信息技术-InteBASE能效管理系统

1、第八讲：InteBASE能效管理系统我国建筑节能发展现状：随着经济的不断发展和科技的突飞猛进，人们对其生活和工作环境的舒适性要求不断地提高，建筑能耗也逐渐增大，工业发达国家的建筑能耗达到总能耗的40%50%，我国的建筑能耗也达到30%以上。而目前人类所消费的能源几乎均属于枯竭性能源(石油、煤炭、天然气等矿物燃料及核燃料)，据专家估计，按目前的消费增长率持续下去，枯竭性能源只能维持200300年左右。能源问题已经到了非常严峻的地步，“保护环境，科技创新，提高能源资源的利用效率，是缓解我国能源资源与经济社会发展矛盾的有效途径之一。”我国政府在“十一五”规划建议明确提出，到2010年单位GDP能耗比

2、“十五”期末降低20 左右，建筑节能工作迫在眉睫。早期建筑设备控控制主要用于于满足正常运运行，而能耗耗是次要问题题，因此那时时的控制根本本谈不上节约约能耗，比如如冷机的启/停、性能调调节等基本是是手动的，也也有气动或电电动比例分析析监控设备。例例如用手动或或气动恒温器器来保持冷却却水的供水温温度于某一特特定温度范围围内。70年代的能源源危机，使空空调控制在满满足负荷、保保证系统稳定定性的条件下下开始注意节节能，这时的的空调控制也也逐步开始向向更节能方向向发展，采取取了如优化设设备的启停时时间，新风量量的焓差控制制等节能控制制策略，但是是由于控制设设备分散而独独立，实现系系统的优化控控制和管理很

3、很困难。近年来，随着直直接数字控制制器（DDCC）的应用，使使得控制器间间的信息交换换非常方便，大大大提高了建建筑设备的监监视和诊断的的效率。当今今大型中央空空调系统的控控制通常由楼楼宇自控系统统来完成，它它包括低层次次的局部控制制和较高层次次的全局性控控制。前者一一般通过反馈馈控制（PIID控制器）来来实现和维持持预先给定的的各种设定值值；而后者从从全局的角度度对设备进行行综合管理，给给出设定值及及各种时变运运行模式，方方便用户的使使用和管理。当前，计算机技技术的高速发发展促使建筑筑系统集成技技术日趋成熟熟，从而为建建筑设备节能能提供更广阔阔的发展条件件，一场新的的建筑设备控控制技术的革革命

4、即将引发发。在系统集集成平台上，楼楼宇自控系统统、冷水机组组、电量计量量系统、热量量计量系统、智智能照明系统统、消防火灾灾报警系统、门门禁系统等各各个子系统的的信息可以自自由通讯， 建筑设备的的控制不再仅仅仅局限于单单一设备或单单一系统的反反馈控制，而而是从建筑整整体能耗的角角度考虑各个个系统的协调调控制。在建建筑系统集成成平台上，对对建筑进行综综合能耗管理理，使实现建建筑设备系统统的协调运行行和综合性能能优化成为可可能。北京中中创立方软件件有限公司利利用先进的IInternnet技术和和系统集成技技术，以建筑筑节能为目标标，在其InnteBASSE成系统上上对建筑设备备进行节能管管理做了有益

5、益的尝试。第一节InteeBASE智能楼宇节节能管理系统统概述：InteBASSE节能管理理系统以实现现建筑节能为为目标，以强强大的系统集集成为基础，以以优化的控制制算法为核心心，以客观的的能耗分析为为评价指标，以以客户的多元元需求为服务务宗旨，本着着实际、实用用、有效的原原则，开发了了本套软件并并在实际中推推广应用。该系统适用于新新、老建建筑筑的节能控制制，在系统集集成平台上，根根据各个集成成子系统的上上传数据，从从整个智能建建筑协调控制制角度出发，通通过楼宇自控控系统对监控控设备参数进进行优化控制制，实现节能能。针对既有建筑的的节能改造，根根据节能改造造要求，可单单独配置某一一节能管理模模

