一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法和系統與流程
2024-04-15 09:39:05
1.本發明涉及能源網際網路技術領域，特別涉及一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法和系統。
背景技術：
2.從「堅決」到「深入」，意味著汙染防治觸及的矛盾問題層次更深、領域更廣，要求也更高。為持續深入推進環境汙染防治，要堅持精準治汙、科學治汙、依法治汙，持續深入打好藍天、碧水、淨土保衛戰；加強汙染物協同控制，基本消除重汙染天氣；全面實行排汙許可制，健全現代環境治理體系。可見，黨和國家對汙染治理問題的重視程度越來越強，而基於排汙許可證制度開展汙染防治的前提是及時、有效監測汙染物排放總量，實時監測企業汙染物排放總量，並根據汙染物排放總量變化情況精準施策。
3.汙染物排放總量監控儀是排汙許可證制度的重要硬體組成部分，可採集汙染源在線監測及過程參數，計算汙染物實時排放總量數據，並可將汙染物排放數據向政府部門及排汙企業提供數據展示、超標報警等功能。
4.現有技術中的汙染物排放總量儀一般安裝汙染物數據採集器實現汙染物數據的採集，但露天環境條件下，汙染物數據採集器很難有效監測到準確數值；且人為因素對採集數據的質量及準確性有較大影響。
5.現有技術中的汙染物排放總量儀因需適配所有行業、工序汙染物總量監測，因此採用適用範圍較廣的模型算法，模型適用範圍變廣的同時也會降低監測精度要求。
6.現有技術中的汙染物排放總量儀數據安全性在數據傳輸時安全性、隱私性、完整性得不到保證，存在數據洩漏、數據傳輸時丟包的風險，對汙染物排放監控造成不利影響。
技術實現要素：
7.本發明的目的是提供一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法和系統，有效監測汙染物排放總量，實時監測企業汙染物排放總量，並根據汙染物排放總量變化情況精準施策。
8.為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：
9.一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法，其特點是，包括如下步驟：
10.通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯，建立企業排汙設備用電量與汙染物排放關係模型；其中，所述企業為排放汙染物的鋼鐵行業汙染源企業；
11.採集企業的排汙設備用電量，實時計算環境汙染物的濃度，當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警。
12.通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯的步驟之前還包括：
13.選取汙染企業工序中的有組織排放節點和無組織排放節點；
14.確定有組織排放節點和無組織排放節點中汙染物的來源。
15.所述的當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警包括：
16.當監測的汙染物濃度或實時總量連續3個小時達到95％的預設限制時，對相關企業進行風險預警。
17.一種基於電力數據的汙染物實時排放監測系統，包括：
18.預處理模塊、採集模塊、分析處理模塊和預警處理模塊；
19.預處理模塊，用於通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯，建立企業排汙設備用電量與汙染物排放關係模型；
20.採集模塊，用於採集當前企業的排汙設備的用電量；
21.分析處理模塊，用於根據當前企業的排汙設備的用電量並基於用電量與汙染物排放關係模型，實時計算環境汙染物的濃度；
22.預警處理模塊，用於當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警。
23.所述的採集模塊包括：電錶，其用於記錄排汙設備的用電量；數採儀，其與電錶相連，用於採集各個電錶的電量並無線傳輸至分析處理模塊。
24.還包括一展示模塊，其用於展示排汙許可總量控制汙染物指標的實時總量以及年度核定排放量；和/或，展示排汙許可總量控制汙染物指標的實時濃度以及濃度限值。
25.所述的預警處理模塊設有一無線報警單元，用於推送預警信息和報警信息。
26.本發明與現有技術相比，具有以下優點：
27.(1)面向鋼鐵行業實現精準汙染物監測。通過對鋼鐵行業典型工序開展基於電力大數據的汙染物實時排放監測，實現了鋼鐵行業特定情景下汙染物監測的精準計量，解決了全行業單一監測方法下精度低的問題。
28.(2)電力大數據質量高。電力數據涉及能源安全問題，因此數據質量高、完整度高、實時性高，使用電力大數據監測鋼鐵行業典型工序汙染物排放，可保證汙染物監測數據的質量、時效，助力汙染治理精準施策。同時可實現露天場景下汙染物監測，解決了傳統汙染物採集裝置露天採集不準確的問題。
