能耗监测系统在校园能效管理的典型应用

建筑能耗监测系统的体系结构2.1建筑能耗监测系统简介建筑能耗监测系统主要用于建筑能耗信息的计算机监视、管理。系统通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量仪表，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析。系统所采集的数据可为节能改造方案在管理角度提供更直接的参考价值，使能耗监管工作变得更加快速、有效；可有效控制楼宇内能源的浪费，达到优化能源供应、提高能源管理水平、节约能源成本的目的。系统采用Microsoft公司的VisualC++6.0编程软件，利用它在通讯、多线程、运行效率、运行可靠性等方面的技术优势进行系统构建。系统部署在监控室。2.2建筑能源管理系统的特点建筑能耗监测系统集成电能量计量系统、给水管网监管系统、燃气能耗监管分析系统和能源监管综合分析系统等系统功能。它具有以下特点：应用国际先进的Lonworks现场控制网络系统技术，采用Lonworks现场网络控制器，其电力线和双绞线载波通信，可根据现场情况灵活选择，通过数字/模拟量输入输出模块、网关桥接，兼容接入本项目各种类型、各种规格的模拟或数字、智能接口的计量设备与装置，高度开放兼容其他系统接入，满足各种规模建筑的能源能耗实时在线监测和数据收集；Lonworks现场网络控制器的数据存储功能，根本上解决上线（监测中心）因网络中断等通信故障或其他原因造成中心数据的丢失问题，只要上线通信故障消除可根据中断数据丢失程度从网络控制器读取全部或部分数据，以确保现场能耗采集数据的连续性；可扩展性。Lonworks现场控制网络,其分布可点、线、面，现场终端设备和办公建筑，几乎达到可无限扩充，还可分散到不同地域。同时十分方便以后建筑节能管理和节能改造进行能源系统的控制扩展功能，满足现阶段分步实施；项目只要具备有线或无线互联网络，经授权可本地、可任意地点移动进行远程自动化遥测、遥信和遥控；可实现切换远程运行桌面（底层网络控制器网页），实时浏览能耗数据采集系统的信息。对具有Lon接口的现场计量或监控终端，满足Lonmark标准，符合Lontalk协议的能建立起远程源代码级的修改和调试，软件远程下载，进行远程维护；对数据采集系统的运行状态实时监控、故障检测、报警，使系统运行始终处于监控状态。整个系统采用分层分布式结构，各层之间采用标准接口连接，任务分配合理，软件架构简单，系统结构灵活，能充分满足现场不同环境及用户特殊要求。整个系统实现网络化设计，客户机和服务器之间既可在同一台计算机上连接，也可以通过局域网、远程网连接，使系统能适应不同类型的网络结构。2.3系统软件体系架构软件总体体系架构使用（数据层-逻辑层-应用层）三层架构，同时在应用层采用B/s结构和c/s结构结合方式。数据层系统的业务数据核心，包括数据库和数据引擎。针对各个业务系统提供数据支撑，同时为对外提供的数据服务提供数据支撑。逻辑支撑层系统底层逻辑模块层。通过逻辑支撑模块，将应用层和数据层连接起来，即为应用层提供数据服务，又为应用层提供数据处理的接口。应用层应用层的设计以业务管理和图形生成分开，将数据查询，图表等应用于b/s架构，数据分析应用c/s架构，充分发挥了b/s与c/s结构各自的优势。软件总体业务逻辑如下图：2.4监控系统结构图2.4.1系统拓扑图监管中心拓扑结构如下：2.4.2系统网络结构平台通过采集器（或通讯管理机）对各个监控和统计的仪表进行数据的采集，然后通过以太网的方式将数据送给后台服务器处理分析，将处理完的数据入库，提供给web端进行数据的综合总计分析。整个系统的整体架构如图所示。设备层设备层仪表负责采集系统需要的数据，常见的计量仪表主要有：水表、电表、气表。网络层网络层由数据采集器（或通讯管理机）和通讯网络组成。数据采集器（或通讯管理机）与现场各种智能仪表通讯，同时也提供数据远传功能，能够向两个及以上的数据中心转发数据。