6、块，也可配配合数据采集集工作站使用用，方便灵活活。我公司的的冷水系统节节能管理模块块为用户提供供状态监控、运运行策略、能能耗分析、维维护服务、系系统管理等功功能。系统采采用上位机软软件管理功能能、下位机程程序功能的方方式，保证系系统的正常运运行。冷源节节能管理系统统采用先进的的节能理念，有有效的节能措措施，如：1） 增加负荷荷的预测能力力：根据建筑筑物自身的环环境、周界温温度以及人流流状况，进行行系统的预测测，增强冷源源系统的预测测能力；2） 冷水机组组台数优化控控制：根据较较合理的系统统预测，系统统对冷机组使使用台数进行行优化控制，降降低了冷机的的起动次数，降降低了能耗；3） 冷水机供供水及

7、回水温温度优化控制制。系统根据客户需需要，增加了了能效分析功功能、详尽的的报表功能，为为客户在管理理过程中提供供了直接的数数据，再次体体现了我公司司的“让管理更简简单”的理念。我公司致力于成成为更加专业业的节能管理理专家，系统统能做到更加加节能的，用用户使用更加加方便的，实实现高程度的的系统集成，成成为一套建筑筑设备节能管管理专家系统统。 “InnteBASSE”管理专家系系统的特点 “InnteBASSE”管理专家系系统与传统控控制方式相比比，具有以下下特点：（1）技术先进进，具有趋势势预测控制功功能 充分利用用了当代最新新科技成果，采采用具有趋势势预测控制功功能，使系统统具有优化控控制功能

8、，可可以根据空调调系统运行环环境及负荷的的变化预测并并择优选择最最佳的运行参参量和控制方方案。 （2）按按需供给 其核心心思想是：改改变过去单纯纯以增加资源源供给来满足足日益增长的的需求的做法法,将提高需需求侧的能源源利用率从而而节约的资源源统一作为一一种替代资源源,以提高资资源的利用效效率和利用效效益;同时不不限制发展和和降低建筑物物的服务标准准,将有限的的资金投入能能耗终端(需需求侧) 的的节能所产生生的效益要远远高于投资能能源生产的效效益,建立终终端节能优先先的思想。 （3）动动态负荷跟随随，实现高效效节能 突破了了传统空调系系统的运行方方式，实现系系统负荷的跟跟随性，实现现系统运行的的

9、趋势预测和和动态调整，确确保主机始终终处于优化的的工作状态下下，使主机始始终保持高的的热转换效率率，既确保空空调系统的舒舒适性，又实实现节能。 （4）多多参量控制，运运行安全可靠靠 -有效克克服控制过程程的振荡 采用系系统模型控制制，在系统出出现外来扰动动（如负荷变变化）时，能能自适应地调调整系统并消消除扰动，使使系统能很快快趋于新的优优化的运行状状态，不会引引起振荡系系统运行稳定定可靠。 -全面的保保护功能 - 有效的抗抗干扰措施 系统设设置了操作权权限管理功能能，可有效防防止非授权人人员的无意或或蓄意访问系系统，确保系系统数据的采采集、传递、储储存、使用的的安全性。 （5） 人性化设计计，

10、使用操作作简便 遵循“以人为本”的人性化设设计理念，系系统的软、硬硬件设计都从从用户操作使使用的方便出出发，提供了了全汉化的中中文软件界面面，以及非常常直观的图形形和图表，以以满足不同管管理人员和操操作人员的使使用习惯，使使操作人员易易于理解、易易于学习，让让不熟悉计算算机的人员也也能快速掌握握和操作整个个系统，很快快胜任运行管管理工作。第二节、IntteBASEE节能出发点点：1 节能概念：基于可持续续发展的要求求 我们采用DSMM(需求侧能能源管理) 和IRP(综合资源规规划方法)。其其核心思想是是：改变过去去单纯以增加加资源供给来来满足日益增增长的需求的的做法,将提提高需求侧的的能源利用

