绿色低碳无源无线传感器技术助力能源数字化高质量转型--京仪北方.pdf

绿色低碳无源无线传感器技术助力能源数字化高质量转型 林新志 CTO 北京京仪北方仪器仪表有限公司 双碳背景 “双碳”战略目标为我国的绿色发展铺垫了新的航向，将在未来几十年内塑造中国经济社会的高质量发展，并被纳入基本国策，将对我国的经济、社会和环境政策产生深远影响。“双碳”是绿色发展的必由之路在第75届联合国大会期间，中国提出将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2020年9月政府工作报告将“扎实做好碳达峰碳中和各项工作”列为重点工作之一，并指出将制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构，大力发展新能源。2021年3月 我国碳排放趋势习近平主席在第 75 届联合国大会提出“双碳”目标，力争二氧化碳排放量在 2030年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。与此同时，中央经济工作会议明确将做好碳达峰、碳中和工作列为今年八项重点任务之一。中国是全球最大的二氧化碳（CO2）排放国，碳排放占全球总排放量的四分之一，且排放趋势仍在上升。这些排放主要来自电力（占48）、工业（占36）、交通（占 8）和建筑（占5）等行业。为了响应全球对“碳减排”的呼声，同时实现我国经济、社会与环境的绿色、高质量发展，中国承诺将投入庞大的资源和人力，全力以赴实现“双碳”目标。这既是对全球减排承诺的回应，也体现了中国作为大国的责任与担当。（按选定国家/地区划分，单位百万公吨）2010年和2021年全球二氧化碳排放量数据来源Ian Tiseo, statista 国家、行业双碳政策密集发布双碳政策 中央经济工作会议-中央经济会议将“做好碳达峰、碳中和工作”作为 2021年重点任务之一。我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。要抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰。关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见-国务院健全绿色低碳循环发展的生产体系、流通体系、消费体系，加快基础设施绿色升级、构建市场导向的绿色技术创新体系、完善法律法规政策体系。关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知-生态环境部明确了优化能源结构和产业结构、推动低碳技术创新应用转化、构建双碳目标管理平台、强化绿色低碳理念宣传教育等四项重点任务。国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见-国家能源局拓展面向终端用户的能源托管、碳排放计量、绿电交易等多样化增值服务。重点推进在智能电厂、新能源及储能并网、输电线路智能巡检及灾害监测、智能变电站、自愈配网、智能微网、氢电耦合、虚拟电厂、电碳数据联动监测、综合能源服务、行业大数据中心及综合服务平台等应用场景组织示范工程承担系统性数字化智能化试点任务。2030年前碳达峰行动方案国务院到2025年，非化石能源消费比重达到20左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18，为实现碳达峰奠定坚实基2023年能源工作指导意见-国家能源局为加快能源产业数字化智能化升级，积极开展电厂、电网、油气田、油气管网、终端用能等领域设备设施、工艺流程的智能化建设，提高能源系统灵活感知和高效生产运行能力，促进源网荷互动、多能协同互补。“十四五”现代能源体系规划-国家发展改革委、国家能源局实施重点行业领域节能降碳行动。加强工业领域节能和能效 提升，深入实施节能监察、节能诊断，推广节能低碳工艺 技术装 备，推动重点行业节能改造。 