重点用能单位能耗在线监测平台整体解决方案——安科瑞 顾烊宇
01 建设背景
重点用能单位全国约17000家，能源消费量占全国能源消费总量的60％，是节能工作的重点对象。
通过开展能耗大数据分析应用，为政府部门做好能源宏观分析与战略规划、开展能源消费总量与强度“双控”形势分析、实施节能监察、加强能源能源计量管理计量管理、制定节能标准等提供及时准确的数据支持，为重点用能单位加强能源日常监控管理、开展能源审计、能效对标、能源计量审查、节能改造等提供支撑服务，切实促进企业提质增效降本。
02 标准规范
《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》中提到“统一标准，互联互通”的基本原则，完善系统架构、数据采集传输、数据应用等标准规范体系，建立全国统一技术标准的监测系统，确保国家、省、用能单位等各级系统数据互联互通。
《NHJC-01-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-总体架构规范》
《NHJC-02-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-基础信息与格式规范》
《NHJC-03-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-系统平台接口协议规范》
《NHJC-04-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-端设备接口协议规范》
《NHJC-05-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-省级平台机房与硬件配置规范》
《NHJC-06-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-端设备技术规范》
《NHJC-07-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-能源品种采集规范》
《NHJC-08-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-系统安全规范》
《NHJC-09-2018 重点用能单位能耗在线监测系统-省级平台功能规范》
《GB/T15587-2008 工业企业能源管理导则》
《GB/T23331-2012 能源管理体系要求》
《GB/T2598-2008 综合能耗计算通则》
《GB/T3484-2009 企业能量平衡通则》
《GB/T38692-2020 用能单位能耗在线监测技术要求》
《低压配电设计规范》（GB 50054-2011
03 安科瑞提供的解决方案
3.1 整体结构
3.1.1 三级平台+端设备
重点用能单位能耗在线监测系统采用"国家平台+省级平台+重点用能单位端系统"的架构，为各部委、各级节能主管部门和质监部门、重点用能单位等用户提供不同层次的服务。
3.1.2 国家平台
国家平台指设立在国家节能主管部门，接收、存储、汇总、分析全国重点用能单位能源相关数据的国家数据中心，为相关政府部门、用能单位、社会公众提供应用服务，也称"国家数据中心"。
3.1.3 省级平台
省级平台是部署在省（区、市）相关部门，接收、存储、汇总、分析本地区内重点用能单位能耗在线监测数据，为本地相关政府部门、用能单位提供应用服务，也称"省级数据中心"，
3.1.4 端系统
指重点用能单位接入端系统，是对企业能源转换、输配、利用和回收实施动态监测和管理的信息系统。
3.1.5 端设备
放置在重点用能单位，用于采集、分析、汇总用能单位能耗数据并将数据上传到系统平台的设备。
3.2 端系统结构
安科瑞可为企业接入端系统提供完整解决方案
根据《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的要求，重点用能单位接入端系统部署在重点用能单位内部，由重点用能单位负责建设。
主要功能∶
通过计量仪表、工控系统等采集、汇总本单位能耗数据，将数据上传至省级平台，或直接上传至国家平台；
重点用能单位接入端系统要通过网闸、防火墙、隔离等安全措施，确保内部系统安全和数据安全；
要具备远程升级维保、一端多传、接收国家和省级平台推送信息和用能单位自身能源管理所需的功能。
3.3 端设备
3.3.1 概述
企业接入端系统需要从生产过程控制系统中采集能耗相关数据，考虑到企业生产网络与办公网络(互联网) 之间并不互通的实际情况，企业接入端系统 将通过具备2+1架构的物理隔离装置——能耗在线监测端设备，在数据传递过程中确保从生产网络（内网）获取的能耗数据以单向传递、隔离加密、文件摆渡的形式安全传递到办公网络(外网)，再通过外网主机侧的CA数字认证证书进行身份认证识别后上传至省(市）级平台。
结构如图所示：
3.3.2 端设备软件功能
支持从现场的仪表通过Modbus（GB/T19582）、DL/T645、CJ/T188等协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
支持从能源网关、DTU、SCADA通过Modbus TCP（GB/T19582）、能耗协议等上传的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
支持从自动化信息系统通过OPC协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，提供手工填报数据上传；
具有基础数据处理、本地存储功能，本地历史数据可存储6个月以上；