11、率率从而节约的的资源统一作作为一种替代代资源,以提提高资源的利利用效率和利利用效益;同同时不限制发发展和降低建建筑物的服务务标准,将有有限的资金投投入能耗终端端(需求侧) 的节能所所产生的效益益要远高于投投资能源生产产的效益,建建立终端节能能优先的思想想。2 节能工作思思路：提高能能源利用率需求量越大,所所需要的资源源就越多,能能耗也就越高高,而服务曲曲线的斜率就就是资源利用用效率的倒数数,可见能源源利用效率越越高,服务曲曲线越平坦,满足等量需需求所需要的的能耗就会降降低。如果试试图在能耗不不变的情况下下不降低服务务标准,也就就是要服务曲曲线越平坦,办法只有提提高能源的利利用效率。DSM和IR

12、PP 的主旨是是提高能源的的利用效率和和利用效益,用最少的资资源和能源代代价取得最大大的经济、社社会和环境效效益,终端节节能优先。据据测算,终端端节能的投入入与生产等量量的能源的投投入之比为11 :5 ,经济效益和和社会效益巨巨大。蓄冷空空调就是这种种思想的典型型产物。无论论是从科学原原理上说还是是从技术经济济的角度来说说蓄冷空调是是绝不节能的的,但他们恰恰恰反映了DDSM和IRRP 的核心心思想:提高高需求侧的能能源利用效率率,终端节能能优先。以蓄蓄冷空调为例例,蓄冷空调调转移IKWW电力负荷的的成本大约为为800 1200 元,而建一一座60 万万KW的火电电厂需要约336 亿元资资金,平

13、均每每KW约60000 元,是末端投入入的5 7. 5 倍,而且末末端节能的社社会效益和环环境效益是不不可估量的。美美国是DSMM和IRP 技术应用最最广泛的国家家。美国的许许多州政府规规定电力公司司如果将其大大部分固定资资产投入终端端节能领域,其利润率就就可保持在88. 5 % 12. 55 % ,否否则就只能保保持在8. 2 %。美美国环保署( EPA) 于19992 年发起起和参与了“能源之星(Energgy Staar) ”计划,由EEPA 向建建筑业主提供供无偿咨询服服务,但业主主需分5 步步对自己的建建筑进行终端端节能技术改改造,这些改改造项目马上上就取得了立立竿见影的效效果,公共

14、建建筑能耗大幅幅降低，每年年约减少400 % 50 %。 由此可见，关关注终端节能能，转换解决决问题的突破破口，会为我我们创造更高高收益。3 节能的主要要问题物质水平的飞升升提高了人们们对室内舒适适性的要求，从从而对空调有有了更多依赖赖。据统计，空空调系统的能能耗已经上升升到建筑物运运行能耗的440%。而多多数建筑物空空调系统在550% 负荷荷以下运行时时间超过7成成 。在传统统的定流量系系统中，部分分负荷下大流流量小温差现现象严重，耗耗费了泵系统统的输送动力力。换言之，当当今的能源利利用存在着较较严重的供冷冷与需求不匹匹配、能源无无端耗费的问问题。空调系统的选型型一般是按照照建筑产最大大设计

15、热负荷荷来选定，且且留有余量。而而在实际运行行中由于季节节、昼夜和使使用率的变化化，实际热负负荷在绝大部部分时间内变变动剧烈，使使机组多数时时间在偏离系系统最佳负荷荷下运行。由由于空调在负负荷剧烈变动动时工作效率率明显降低，导导致在同等输输出量下，过过低或过高负负荷时耗电量量同比最佳负负荷时明显上上升。建筑设备控制中中最为复杂的的就是空调系系统的控制，监监控设备多，控控制变量多并并且往往相互互联系相互影影响的，其中中某个控制变变量的改变和和调整，不仅仅影响该变量量所在的局部部能耗，而且且还将影响整整个系统的能能耗。而目前前应用的节能能控制方法多多局限于局部部优化方案，尽尽管这些控制制方案可以达