2030碳达峰206 0碳中和 碳排放路径探索 数据来源温室气体核算体系（GreenHouse Gases Protocol，简写成“GHG Protocol”），世界可持续发展工商理事会（WBCSD）与世界资源研究所（WRI），2009 温室气体核算体系范围1/2/3 碳减排之路的首要基础打破信息孤岛，精细、实时、便捷的电碳原生数据采集是实现“双碳”下各行业解决方案的首要基础数据采集摸清“碳家底”综合能源使用数据 设备健康状况 数据分析数据清洗能耗分析设备健康诊断 节能策略 数据采集实施运行设备更换系统、流程优化人员行为改善 绩效评价模型优化 持续监督PDCA循环 传统电表方案问题1、设备体积大，安装条件要求高2、监测颗粒度粗放，无法精细化管理3、实施、运维的人力和辅材成本高4、停电施工，造成停业/停产损失5、线损采集缺失，碳减排评估与决策偏差 穿心式电流互感器方案问题1、穿刺取电，破坏电缆绝缘层，电气火灾隐患2、不可缺少零线，无法用于三相三线场景3、有线安装方式，部署繁琐4、线损采集缺失，碳减排评估与决策偏差行业现状痛点安装方式繁琐、传感器数量多，对原有电路要有高、后期维护成本高 我们的创新方案及优势如 何 解 决 上 述 遇 到 的 问 题 免供电无电池，无后期更换电池烦恼非侵入式、免停电、卡扣式便 捷安装，对正常运营零影响、零损失现场“傻瓜”式极简配置、分钟级快速安装，极低人工成本低功耗、高灵敏度、广覆盖的无线组网通讯，无需布线、桥架等支出微能量收集及自发电技术电力全量参数一机全采电流、功率、电量、能源流向等电气用电安全监测（线缆温度等）开合监测、异常实时警报云端“物模型”管理平台，适配各类场景 我 们 的 方 案 非侵入式无源无线传感器为各行业应用解决方案提供精细、实时、便捷的电力原生数据采集基础底座 传感器绿色低碳设计理念不依赖外部电源，而是通过能量收集技术。此设计避免了传统有源传感器的电池消耗和更换问题，减少了废弃电池对环境的污染。无源设计 无需依赖外部电源与电池，因此具有更长的使用寿命。这降低了更换和维护的频率，从而减少资源消耗和废弃物产生。长寿命采用高效的能量管理策略，优化功耗，使得在较低的能量输入下依然能够正常工作。这有助于减少整个系统的能耗，降低碳排放。低能耗 采用低功率射频技术进行数据传输，辐射污染相对较低。对生态环境和人体健康的影响微乎其微。辐射污染低 在设计和制造过程中采用易于回收和处理的材料。这有助于在传感器报废后进行回收再利用，降低对环境的影响。易回收、易处理 能在各种恶劣环境下稳定工作，如高温、高湿、高磁等场景。这有助于在更多应用领域推广绿色低碳技术，实现节能减排。适应性强 传感器在设计、使用和处理过程中，充分体现了环保、节能和可持续发展的理念国际领先 关键技术指标参数误差（计量科学研究院官方核准）功率因数精度1In）电压精度500米（空旷） 国际测试认证与专利 通过国际科技查新项目具有新颖性，已取得多项核心发明专利通过国际查新测试认证、查新与专利 国际测试认证与专利测试认证、查新与专利 通过国际科技查新项目具有新颖性，已取得多项核心发明专利 应用案例综合能源服务场景基于现场测控设备数据采集器、交换机管理终端系统，完成了延庆赛区的综合能源服务和智能化工程改造。2022冬奥会延庆赛区 改造后能源浪费大大降低，契合“绿色冬奥”理念，向世界展示中国智慧。价值/贡献 实现了对建筑设备运行进行统一管理，包括能源供应、能源服务、设备运行管理、设备维保等。 对机电系统进行节能调适，如风、水量平衡、自控系统运行调适等。对老化、能效比低的设备进行改造以提升节能效果。 通过节能诊断，可以使用能单位掌握本单位能源管理水平及用能状况，排查问题和薄弱环节，挖掘节能潜力，寻找节能方向。 应用案例综合能源服务北京市大兴区产促中心示范项目 用能管理的基础数据全掌握 高能耗设备全管理 大楼能源精细化管理 能源优化方案建议 我司智慧能源解决方案，为大兴区“绿色发展”迈出了坚实的一步场景基于现场测控设备管理终端系统，完成了大兴区产促中心综合能源解决方案的完整实施。价值/贡献 应用案例综合能源服务内蒙古鄂尔多斯市碳中和研究院、中燃集团、中建生态场景基于GW系列传感器和GW系列网关的能耗监测系统，组建能碳管理解决方案，可以实现能耗管理的基础数据全掌握、高能耗设备全管理、能耗精细化管理、能耗优化建议。价值/贡献 最终助力鄂尔多斯碳中和研究院实现了全链路能碳管理，在国家绿色建筑认证的路上迈出了坚实的一步。鄂尔多斯碳中和研究院 为中建生态成为全中建集团内的零碳标杆建筑提供了坚实的保障，并且最终碳排数据经与专业碳排模型测算精度误差小于 1 。