安科瑞 缪凯伦

摘 要：环保用电监管云平台依托物联网技术、电力参数传感技术，24小时不间断采集企业总进线、生产设备和污染治理设备用电回路的数据，通过设备运行工况分析、越限分析、停/限产分析、关联分析等，及时发现环保治理设备未正常工作的情况及实时监控限产和停产整治企业的生产状态，对治污设施异常、停限产期间违规生产等进行告警，减少及杜绝用电异常及设备异常，防止企业在污染物监管过程中的偷排、减排、漏排等情况。同时，对VOCs、烟尘、废水等污染物排放结果进行监控，避免企业排放超标违法，使企业严格执行排放标准。此外，以视频或门禁监控作为辅助手段减少监管盲区，形成了污染治理过程加结果的监管治监控，合理解决了环境执法力量薄弱、监管到位难度大等问题。

  关键词：环保用电；污染物排放；告警；云平台

  1 项目概述

  新疆阜康市环保局下发《关于阜康市排污单位生产设施及污染防护设施工况监测和挥发性物质在线监测系统建设的通知》，全市排污单位生产设施及污染防护设施工况监测和挥发性物质在线监测系统建设，对企业生产设施、污染防护设施运行状态实行24小时不间断监控，合理发现企业污染防护设施闲置、差别化管控和重污染天气应急响应落实不到位等问题，助力环境执法监管提升科技化水平。工况监测数据与污染源在线监测实现数据衔接，能够发现生产负荷波动时排放强度恒定不变或未与生产负荷相一致的变化趋势等异常线索，实现治污过程和治污结果的同时监管。

  所有企业生产设施及污染防护设施，须安装工况监控系统。在排口处安装有组织型挥发性物质在线监测系统，监测项目至少包含非甲烷总烃及废气参数温度、压力和流速。

  系统建设及技术要求主要包括：

  ● 符合HJ212-2017《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》、HJ477－2009《污染源自动在线监控(监测)数据采集传输仪要求》

  ● 工况监测点位覆盖主要生产设施及治污设施，通过对生产设施、污染防护设施的工作电流进行实时采集，准确反映被监测设备的运行情况。生产设施工况监测点位安装在排污单位的生产线总回路或主要生产设备回路上，反映排污单位产污设施、停限产、错峰生产执行情况；治污设施工况监测点位安装在排污单位污染治理设施总回路或主要治污设备回路上，反映污染治理设施运行情况。

  ● 污染源挥发性物质在线监测设备的采样探头在烟囱上的安装位置应符合HJ75规范要求，能够同时监测TVOC、烟气流速、烟气温度、烟气压力。

  2 系统结构

  多功能电表安装在企业端生产设施、污染防护设施用电回路,测量回路的全电力参数，通过LoRa无线通讯与DTU进行通信，再由DTU通过4G全网通上传至环保用电监管云平台云端服务器。

  污染源挥发性物质在线监测设备的采样探头安装在烟囱上，测量TVOC、烟气流速、烟气温度、烟气压力等非电监测因子，通过485与数采仪进行通信，再由数采仪通过4G全网通上传至环保用电监管云平台云端服务器。

  DTU和数采仪能够就地显示采集的数据，并且本地存储30天数据，可实现数据断点续传，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至环保用电监管云平台云端服务器。

  环保用电监管云平台部署于阿里云服务器，接收、统计、存储、展示数据，向环保管理人员提供WEB、移动端APP访问，环保管理者可使用网页、手机APP等形式应用平台功能。

  平台详细拓扑结构如下：

  3 系统功能

  3.1 登录

  在浏览器打开平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。扫描左上角二维码下载APP，可在移动端进行日常管理。