16、达到一定节能能和提高室内内舒适性的效效果，但由于于它们只考虑虑系统的某些些局部特性，因因而有可能损损害或降低系系统其他局部部的控制质量量。因此，要要真正实现楼楼宇空调的优优化管理和控控制，必须从从系统的层次次上综合考虑虑整个系统的的控制特性，优优化控制和管管理各控制回回路的控制设设定值。4 节能控制现现状目前在对设备管管理上缺乏协协调级的控制制策略，多数数为基于PIID的控制策策略，所以造造成了整体能能源利用率低低，问题就是是冷冻水供水水温度、冷却却水回水温度度、冷冻水流流量、末端压压差及冷机台台数不是孤立立存在的。当当末端用冷需需求降低时，压压差增大，调调节泵变频运运行，降低流流量或在不适适

17、宜量调节的的场合作适度度温差降低的的质调节。由由此可见，量量调节与质调调节存在耦合合关系，那么么究竟让哪些些因素变、变变多少？PID控制造成成控制独立分分散，PIDD将对这些参参数的控制分分立化，如温温度回路、湿湿度回路、压压力回路等等等，各信息之之间不存在相相互关联，造造成控制上独独立分散的弊弊端。PIDD控制更趋向向于点对点的的相对分散的的监控，不利利于系统集成成。在这样的的控制思路下下，之前需要要解决的探索索参数间内部部关联，使流流程内外协调调运作的预想想变得不再可可能。第三节、IntteBASEE节能解决思思路1 节能解决思思路系统以能源最优优化分配为思思路，即按需需分配，如冷冷冻站系

18、统能能耗主要由冷冷却塔、制冷冷机、冷却水水泵、冷冻水水泵能耗4部部分组成。每每一个设备都都有自身的最最优工况，而而我们所要关关注的是整个个系统的协调调运转，能量量在设备间如如何分配，怎怎样实现这种种分配才能使使总能耗最低低？2 节能管理系系统的宗旨通过对建筑内各各类设备的能能耗进行检测测，利用能量量管理系统进进行能耗分析析，获得能源源使用状况，结结合大楼的运运行模式给出出能量使用的的合理性分析析，并据此给给出相应的优优化运行指导导意见，调整整系统的运行行策略，便于于充分利用能能量，减少浪浪费。3实现基础：建建筑集成技术术与智能控制制完美结合计算机技术的高高速发展促使使建筑系统集集成技术日趋趋成

19、熟，从而而为建筑设备备节能提供更更广阔的发展展条件，一场场新的建筑设设备控制技术术的革命即将将引发。在系系统集成平台台上，楼宇自自控系统、冷冷水机组、电电量计量系统统、热量计量量系统、智能能照明系统、消消防火灾报警警系统、门禁禁系统等各个个子系统的信信息可以自由由通讯， 建建筑设备的控控制不再仅仅仅局限于单一一设备或单一一系统的反馈馈控制，而是是从建筑整体体能耗的角度度考虑各个系系统的协调控控制。在建筑筑系统集成平平台上，对建建筑进行综合合能耗管理，使使实现建筑设设备系统的协协调运行和综综合性能优化化成为可能。 4 优化控制实实现条件第一：有一个高高度网络化的的信息平台，进进行数据的采采集与监

20、控。 InterrBASE系系统集成平台台提供了必要要条件，可自自由读写来自自不同通讯协协议的设备的的信息，如冷冷水机组内部部的详细参数数，楼宇自控控系统的监控控点，能量计计量系统的数数据，照明系系统的状态，门门禁系统的数数据。第二：有一个准准确而高效的的优化控制预预测模型，能能够实时在线线预测系统动动态响应。基本控制基本控制节能控制优化控制第三：优化计算算方法能够快快速获得优化化解，并能够够适应在线检检测信号带有有噪声的特点点，并且从而而给出使整个个系统总能耗耗为最小的前前提下优化各各控制变量的的设定值。InteBASSE智能楼宇宇节能管理系系统配置四大大功能模块：1.能耗检检测和趋势预预测模块；22.专家和节节能运行模块块；3.节能能控制模式；4.节能效效果的测量与与验证。一、能耗检测和和趋势预测，系系统具备一种种自学习的功功能，可以自自动将数据分分析，采用自自校正的方法法，对下一时时刻的能耗有有所预测，进进行下一个时时刻能源最优优化的配置。 二、专家模式和和节能运行模模式专