中建生态 应用该方案后，中燃集团通过前期项目匡算，使用该创新硬件，比起传统电表的方案，预计实施成本降低40；后期运营中，通过平台的算法模型给出用能优化建议方案，预计将实现3～5的节能量。中燃集团目前已接入用能企业9个，累计接入传感设备348台，已累计检测270天，每日上报数据约63万条。为企业减碳决策提供方向和数据支撑，助力当地监管部门科学有序开展双碳工作。 应用案例非侵入式负荷识别杭州研究院员工宿舍 场景基于GW系列网关和GW系列传感器完成的非侵入式负荷检测，构建智慧用电、智慧家居的系统，推动智慧城市的发展。价值/贡献 检测精度高达1，超出市场平均水平，为用户提供精准的数据。 对非侵入式安装，简单卡扣操作，用户使用的学习成本和安装成本低。 完成对家庭电器、商用电器的识别，引导用户改善用电习惯，节约用电成本，另一方面能够帮助电网深入分析用户用电行为，对负荷调峰及节能减排，减少能源浪费，最终降低家庭能源成本。 应用案例电气火灾预警福州军门社区、西藏布达拉宫、西藏大昭寺场景基于新一代传感器的智慧用电暨电气火灾预警系统，安装监测点，发现并协助排查、整改电气火灾隐患，极大地提升电气安全水平。价值/贡献 西藏大昭寺 在西藏大昭寺部署基于新一代传感器的智慧用电暨电气火灾超前预警系统，安装的308个监测点共发现并协助排查、整改了电气火灾隐患80余处，极大地提升了大昭寺的电气安全水平。 布达拉宫 现场勘测了布达拉宫3000多间房间、260多个配电箱，设计1430多个电气回路监测方案，以前沿科技力量守卫布达拉宫。 福州军门社区 2018年在习近平总书记曾居住过的社区福州军门社区部署“智慧安全用电超前预警系统后，检测发现一台冰箱有电气安全隐患， 更换冰箱后电气火灾潜在隐患即刻消除，此事件经由福州电视台现场跟踪报道。同款冰箱曾2017年引起伦敦特大火灾造成88人死亡。 应用案例环保用电监管北京大兴区环保企业场景基于GW系列传感的环保用电监控系统，该项目是全国范围内，首次在环保用电监管领域采用非侵入式无源无线传感器方案。价值/贡献首页.png 以往的环保监管工作，受制于工程繁琐等因素，企业配合意愿不高，引入我们的创新产品之后，监管落地的难题迎刃而解。 减少监管人力成本、提高监管效率，实现远程实时管控。 与过去的监管实施方案相比，采用非侵入式无线无源传感器的工程效率提升明显，成本大幅降低。 传统的监管方案采用电表或穿刺取电的传感器，往往需要停电，给企业带来的经营损失较大，而我们的方案能够免停电安装，企业无需蒙受停电的损失。 更多应用场景 能耗及碳排放管理 电力运维 智慧养老监护 设备工况监测环保用电监管电气火灾、用电安全超前预警 企业介绍 北京京仪北方仪器仪表有限公司 北京京仪北方仪器仪表有限公司创建于1977年，是北京市国资委系统所属企业。作为国家最早定点生产电能表企业之一，我们在电能计量领域专注耕耘45年，这使我们成为国内专注此领域最长的企业。 公司为“国家专精特新”小巨人企业、北京市“专精特新”中小企业、 中关村高新技术企业，获评2022年度制造业质量管理数字化典型场景和解决方案优秀案例、2022年中国电子信息行业用户满意机构及用户满意产品称号。近三年，公司进行数字化、信息化、智能化升级，打造的“智能电力量感装备数字化车间”荣获北京市数字化车间称号。 公司通过ISO9001质量管理体系认证、环境管理体系认证、职业健康安全体系认证、知识产权管理体系认证、能源管理等体系认证，公司技术中心实验室通过CNAS认证，全面保障产品质量和服务水平。 团队介绍 CTO 高级工程师，受聘中国节能协会碳中和专业委员会委员，兼任浙江省物联网产业协会副理事长，曾任温州大学兼职讲师。在能源互联网和物联网领域有较高的理论知识水平和产研用经验，取得多项发明专利。牵头主导研发完成的“非侵入式无源无线电力传感器和双碳能源数字化方案”入选首批“北京市绿色低碳技术产品项目库”。林新志 总经理高级工程师，大兴区新国门领军人才，中国仪器仪表行业协会电工分会仪器仪表协会理事，中国计量协会WTO/TBT通报评议专家及WTO/TBT通报协调委员会电能表专家组专家。在智能计量、传感器及能源管理系统领域拥有十几年的研发、生产及管理经验，取得4项发明专利，4项实用新型专利及多项未公开知识产权。作为子项目负责人，承担2项国家级科技项目。李屹 企业资质 荣誉与合作我们的荣誉与合作 荣誉与合作 荣誉与合作