通讯网络可采用有线/无线的传输方式。有线传输方式对智能仪表采用RS-485总线通讯，数据采集器（或通讯管理机）与监控系统采用以太网通讯；在现场不具备布线条件或有特殊要求的情况下可采用无线传输方式。其对智能仪表采用RS-485或M-BUS总线通讯。数据采集器与建筑内数据中转站之间可采用多种适合室内无线传输的方式通讯，数据中转站与各级数据中心之间可采用既有的信息化网络平台或通过GPRS无线传输方式通讯。监控层监控层由能耗监测、计费、配电等组成，实现对能源的监管。能源管理系统网络拓扑图2.4.3建筑能耗数据采集能耗数据采集远程传输系统包括硬件防火墙、路由器、交换机、通信前置机、INTERNET/无线网络及数据采集器等组成。建筑能耗数据采集远程传输系统从该系统区域内的数据采集器中取得数据，同时可以接收来自区域内数据中转站转发的能耗数据。建筑能耗数据采集传输系统使用国家标准数据协议，接收通过INTERNET或GPRS网络传输来的建筑能耗数据，并存储其数据库内。因系统是连接在广域网中，所以在接入网络之前，安装一个硬件防火墙，有效防止网络病毒的侵袭和网络攻击。能与各种厂家的数据采集器连接，接入监测中心的数据采集器必须具有分类分项能耗数据传输的功能要求。数据采集器上传的参数格式必须符合监测中心规定的参数格式要求，即上传的建筑代码ID、仪表参数ID、数据类型等必须符合监测中心给定的编码一致。监测中心为数据远传采用的协议规范主要有以下几个方面：数据远传使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议。数据远传时监测中心建立TCP监听，数据采集器不启动TCP监听，数据采集器发起对数据中心的连接，TCP建立后保持常连接状态不主动断开，数据采集器定时向监测中心发送心跳数据包并监测连接的状态，一旦连接断开则重新建立连接。TCP连接建立后，数据中心就立刻对数据采集器进行身份认证。数据采集器和监测中心中间传输的数据和命令进行加密处理。身份验证完成后，监测中心立刻对数据采集器进行授时，并校验数据采集模式，在主动定时采集模式时校验采集周期。当监测中心和数据采集器中的模式或周期配置不匹配时，监测中心对数据采集器的配置进行更改。在主动定时发送模式下，当网络发生故障时，数据采集器必须存储未能正常实时上报的数据，待网络连接恢复正常后进行断点续传。当因计量装置或数据采集器故障未能正确采集能耗数据时，数据采集器必须向监测中心发送故障信息。数据采集器主要功能如下：数据采集器的主要功能是根据仪表不同的协议类型发送对应的指令，收到仪表反馈的数据后，进行解析并以TCP/IP数据包的方式发给上位机。在此过程中如有错误或报警出现，则全部发给上位机软件，以便用户可快速排查、定位故障点。支持不少于128台计量装置的数据采集，并能同时支持三种不同协议并发主动采集与传输；工作状态有两种工作模式，一是定时自动模式，可根据用户事先设定的采集间隔自动进行采集、上发；二是用户模式，可根据上层用户指令随时采集；并支持模拟量数据采集与传输；采集器与数据中心的通信数据包格式必须符合《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》、《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》的要求；实现《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》中的系统受时功能，或支持NTP协议，能够设定NTP服务器地址，并与NTP服务器进行时钟同步，从而达到系统时标的统一和管理，使采集上报数据的时戳统一准确。采集器和计量装置之间应采用符合各相关行业标准的通信协议，使用RS-485/Modbus方式连接。对于电能表，参照行业标准DL/T645-1997《多功能电表通信规约》执行。