29.(3)數據傳輸安全性高。通過總量儀通信架構創新設計，解決了數據傳輸過程中的丟包、洩漏等問題，防止因設備故障導致數據不同步的發生，有效提高了數據的安全性。
30.(4)功能更加多樣。本發明結合汙染物排放許可證，基於人工智慧技術，可實現汙染排放超標預警，使企業提前做好汙染治理工作。
附圖說明
31.圖1為本發明一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法的流程圖；
32.圖2為本發明一種基於電力數據的汙染物實時排放監測系統的結構示意圖。
具體實施方式
33.以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
34.如圖1所示，一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法，包括如下步驟：
35.s1，通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯，建立企業排汙設備用電量與汙染物排放關係模型；其中，所述企業為排放汙染物的鋼鐵行業汙染源企
業；
36.上述的步驟s1還包括：進行技術方案調研和產品原型調研，結合項目實際背景、存在痛點、現狀問題進行分析，以便找到項目的根本問題所在。
37.s2，採集企業的排汙設備用電量，實時計算環境汙染物的濃度，當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警。
38.所述步驟s1的通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯之前還包括：
39.選取汙染企業工序中的有組織排放節點和無組織排放節點；
40.確定有組織排放節點和無組織排放節點中汙染物的來源。
41.所述的當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警包括：
42.當監測的汙染物濃度或實時總量連續3個小時達到95％的預設限制時，對相關企業進行風險預警。
43.如圖2所示，一種基於電力數據的汙染物實時排放監測系統100，包括：預處理模塊、採集模塊、分析處理模塊和預警處理模塊；
44.預處理模塊，用於通過歷史數據將企業用電數據與環境汙染物的排放量進行關聯，建立企業排汙設備用電量與汙染物排放關係模型；採集模塊，用於採集當前企業的排汙設備的用電量；分析處理模塊，用於根據當前企業的排汙設備的用電量並基於用電量與汙染物排放關係模型，實時計算環境汙染物的濃度；預警處理模塊，用於當環境汙染物的濃度大於設定的閾值時，對相關企業進行預警。
45.所述的採集模塊包括：電錶，其用於記錄排汙設備的用電量；數採儀，其與電錶相連，用於採集各個電錶的電量並無線傳輸至分析處理模塊。
46.所述的監測系統還包括一展示模塊，其用於展示排汙許可總量控制汙染物指標的實時總量以及年度核定排放量；和/或，展示排汙許可總量控制汙染物指標的實時濃度以及濃度限值；具體地，展示以下兩類數據：分鐘、分時、分日和分月展示排汙許可證總量控制汙染物指標的實時總量以及年度核定排放量；分鐘、分時、分日和分月展示排汙許可證總量控制汙染物指標的實時濃度以及濃度限值。
47.所述的預警處理模塊設有一無線報警單元，用於推送預警信息和報警信息。
48.具體地，通過特定選取規則選取典型工序，通過電錶記錄排汙設備用電量，通過數採儀採集各設備用電量並無線傳輸至總量儀上，基於用電數據進行汙染物排放計算。總量儀可將汙染物數據推送至生態環境局平臺，並將報警信息、預警信息發送至企業管理人員，推送內容、推送人員等參數均可設置，並且採用多級控制權限，不同權限人員配置不同操作控制權限。在訪問路徑上，企業管理人員在企業內網內通過web管理系統訪問實時監控總量儀狀態及資料庫信息，對總量儀運行狀態進行監控。
49.所述系統以4g rtu網關、moxa工業級交換機、工控機為主要硬體設備，構建總量儀新型網絡傳輸技術架構。通過採取工控機a,b互相監控及熱備份，保證數據安全，在任一機器死機後可以實時監控，並通知管理員重啟機器；同時，兩個工控機數據互相校準，保證某一機器死機重啟後兩者資料庫仍保持一致。通過無線簡訊報警模組，實現工控機死機報警、流量狀態監控報警、聲光報警等功能。在數據傳輸時，通過私有數據通路網絡實現數據的私有化，保證數據傳輸過程中的通信安全。
50.上述的推送預警信息為可通過企業簡訊推送、中央監控室實時聲光報警、信息推送等預警方式實現預警；上述報警信息展示為通過屏幕紅色預警、喇叭報警。
51.綜上所述，本發明一種基於電力數據的汙染物實時排放監測方法和系統，有效監測汙染物排放總量，實時監測企業汙染物排放總量，並根據汙染物排放總量變化情況精準施策。
52.儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。