可根据项目情况录入企业基本信息、企业生产层级结构、计量器具档案信息、端设备信息、数据采集项信息等各类基本信息；
按照《NHJC-04-2018 重点用能单位能耗在线监测系统技术规范-端设备接口协议规范》的要求往国家或省级平台上传数据；
支持断线缓存，保证数据的连续性；
端设备平台方便用户使用、配置；
支持人工补录、远程升级；
用能数据集抄；
数据上传日志。
04 能管平台
除了满足政府要求的数据上传的要求，我司还可以帮助企业搭建能源管理平台，通过该平台可实现对企业用能的精细化管理，并进一步挖掘潜在的能源节约空间和改造机会，进而实现节能降耗与提质增效。
Q1:企业接入端系统与企业能管中心系统是同一个系统吗？
A1:企业接入端系统是重点用能单位能耗在线监测系统建设三层架构中的重要组成部分，是对应省(市）级平台与国家平台的重要数据来源，与重点用能单位相关的业务功能集中在省 (市）级平台的用能单位子系统模块中。企业能管中心系统是企业能源计量、统计系统、能源管理信息化系统以及能源管理体系的有机结合，是企业信息化系统的一个重要组成部分。在能源数据采集、加工、分析、处理以及实现对能源设备管理、能源实绩考核、节能计划、能源平衡、能源预测等方面发挥着重要作用。企业能管中心系统是企业提高用能精细化管理水平、实现提质增效与节能降耗的重 要管理工具。企业接入端系统需要与省(市）级平台联动，按照上报数据要求为平台侧提供可靠、准确的数据内容为首要任务；而企业能管中心系统以满足企业经营管理业务需求为首要任务，在需要对接省(市）级平台时需要兼顾上传数据质量要求。
能管平台主要功能图
1）能耗统计：
全厂看板
能源流向图
全厂能耗统计
工序能耗统计
产品单耗统计
重点耗能设备能耗统计
计量器具数据集抄及用能统计
手工填报
2）用能监测：
配电监测
用水管网图
3）能耗分析：
趋势分析
同环比分析
能效对标
能耗预警
能源计量审查
能源平衡网络
4）基础信息配置：
用能单位工序信息
重点耗能设备信息
05 典型配件
5.1 端设备硬件参数
单主板采用低功耗处理器；
单主板内存大小4G；
硬盘：64G/128G 固态硬盘
独立双主机“2+1”架构非IP物理隔离；
带VGA接口，可外接显示器，便于现场维护操作；
双冗余开关电源，互为备用、支持热插拔，保障端设备的可靠性，具有电源故障声光报警功能；
8路RS485串口；
4路千兆以太网；
4个USB接口，可用于CA证书接口。
5.2 产品认证安全
产品通过公安部计算机信息系统安全产品质量监督检验中心的网络隔离检测认证取得了计算机信息系统安全销售许可证。
Q2:端设备需要哪些产品认证？
A2:《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范第6部分端设备技术规范》要求端设备应满足如下产品检验及认证要求：
能耗在线监测端设备应遵守GB/T20279《信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求》相关规定，且通过国家认可的第三方检验检测机构的检测认证。
取得计算机信息系统安全产品销售许可证。能耗在线监测端设备原则上应遵守GB/T17626《电磁兼容试验和测量技术系列标 准》中相关规定。
Q3: 一家重点用能单位需要配备多少台端设备?
A3:重点用能单位能耗在线监测系统中能源消费的核算单位是法人单位,每一个法人单位只需配备一台端设备用于向省(市）级平台进行数据上报。
Q4:为什么要使用端设备作为上传数据的接入点？
A4:从试点阶段到目前实施阶段的项目经验来看，重点用能单位的生产网络和办公网络之间通常都是互不相通的。在采集能耗数据的同时要确保生产控制系统不被外界病毒、木马等恶意程序攻击、控制，需要引入带有物理隔离属性的端设备产品。能耗在线监测端设备作为企业生产控制网络与外界网络的物理连接通道，可以起到协议解析、数据处理、可靠传递、指令隔离、物理防范等关键性作用。
06 典型硬件
ANet系列能源网关
ANet系列边缘计算网关是一款基于嵌入式平台的工业级通信管理机，具有 2/4/8个隔离串口，1/2个以太网口，集成Lora通信接口，且支持4G网络通信。具备强大的EMC防护能力，可在强电磁环境下稳定运行。设备支持DL/T 645、 Modbus、CJ/T188等工业、电力行业通信协议，满足企业能源管理系统对水、电、气、冷热量等多种形式能源数据采集的需求。
支持多种仪表协：支持 D L / T 6 4 5 、GB/T19582-200（Modbus）、CJ/T188-2004等；
Modbus TCP实时数据转发；
数据AES加密；
断点续传；
数据存储；
远程配置及维护。
相关报告及证书
GB/T 17626.2-2018《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》4级。
GB/T 17626.4-2018《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》4级。
GB/T 17626.5-2019《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》4级。
GB/T 17626.6-2017《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度实验》3级。
GB 9254-2016《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》合格。
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