对于水表、燃气表，参照行业标准CJ/T188-2004《用户计量仪表数据传输技术条件》执行。支持Modbus开放式协议，参照国家标准GB/T19582-2008《基于Modbus协议的工业自动化网络规范》执行；现场数据采集模式。采集器通过现场总线与现场智能数字电表、水表、蒸汽表构成一个完整的现场数据采集系统；具体数据采集间隔时间可根据现场实际情况设定。应当采取多种系统安全性措施，如上层网络状态的侦测，下层仪表设备的故障判断与定位，本地微型数据库的使用，在网络状况不好的情况下，采用大容量的可移动数据存贮器，数据可就地保存，至少可保存90天历史数据，网络状况恢复时又可“断点续传”。提供跟后台系统应用软件的数据完整性自动维护机制，保证系统数据的100%完整性。支持向至少三个数据中心（服务器）并发发送数据。具备本地配置和管理功能(WEB方式配置、专用接口配置与维护等)，并支持远程配置和管理功能。运行可靠、操作安装方便、免于维护、自诊断自恢复、能抗击各种干扰。支持对数据采集子系统故障的定位和诊断，并支持向数据中心上报故障信息，支持对于故障计量装置的更换不影响能耗数据采集器其他部分的正常工作。2.4.2数据处理与存储系统数据存储系统主要由两台热备服务器以及一个磁盘阵列柜组成。数据库服务器采用性能稳定的企业级服务器，两台服务器采用完全相同的软、硬配置，并采用主从模式，在服务器（主机）正常运行数据库工作时，备份服务器（从机）处于准备状态。当主机出现任何软、硬件故障导致应用进程停止服务时，从机自动接管主机的工作。磁盘阵列柜负责后端的存储系统，阵列柜分别与两台主机连接，这种相对独立的数据存储方式，有利于另一台主机接管服务及应用后，可以正常访问数据内容。该系统的数据处理软件和所有的数据库操作都在服务器上运行，而数据存储在磁盘阵列柜中。A、系统热备为满足系统热备的要求需选用一款高性能的热备软件。该软件属于高可用容错集群软件，运行于Windows2000、Linux和NCRUnix平台。它在共享磁盘阵列方式下，实现两台服务器各自运行不同应用且相互热备份，即实现双Active运转模式。并支持远程灾难实时复制备份恢复系统。用户的硬件资源(如网卡)，软件资源(如操作系统、数据库管理系统、数据库应用系统、电子邮件系统等)均能处于热备软件的保护之下，当这些被保护资源出现技术故障时，热备软件可随时实施系统资源切换。该热备软件真正实现了用户硬件或是软件资源发生故障时系统及应用层上的在线热切换。且占用系统资源极少，不增加网络负荷，不打扰任何具体应用系统的任何操作。这样就使用户的服务器、操作系统、数据库系统以及关键的数据及应用程序保持连续不间断，确保系统99.99%的高可用性。B、数据处理与存储系统接收从数据采集器发送来的数据，能够处理大量的并发请求，针对接收的数据能够进行异步处理，一方面针对原始数据包进行存储，另一方面将接收到的数据路由到数据处理子系统进行处理。系统能支持数据采集器的断点续传功能。数据处理与存储系统是建筑能耗监测中心版软件中十分重要的子系统，它对数据采集器上传的数据包进行校验和解析，并根据支路安装仪表情况构造用能模型，然后根据用能模型对原始采集数据进行拆分计算得到分类分项与分户能耗数据，并将原始能耗数据和分类分项与分户能耗数据保存到数据库中。由于监测建筑用能情况的复杂性和能耗监测项目预算成本的控制，很多用能支路需要间接计量。理清用能支路和分项能耗的关系，采用加法、减法、拆分、百分比预估等方式，结合建筑物能耗分类分项与分户计量设计方案，得到合理的分类分项能耗数据。2.4.3数据展示子系统数据展示子系统主要由WEB服务器和工作站组成。其中，WEB服务器主要是为客户端的浏览服务；工作站供监管中心工作人员管理适用。2.4.4数据上传系统数据上传系统由主服务器上的上传软件构成。数据上传系统完全按照国家规定的数据上传格式来设计完成。