胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘 要：環保用電監管云平臺依托物聯網技術、電力參數傳感技術，24小時不間斷采集企業總進線、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、關聯分析等，及時發現環保治理設備未正常工作的情況及實時監控限產和停產整治企業的生產狀態，對治污設施異常、停限產期間違規生產等進行告警，減少及杜絕用電異常及設備異常，防止企業在污染物監管過程中的偷排、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控，避免企業排放超標違法，使企業嚴格執行排放標準。此外，以視頻或門禁監控作為輔助手段減少監管盲區，形成了污染治理過程加結果的監管治一體化監控，有效解決了環境執法力量薄弱、全面監管到位難度大等問題。
關鍵詞：環保用電；污染物排放；告警；云平臺
1 項目概述
新疆阜康市環保局下發《關于阜康市排污單位生產設施及污染防治設施工況監測和揮發性有機物在線監測系統建設的通知》，加快全市排污單位生產設施及污染防治設施工況監測和揮發性有機物在線監測系統建設，對企業生產設施、污染防治設施運行狀態實行24小時不間斷監控，有效發現企業污染防治設施閑置、差別化管控和重污染天氣應急響應落實不到位等問題，助力環境執法監管提升科技化水平。工況監測數據與污染源在線監測實現數據銜接，能夠發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管。
所有企業生產設施及污染防治設施，須安裝工況監控系統。在排口處安裝有組織型揮發性有機物在線監測系統，監測項目至少包含非甲烷總烴及廢氣參數溫度、壓力和流速。
系統建設及技術要求主要包括：
● 符合HJ212-2017《污染物在線監控(監測)系統數據傳輸標準》、HJ477－2009《污染源自動在線監控(監測)數據采集傳輸儀要求》
● 工況監測點位全面覆蓋主要生產設施及治污設施，通過對生產設施、污染防治設施的工作電流進行實時采集，準確反映被監測設備的運行情況。生產設施工況監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、錯峰生產執行情況；治污設施工況監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。
● 污染源揮發性有機物在線監測設備的采樣探頭在煙囪上的安裝位置應符合HJ75規范要求，能夠同時監測TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力。
2 系統結構
多功能電表安裝在企業端生產設施、污染防治設施用電回路,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全網通上傳至環保用電監管云平臺云端服務器。
污染源揮發性有機物在線監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全網通上傳至環保用電監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，可實現數據斷點續傳，當網絡恢復正常時繼續上傳斷網期間存儲在本地未完成上傳的數據，數據以HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準傳輸至環保用電監管云平臺云端服務器。
環保用電監管云平臺部署于阿里云服務器，接收、統計、存儲、展示數據，向環保管理人員提供WEB、移動端APP訪問，環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
首頁展示接入企業的概況，治污設施的運行情況、污染物排放情況、停限產的執行情況等。
3.3 實時監控
3.3.1 用電監控
展示生產設施、污染防治設施用電回路的電力參數及設備運行狀態。
3.3.2 非電監控
展示排口的污染物排放情況。
3.4 應急減排管理
3.4.1 減排生產執行報告
查詢企業減排生產執行情況，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 異常統計
統計所有企業的各類異常出現次數且對于單個企業或者單類異常進行統計。
3.6 企業綜合統計
3.6.1 設備狀態列表
統計監測設備的運行狀態，包括運行、停機、失聯，可以查看采集的實時數據。
3.6.2 點位運行情況統計
以行業和行政區統計當前企業數量、在線企業、失聯企業、總表數量、產污設施數量、污處設施數量，以及監測點位狀態情況。
3.6.3 企業用電數據對比
以曲線的形式展現企業在一段時間內的用電情況，支持多個企業對比。
3.6.4 區域異常統計
按照行政區統計異常發生情況，可導出成excel表格。
3.6.5 設備用電量統計
統計各企業的用電量，可導出成excel表格。
3.6.6 VOCs統計
可按日、月、年統計VOCs各監測因子數據采集情況，可導出成excel表格。
4 系統應用價值
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；有利于促進經濟和社會的可持續發展，“經濟建設、城市建設、環境建設同步規劃、同步實施、同步發展，實現經濟效益、社會效益、環境效益"三統一；有利于加強日常污染源監控和突發事件快速預警響應工作，做好“平戰結合"，努力保障區域生態環境安全，改善區域環境質量。
?實現從人防到技防、從計劃監察到狀態監察的轉變，極大提升環境監察執法效率。從而更好的監督考核錯峰生產期間排污企業停限產任務的執行情況，解決大氣污染防治背景下的污染源企業監管困境。
?建立企業生產、排污、治理全過程的監管治一體化模式，從結果監測到過程+結果監管，加強源頭防控，促進大氣環境質量改善，極大提升環境監察執法效果。
?對企業生產數據、治污數據、排污數據進行關聯分析，建立差別化、精準化評價體系。精準識別可疑違規排污企業，進一步縮小網格化監管的網格范圍，實現小尺度精準溯源，同時，進一步分析其存在的具體違規行為，提高監管效率。執法人員依據監測結果，針對性進行現場核查，用數據和事實說話，有力威懾違規排放行為。
4.2 經濟收益
?低成本解決“過程+結果全過程監測"規模化推廣難題。
?系統的風險預警功能幫助企業有效降低生產事故風險，實時預警提醒機制能夠避免無意超標違法，提升企業管理質量。
?系統的運行效能評估和計量體系的建立能夠優化企業用能，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、移動互聯網、物聯網技術，實現遠程實時精準監控企業生產、治污、排污狀況，可有效減少對企業現場檢查頻次，提高政府部門的工作效率，解決環保系統人手不足與企業數量大的不對稱問題。同時避免干擾企業正常生產經營活動，降低企業迎檢負擔，進一步深化“放管服"，提高對企業的監管服務水平，形成治理過程管控有力、污染源排放真實有效，排污企業、公眾及環保主管部門共建、共治、共享的良性互動的良好營商環境，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
● 電壓規格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V
● 電流規格：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臺監測設備的數據采集
● 支持固定IP和動態域名解析方式連接數據中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準
● 支持一址多發，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
● 具備斷點續傳（無法聯網的情況下 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和動態域名解析方式連接數據中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準
● 支持一址多發，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，可持續供電至少6小時
● 設備具備斷點續傳（無法聯網的情況下 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環保用電監管云平臺通過監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，真正做到將污染扼殺在搖籃里。同時，對污染物排放結果進行監控，并以視頻或門禁監控作為輔助手段減少監管盲區，形成了污染治理過程加結果的監管治一體化監控，極大提升了環境監管的信息化、智能化水平，助力實現對排污企業的差別化、精準化和精細化管理。
參考文獻
[1]《排污單位生產設施及污染治理設施用電（能） 監控系統技術指南（征求意見稿）及編制說明》
[2]HJ212-2017《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》
[3]《關于阜康市排污單位生產設施及污染防治設施工況監測和揮發性有機物在線監測系統建設的通知》
證書報告