  3.2 首页

  首页展示接入企业的概况，治污设施的运行情况、污染物排放情况、停限产的执行情况等。

  3.3 实时监控

  3.3.1 用电监控

  展示生产设施、污染防护设施用电回路的电力参数及设备运行状态。

  3.3.2 非电监控

  展示排口的污染物排放情况。

  3.4 应急减排管理

  3.4.1 减排生产执行报告

  查询企业减排生产执行情况，支持导出成报告。

  3.5 异常管理

  3.5.1 异常查询

  显示异常记录及处理进度，异常类型包括停限产异常、治污设施异常、电参量越限、排放超标等。

  3.5.2 异常处理

  针对异常记录进行处理，可上传图片、文档、视频等附件，支持批处理。

  3.5.3 异常申报

  针对异常报警信息进行申报，支持批量处理。

  3.5.4 申报审核

  针对申报的异常进行审核，如果审核驳回，则流程会重新回到异常申报阶段，需要重新进行申报处理，支持批量处理。

  3.5.5 异常统计

  统计所有企业的各类异常出现次数且对于单个企业或者单类异常进行统计。

  3.6 企业综合统计

  3.6.1 设备状态列表

  统计监测设备的运行状态，包括运行、停机、失联，可以查看采集的实时数据。

  3.6.2 点位运行情况统计

  以行业和行政区统计当前企业数量、在线企业、失联企业、总表数量、产污设施数量、污处设施数量，以及监测点位状态情况。

  3.6.3 企业用电数据对比

  以曲线的形式展现企业在一段时间内的用电情况，支持多个企业对比。

  3.6.4 区域异常统计

  按照行政区统计异常发生情况，可导出成excel表格。

  3.6.5 设备用电量统计

  统计各企业的用电量，可导出成excel表格。

  3.6.6 VOCs统计

  可按日、月、年统计VOCs各监测因子数据采集情况，可导出成excel表格。

  4 系统应用价值

  4.1 社会收益

  Ø 项目建设有利于保障人体健康，提高市民满意度，建设美好城市，构建和谐社会；有利于经济和社会的可持续发展，“经济建设、城市建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益、环境效益”三统一；有利于加强日常污染源监控和突发事件快速预警响应工作，做好“平战结合”，努力保障区域环境安全，区域环境质量。

  Ø 实现从人防到技防、从计划监察到状态监察的转变，提升环境监察执法效率。从而更好的监督考核错峰生产期间排污企业停限产任务的执行情况，解决大气污染防护背景下的污染源企业监管困境。

  Ø 建立企业生产、排污、治理全过程的监管治模式，从结果监测到过程+结果监管，加强源头防控，使大气环境质量改善，提升环境监察执法效果。

  Ø 对企业生产数据、治污数据、排污数据进行关联分析，建立差别化评价体系。识别可疑违规排污企业，进一步缩小网格化监管的网格范围，实现小尺度溯源，同时，进一步分析其存在的具体违规行为，提高监管效率。执法人员依据监测结果，针对性进行现场核查，用数据和事实说话，有力威慑违规排放行为。

  4.2 经济收益

  Ø 低成本解决“过程+结果全过程监测”规模化推广难题。

  Ø 系统的风险预警功能帮助企业合理降低生产事故风险，实时预警提醒机制能够避免无意超标违法，提升企业管理质量。

  Ø 系统的运行效能评估和计量体系的建立能够优化企业用能，减少因过度治理造成的能源及成本的浪费。

  Ø 依托大数据分析、移动互联网、物联网技术，实现远程实时监控企业生产、治污、排污状况，可合理减少对企业现场检查频次，提高政府部门的工作效率，解决环保系统人手不足与企业数量大的不对称问题。同时避免干扰企业正常生产经营活动，降低企业迎检负担，进一步深化“放管服”，提高对企业的监管服务水平，形成治理过程管控有力、污染源排放真实合理，排污企业、公众及环保主管部门共建、共治、共享的良性互动的良好营商环境，实现政企双赢。

  5 产品特点

  5.1 全电参量测量智能模块ADW400

  ●  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

  ●  具有校准证书

  5.2 无线DTU AF-GSM500

  ●  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（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

  5.3 数据采集传输仪AF-HK100

  ●  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

  6 结语

  AcrelCloud-3000环保用电监管云平台通过监控生产设备以及污染治理设备的运行过程，提前介入，实现预警预控的管理模式，从源头控制污染的产生，做到将污染扼杀在摇篮里。同时，对污染物排放结果进行监控，并以视频或门禁监控作为辅助手段减少监管盲区，形成了污染治理过程加结果的监管治监控，提升了环境监管的信息化、智能化水平，助力实现对排污企业的差别化和精细化管理。

  参考文献

  [1] 《排污单位生产设施及污染治理设施用电（能） 监控系统技术指南（征求意见稿）及编制说明》

  [2] HJ212-2017《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》

  [3] 《关于阜康市排污单位生产设施及污染防护设施工况监测和挥发性物质在线监测系统建设的通知》

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