监测中心需要向上一级数据中心上传数据，监测中心系统的数据上传工作流程如图所示：数据上传系统上传流程说明：数据打包：定时启动数据打包程序，从数据库中取出需要上报的数据，按照建设部规定的数据上传XML格式封装数据包，并记录操作日志。发起连接：向上一级数据中心服务器发送握手消息，建立连接状态。如果连接不成功则再次发起连接。记录操作日志。数据发送：调用上一级数据中心的数据接收网络服务（WebServices），基于SOAP传输协议将XML格式的数据包发送出去。如发送失败则再次发送。记录操作日志。2.5软、硬件配置软件配置服务器操作系统：Windows2003Server中文标准版；数据库：SQLSERVER2005中文标准版客户端操作系统：选用WindowsXP及其以上操作系统，需IE浏览器版本为6.0以上。服务器端应用软件：建筑能耗监管系统中心版软件、热备软件、防火墙软件等应用软件。关键硬件配置服务器不低于以下要求：机架式企业级服务器处理器：XeonE56202.4GHz内存：16GBDDR3存储容量：584GBSAS（4块146GB）硬盘网络接口：集成的双千兆以太网RAID支持：RAID-5智能服务器美国Echelon公司的i.LONSmartServer智能服务器是一个多功能的、智能能源管理设备，它能够应用到任何基于IP的应用中，部署和管理简单方便，能够本地或远程控制等能力使得i.LONSmartServer极其灵活易用。它既可以作为独立的服务器使用，又可以和你所选择的控制系统相互集成。i.LONSmartServer内置多种行业的标准协议，例如Echelon公司的LonWorks技术、SOAP/XML、Modbus、M-Bus、数字I/O和脉冲输入以及用户自定制的驱动，因此，i.LONSmartServer智能服务器提供了前所未有的连通性而且还不需要支付额外的费用。主要功能无缝链接现场监测网络至TCP/IP以太网；内置时间表、数据记录及报警管理功能；通过内置配置网页进行当地或远程配置，通过通用网络浏览器对内置网页进行远程浏览；电力线载波（PL-20）或双绞线（TP/FT-10）接口；2个光电隔离数字量输入；2个高电压、高电流继电器输出；2个电、水或气脉冲计量输入；10/100BaseT以太网接口；1个RS-232接口；可选自动拨号MODEM；内置实时时钟；SOAP/XML网页服务接口。【主要技术指标】现场监测网络通道类型TP/FT-10双绞线/PL20C电力线载波以太网口RJ-45调制解调器V.90模拟MODEM串行口EIA-232数字输入光电隔离干触点，30VAC/DC数字输出240VAC·10A或24VDC·10A脉冲计量输入DIN43864工作电源100-240VAC50/60HZ工作温度0℃~50℃存贮温度-40℃~85℃工作湿度10%~90%，无冷凝路由器不低于以下要求：具有信息安全、网络访问控制等功能的企业级中端路由器传输速率：10/100/1000Mbps包转发率：14800/148800/1488000ppsDRAM：128M内置防火墙端口结构：模块化交换机不低于以下要求：企业级智能交换机端口：24个10/100/1000Mbps以太网端口包转发率：36Mpps背板带宽：24Gbps防火墙不低于以下要求：企业级防火墙网络端口：8个无用户数限制磁盘阵列不低于以下要求：最大存储容量：3.6TB平均传输速率：6Gbps高速缓存：1GB内置硬盘接口：SAS外接主机通道：4个6GbpsSAS端口RAID支持：RAID0、1、3、5UPS不低于以下要求：10kVA/2小时在线式UPS工作站不低于以下要求：高端品牌电脑处理器：Intel酷睿i5，主频不低于3.0G内存：2GB硬盘：500GB显示器：19’’宽屏LCD显示器3系统基本功能系统包括GIS系统、电能计量管理系统、给水管网监控系统、配电室监控管理系统、供热计量管理系统、节能分析与控制系统、信息维护与管理系统等，具备身份验证、GIS地理信息、数据采集、能耗数据实时监控、节能节水控制、图表显示、自动统计、节能分析、数据存贮、报表管理、指标比对、定额考核管理、能耗信息统计、审计、公示、数据上传等功能。