摘 要：通過介紹環(huán)保用電云平臺現(xiàn)場端的構成和中心端的功能，闡述了環(huán)保用電云平臺的 工作原理、系統(tǒng)構架。環(huán)保用電云平臺從用電角度出發(fā)，通過中心端的系統(tǒng)對產污設施和治 污設施的用電合理性進行邏輯判斷，對治污設施未開啟、停限產期間違規(guī)生產等異常進行預 警，在停限產管理過程中能夠起到有效的監(jiān)控效果，有效控制偷排、漏排的行為。

關鍵詞：環(huán)保用電；環(huán)境管理；監(jiān)控；云平臺；預警

1 背景分析

隨著經濟的發(fā)展，人們對美好環(huán)境的要求進一步提高，國家也在環(huán)境管理中對環(huán)境的改 善提出了更高的要求，特別對于大氣質量的提高，在“十三五"期間采取了一系列的措施， 如燃煤電廠的超低排放、鋼鐵行業(yè)的超低排放、淘汰落后產能等一系列措施。隨著這些措施 的落實，大氣環(huán)境質量得到了較好的改善，但隨之而來的就是進一步提標的空間被壓縮，同 時隨著 PM2.5 持續(xù)下降，近年來我國 O3持續(xù)攀升。 在秋冬季節(jié)，由于燃煤量的增長，擴散條件較差，為了保證PM2.5的下降，采取限停產 才能保證空氣質量的達標。到夏季，為了保證O3不超標，需要控制區(qū)域VOCs排放量，也需要 進行限停產。限停產會影響區(qū)域的經濟發(fā)展，因此需要根據環(huán)境管理需求，進行精細化的管 理，才能在保證環(huán)境質量的前盡可能的減小對區(qū)域經濟的影響。精細化的限停產，雖然解決 了經濟發(fā)展和環(huán)境質量提高需求之間的矛盾，但限停產政策的有限落實需要大量的環(huán)境管理 人員進行監(jiān)管才能實現(xiàn)。因此采用一種使用停限產監(jiān)控方式，不僅能夠減輕地方環(huán)保主管部 門的工作壓力，也能切實保證停限產工作能夠有效落實。在這個大背景下，通過監(jiān)控企業(yè)用 電，能夠有效的實現(xiàn)對企業(yè)停限產措施落實的監(jiān)控。同時，如果在產污設施和治污設施上同 時安裝用電監(jiān)控設備，還可以實現(xiàn)對企業(yè)治污設施運行狀況的監(jiān)控。

2 系統(tǒng)原理

環(huán)保用電云平臺對企業(yè)、產污設施和治污設施的用電情況進行監(jiān)控，在停限產監(jiān)管過程 中，通過企業(yè)用電量判斷企業(yè)停限產落實情況，從而達到監(jiān)控企業(yè)停限產實施情況。在日常 監(jiān)管過程中，通過對產污設施和治污設施的用電情況進行系統(tǒng)邏輯運算，可對治污設施運行情況進行監(jiān)管，確保治污設施正常運行。平臺包括現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)和中心控制系統(tǒng)，通過現(xiàn) 場端監(jiān)測設備采集的數(shù)據，利用物聯(lián)網技術傳送到中心端控制系統(tǒng)，從而對現(xiàn)場設備運行情 況進行邏輯分析、異常預警、數(shù)據分析等，從而實現(xiàn)對企業(yè)停限產、治污設施運行情況的遠 程監(jiān)控。

3 現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)建設

3.1 數(shù)據采集

根據企業(yè)生產工藝，在企業(yè)總進線、產污設施和治污設施的用電回路安裝多功能電表, 采集電流、電壓、功率、有功電能、功率因數(shù)等電力參數(shù)，對生產車間、生產工段等進行監(jiān) 控。電表采集的數(shù)據通過LoRa無線通訊與無線網關或者數(shù)采儀進行通信。

全電參量測量智能模塊ADW400主要技術指標如下： ● 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(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V ● 電流規(guī)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(shù)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

