摘 要：通過介紹環保用電云平臺現場端的構成和中心端的功能，闡述了環保用電云平臺的 工作原理、系統構架。環保用電云平臺從用電角度出發，通過中心端的系統對產污設施和治 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控效果，有效控制偷排、漏排的行為。

關鍵詞：環保用電；環境管理；監控；云平臺；預警

1 背景分析

隨著經濟的發展，人們對美好環境的要求進一步提高，國家也在環境管理中對環境的改 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 持續下降，近年來我國 O3持續攀升。 在秋冬季節，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，需要控制區域VOCs排放量，也需要 進行限停產。限停產會影響區域的經濟發展，因此需要根據環境管理需求，進行精細化的管 理，才能在保證環境質量的前盡可能的減小對區域經濟的影響。精細化的限停產，雖然解決 了經濟發展和環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境管理 人員進行監管才能實現。因此采用一種使用停限產監控方式，不僅能夠減輕地方環保主管部 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，通過監控企業用 電，能夠有效的實現對企業停限產措施落實的監控。同時，如果在產污設施和治污設施上同 時安裝用電監控設備，還可以實現對企業治污設施運行狀況的監控。

2 系統原理

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

3 現場端監測系統建設

3.1 數據采集

根據企業生產工藝，在企業總進線、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、功率因數等電力參數，對生產車間、生產工段等進行監 控。電表采集的數據通過LoRa無線通訊與無線網關或者數采儀進行通信。

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

3.2 數據傳輸

數據傳輸設備包括無線網關和數據采集傳輸儀，可接收各監測點位采集的數據，經過協 議轉換之后，通過4G通信模塊將數據統一上傳至中心端。 數據傳輸設備能夠就地顯示采集的數據，支持本地存儲數據和數據斷點續傳，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。

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 ● 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

數據采集傳輸儀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

4 平臺主要功能

建立產污、治污設施運行耦合聯動關系，及時發現治污設施非正常運行。同時通過企業 總生產用電、車間用電的數據采集，有效解決惡劣天氣下以及行政處罰企業停限產無法實時 量化監管的問題。主要包括：一方面可實時監控治污設施運行情況；另一方面，動態監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。

為企業提供業務應用、數據挖掘分析及增值服務，統計設備用電情況，提升企業的能源 使用效率。

5 展望

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