3.1系统安全管理每个子系统采用统一入口登录，用户按不同角色划分权限，使用各自用户名登录系统。不同用户权限的可见内容可定制，保障系统管理的安全性。平台登录入口不同的用户角色不同角色的可见内容3.2GIS地理信息可根据不同的用户显示用户专属信息，包括建筑名称、建设年代、建筑层数、建筑功能、建筑总面积、空调面积、能源经济指标等；能够显示建筑的详细基础信息和附加信息，建筑名称、建设年代、建筑层数、建筑功能、建筑总面积、空调面积、能源经济指标等，能够显示建筑物的整体用能情况和各楼层、各房间的具体的分类用能情况。能够显示建筑物的整体用能情况和各楼层、各房间的具体的分类用能情况，显示当前用能单位的实时能耗。显示建筑的能耗信息显示建筑的基本信息3.3实时监测展示实时监控数据、运行状态参数、实时计量数据、历史数据，设置计量仪表参数；仪表具有实时监控功能，通过实时监控界面，可以清楚的知道当前耗能的情况，便于进行管理。3.4统计查询可按照分类、分项实现用能的时刻、时、日、周、月、年统计，并能以多种图表格式显示；用电曲线图用电柱状图分项用电所占比例各楼宇用电所占比例可以按照建筑、院系等层次结构进行统计，并能够根据用户输入的起始时间和终止时间进行任意时间段的用能统计；可以对建筑、院系进行用能的上下限查询，可以对建筑、院系进行限量查询和超量查询；可以使用关键字对能耗数据进行模糊查询，并能够对用能记录进行条件查询。以小时为单位统计，可以选择表类型和统计的子类型，如选择电表时，可以选择照明、空调或动力。可以分为建筑、院系、线路三个分项。选择建筑分为大学—建筑物—楼层—房间—电表五个层次进行统计查询。3.5能耗分析实现建筑、院系用能趋势分析和用能指标分析，通过实时监测用能数据，对建筑用能进行用能异常分析和线路负荷分析；可实现对设备故障进行故障分析；能耗结构能耗趋势预测能耗指标对比连续3个星期四的用电对比3.6能耗统计、审计多种统计图表，多种数据分析，能导出各种符合公共机构统计格式的月、季、年等能源资源消耗报表；能形成《公共机构能源资源消耗统计分析报告》；能形成完整的公共机关能源财务报告，对比能耗分析报告；能提供以组织机构为单位的能耗定额管理和生均能耗管理、单位面积能耗统计、万元科研经费能耗统计等相关报告和图表；对建筑能源利用状况进行定量分析，对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济与环境效果进行审计，生成辅助能源审计报告，并可根据学校和地方要求更改、维护报告格式，可导出。辅助审计-定量分析辅助审计-利用效率辅助审计-消耗水平3.7信息公示能耗公示采用B/S结构，用户可在学校任何一台电脑上按照平台设置的账号权限登陆公示平台的WEB网站即可查询到各部门的用能信息、各部门能耗排名、能效利用率、碳排放量、人均能耗及面积能耗等，信息公开、透明化体现。通过能耗公示系统量化考核，监督各单位、部门能耗情况，通过对数据的比对，找到工作中的问题和不足，激励各单位、部门寻找更适合自身的节能措施，开展各部门、单位相互监督、相互借鉴的良性节能评比，最终达到节能降耗的目的。5.8告警中心用户可以设定预警、告警机制，当用能数据超过限定值后能够通过界面、语音提示、短信和邮件等进行告警。3.9定额管理定额管理，可以为用户的能耗管理提供参考数据和监管数据，使学校的后勤管理朝科学化、智能化方面提升一大步。平台可以为用户提供定额管理模式，用户也可以自己修改，系统给出“历史数据法”、“经验数据法”、“用量数据测算法”、“综合法”等方法来确定定额，每个帐户都有独立的定额设计，在平台运行阶段，不断给出定额结算情况，并以图表等方式展示，便于领导决策、管理；通过定额与实际用量对比图和预测差值曲线，可直接掌握各单位各阶段的用电情况，再结合各用电单位办公面积、人数等基础信息，分析单位面积、人数的用电情况，逐步调整用能指标，最终实现定额管理，便于各用能单位实行考核和收费管理。