3.2 數(shù)據傳輸

數(shù)據傳輸設備包括無線網關和數(shù)據采集傳輸儀，可接收各監(jiān)測點位采集的數(shù)據，經過協(xié) 議轉換之后，通過4G通信模塊將數(shù)據統(tǒng)一上傳至中心端。 數(shù)據傳輸設備能夠就地顯示采集的數(shù)據，支持本地存儲數(shù)據和數(shù)據斷點續(xù)傳，當網絡恢 復正常時繼續(xù)上傳斷網期間存儲在本地未完成上傳的數(shù)據，數(shù)據以HJ212-2017污染源在線自 動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據傳輸標準傳輸。

無線網關AF-GSM500主要技術指標如下： ● 支持 460Mhz~510Mhz Lora 無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設置 ● 工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)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(shù)據在無線信號之間互轉，LORA 監(jiān)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(jiān)測設備的數(shù)據采集 ● 支持固定 IP 和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據中心

● 支持 HJ212-2017 污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據傳輸標準 ● 支持一址多發(fā)，數(shù)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(yè)級設計 ● 數(shù)據采集器支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級 ● 邊緣計算：對采集的數(shù)據進行實時分析、處理和運算，分擔主站數(shù)據處理壓力，節(jié)省網 絡帶寬 ● 具備就地顯示屏，可查看實時數(shù)據，歷史數(shù)據，并且具備一定的人機交互能力，可直接 修改一些參數(shù) ● 具備數(shù)據存儲功能，存儲時間 1 年 ● 具備斷點續(xù)傳 ● 支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據和歷史數(shù)據，歷史數(shù)據主動補傳

數(shù)據采集傳輸儀AF-HK100主要技術指標如下： ● 支持 460Mhz~510Mhz Lora 無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設置 ● 工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)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(jié)點，觸點容量 DC30V/5A、AC250V/5A） ● 支持 LORA 無線組網，通過將通訊數(shù)據在無線信號之間互轉，LORA 監(jiān)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(tài)域名解析方式連接數(shù)據中心 ● 支持 HJ212-2017 污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據傳輸標準 ● 支持一址多發(fā)，數(shù)據可同時上傳到3個以上不同的平臺 ● 數(shù)采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級 ● 數(shù)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(jiān) 測參數(shù)管理設置，實時，歷史數(shù)據查詢，采集周期自定義等功能 ● 數(shù)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(shù)據存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數(shù)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(shù)據采集誤差≤1‰，系統(tǒng)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(xù)供電至少6小時 ● 設備具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網的情況下 將數(shù)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(shù)據和歷史數(shù)據，歷史數(shù)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(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶名密碼登錄

4 平臺主要功能

建立產污、治污設施運行耦合聯(lián)動關系，及時發(fā)現(xiàn)治污設施非正常運行。同時通過企業(yè) 總生產用電、車間用電的數(shù)據采集，有效解決惡劣天氣下以及行政處罰企業(yè)停限產無法實時 量化監(jiān)管的問題。主要包括：一方面可實時監(jiān)控治污設施運行情況；另一方面，動態(tài)監(jiān)控重污染天氣下應急管控措施落實情況。

提供信息化管理手段，為企業(yè)提供治污設施異常、停限產異常、設備故障告警功能，避 免企業(yè)因設施停運造成的超標排放，有效降低設備停機及生產事故風險。

為企業(yè)提供業(yè)務應用、數(shù)據挖掘分析及增值服務，統(tǒng)計設備用電情況，提升企業(yè)的能源 使用效率。

5 展望

隨著環(huán)境管理工作要求的進一步提高，環(huán)境監(jiān)管進一步向智能化、信息化、精細化方向 發(fā)展。環(huán)保用電云平臺從用電角度，利用物聯(lián)網技術，實現(xiàn)重污染天氣應急管控下企業(yè)停限 產的落實情況。在企業(yè)生產運行過程中，通過平臺邏輯分析能力，判斷企業(yè)產污設施和治污 設施用電的合理性，從而對治污設施是否正常運行進行監(jiān)管。 環(huán)保用電云平臺已在環(huán)境管理中廣泛應用，不僅能節(jié)約大量的環(huán)境監(jiān)察人員，還能做到管控、實時管控、智能管控，從而大幅度提高環(huán)境管理的效率，為提升區(qū)域環(huán)境管理水平提 供有效的技術支撐。