进行系统逻辑运算,可对治污设施运行情况进行监管,确保治污设施正常运行。平台包括现场端监测系统和中心控制系统,通过现 场端监测设备采集的数据,利用物联网技术传送到中心端控制系统,从而对现场设备运行情 况进行逻辑分析、异常预警、数据分析等,从而实现对企业停限产、治污设施运行情况的远 程监控。

3 现场端监测系统建设

3.1 数据采集

根据企业生产工艺,在企业总进线、产污设施和治污设施的用电回路安装多功能电表, 采集电流、电压、功率、有功电能、功率因数等电力参数,对生产车间、生产工段等进行监 控。电表采集的数据通过LoRa无线通讯与无线网关或者数采仪进行通信。

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全电参量测量智能模块ADW400主要技术指标如下: ● 有功电能精度:1 级,无功电能精度:2 级,电压、电流精度:0.5 级 ● 电压规格:3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V ● 电流规格:3×1.5(6)A,3×20(100)A,3×80(400)A,3×120(600)A ● 工作温度:-25℃~+55℃ ● 相对湿度:≤95℅(无凝露) ● 支持 470Mhz Lora 无线通讯、RS485 通讯 ● 支持全电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F) ● 支持正反向有功、无功电能

● 支持标准 DIN35 导轨安装

3.2 数据传输

数据传输设备包括无线网关和数据采集传输仪,可接收各监测点位采集的数据,经过协 议转换之后,通过4G通信模块将数据统一上传至中心端。 数据传输设备能够就地显示采集的数据,支持本地存储数据和数据断点续传,当网络恢 复正常时继续上传断网期间存储在本地未完成上传的数据,数据以HJ212-2017污染源在线自 动监控(监测)系统数据传输标准传输。

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无线网关AF-GSM500主要技术指标如下: ● 支持 460Mhz~510Mhz Lora 无线通讯,频道和扩频因数可设置 ● 工作频段:TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000,包含联通、移动、 电信 4G 网络 ● 传输速率:4G 网速上行 2Mbps,下行 68Mbps ● 工作温度:-40 度~85 度 ● 湿度范围:0~95% 无凝露结霜 ● 支持 LORA 无线组网,通过将通讯数据在无线信号之间互转,LORA 监测支持中继器模式, 满足用于增强主、从站之间的 LORA 信号强度 ● 支持不低于 100 台监测设备的数据采集 ● 支持固定 IP 和动态域名解析方式连接数据中心

● 支持 HJ212-2017 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准 ● 支持一址多发,数据可同时上传到 3 个以上不同的平台 ● 宽范围直流电源输入,工业级设计 ● 数据采集器支持服务器远程升级,版本更新时无需到现场升级 ● 边缘计算:对采集的数据进行实时分析、处理和运算,分担主站数据处理压力,节省网 络带宽 ● 具备就地显示屏,可查看实时数据,历史数据,并且具备一定的人机交互能力,可直接 修改一些参数 ● 具备数据存储功能,存储时间 1 年 ● 具备断点续传 ● 支持远程修改配置、远程查看实时数据和历史数据,历史数据主动补传

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数据采集传输仪AF-HK100主要技术指标如下: ● 支持 460Mhz~510Mhz Lora 无线通讯,频道和扩频因数可设置 ● 工作频段:LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA,包含联通、移动、电信 4G 网络 ● 传输速率:4G 网速上行 50Mbps,下行 150Mbps ● 工作温度:-20℃~+60℃ ● 储存温度:-40℃~+80℃ ● 相对湿度:≤95%RH

● 电磁兼容:GB/T 17626.2 静电放电抗扰性试验 3 级;GB/T 17626.4 电快速瞬变 脉冲群抗扰性试验 3 级;GB/T 17626.5 冲击(浪涌)抗扰性试验 4 级 ● 具备不少于6路RS485/RS232 串口,8路模拟量输入通道(电流电压信号可配置), 8 路开关量输入通道(有源湿接点(DC12V)/无源干接点可配置)以及 4 路开关量输 出通道(无源干节点,触点容量 DC30V/5A、AC250V/5A) ● 支持 LORA 无线组网,通过将通讯数据在无线信号之间互转,LORA 监测支持中继 器模式,满足用于增强主、从站之间的 LORA 信号强度 ● 支持固定 IP 和动态域名解析方式连接数据中心 ● 支持 HJ212-2017 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准 ● 支持一址多发,数据可同时上传到3个以上不同的平台 ● 数采仪支持服务器远程升级,版本更新时无需到现场升级 ● 数采仪具备不小于7英寸触摸显示屏,并且具备一定的人机交互能力,可于本地进行监 测参数管理设置,实时,历史数据查询,采集周期自定义等功能 ● 数采仪具备至少16GB本地存储空间并支持外置SD卡扩容 ● 具备数据存储功能,存储时间不低于6个月,监测数据记录存储需满足至少存储14400 条记录,且支持历史记录通过U盘等形式导出 ● 数据采集误差≤1‰,系统时钟计时误差±0.5‰ ● 具备ups后备电池,要求外部电源断电后,可持续供电至少6小时 ● 设备具备断点续传(无法联网的情况下 将数据先保存起来,等网络恢复后再上传) ● 支持远程修改配置、远程查看实时数据和历史数据,历史数据主动补传 ● 支持本地操作日志存储管理 ● 具备用户管理功能,支持分系统管理员及一般操作人员两种权限,可根据用户名密码登录

4 平台主要功能

建立产污、治污设施运行耦合联动关系,及时发现治污设施非正常运行。同时通过企业 总生产用电、车间用电的数据采集,有效解决恶劣天气下以及行政处罚企业停限产无法实时 量化监管的问题。主要包括:一方面可实时监控治污设施运行情况;另一方面,动态监控重污染天气下应急管控措施落实情况。

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提供信息化管理手段,为企业提供治污设施异常、停限产异常、设备故障告警功能,避 免企业因设施停运造成的超标排放,有效降低设备停机及生产事故风险。

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为企业提供业务应用、数据挖掘分析及增值服务,统计设备用电情况,提升企业的能源 使用效率。

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5 展望

随着环境管理工作要求的进一步提高,环境监管进一步向智能化、信息化、精细化方向 发展。环保用电云平台从用电角度,利用物联网技术,实现重污染天气应急管控下企业停限 产的落实情况。在企业生产运行过程中,通过平台逻辑分析能力,判断企业产污设施和治污 设施用电的合理性,从而对治污设施是否正常运行进行监管。 环保用电云平台已在环境管理中广泛应用,不仅能节约大量的环境监察人员,还能做到管控、实时管控、智能管控,从而大幅度提高环境管理的效率,为提升区域环境管理水平提 供有效的技术支撑。

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