设定限额学校可以依托节能监管平台对学校整个的节能管理规划，可以学院为单位独立管理，为每个学院分配一定额度的能耗，自负盈亏。而学校的其他公用教室及图书馆等公共区域归学校统一管理。3.10考核评价提供高等学校节约型校园建设工作自我打分系统，对学校建设工作作出综合评价。3.11校园节能分析可以根据时间分析、标杆分析、能耗预测分析、天气因素分析等多手段专题分析功能，生成“专家诊断报告”，找到节能点、测算节能空间，提供节能降耗方案，还可对节能效果验证；系统支持学校针对性的自身特点自定义分析诊断方法的功能扩展。节能分析3.12信息维护与管理信息采用建筑、部门、表计、支路、时间等模型方式管理，录入、管理和自由组态方便快捷；系统操作日志和维护日志管理，管理员录入、修改操作可留痕；系统用户角色管理，可设定用户权限；标准编码管理，所有信息编码均完全依据技术导则。角色管理设备管理日志文件记录3.13数据上报根据导则要求将定时将采集的数据上报到上级指定的数据库中。①上传文件目录命名及格式规范 上传文件目录命名规则为：数据中心ID+数据日期 注：数据中心ID为6位数字，由部里统一分配； 数据日期格式为YYYYMMDD，每日一个文件。 目录格式如图1所示：上传文件目录安排 如：南京市数据中心2008年8月1日上传数据文件格式如图2所示：上传文件目录范例 上传文件主要包括数据中心及建筑信息XML文件（****Build.xml）以及能耗数据XML文件（****Energy.xml）。如有附件的，附件置于上述两种XML文件所在目录的下一级子目录下，子目录命名为Accessory。最终上传时对整个上传文件目录进行压缩，形成上传文件包，压缩格式可以是rar、Zip或者7z。 如：32010020080801.rar、32010020080801.7z 上传文件包通过上一级数据中心提供的数据传输网络服务传递到上一级数据中心。②XML文件命名规则 XML文件的命名规则为：数据中心ID+数据日期+数据包类型 注：数据中心ID为6位数字，由部里统一分配； 数据日期格式为YYYYMMDD，每日一个文件； 数据包类型为Build（建筑信息）或Energy（能耗数据）。 如： 32010020080801Build.xml —南京市数据中心上传的2008年8月1日的数据中心及建筑信息XML文件； 32010020080801Energy.xml —南京市数据中心上传的2008年8月1日的建筑能耗数据XML文件。 此外，XML文件存储必须采用UTF-8编码格式，并且在XML文件头部的encoding属性中必须声明为UTF-8编码格式。③附件命名规则及类型规范 上传文件如有附件的，附件类型限定为JPG、DWF与DOC。文件命名规则为：附加文件顺序号。 注： 附加文件顺序号为建筑代码(10位)+4位流水号，即数据中心及建筑信息XML文件（****Build.xml）的F_FileID字段值。 如： 320100A0080001.jpg —南京市数据中心上传的某建筑的第一个附加文件。④文件上传时间规定 文件上传时间由上一级数据中心约定，一般为凌晨，各数据中心可按照一定的时间间隔（例如15分钟）依次上传数据。数据中心上传顺序由上一级数据中心统一分配。⑤上传文件错误处理方式上传文件经解压缩、解析及入库处理后，生成处理日志，该日志记录上传数据在解析及入库过程中是否出错，各地方数据中心可通过上一级平台提供的查询页面查询该结果。3.14教室照明节电控制①根据室内人数和光照度控制亮灯的数量，实现按需照明；人数少，开灯少人数多，开灯多光线满足要求，不开灯②根据作息时间和课程表自动开关灯。③实时监测：可以实时监测教室内的光照度和人员信息。④智能报警：对教室内的用电浪费情况进行报警，并可针对用电浪费情况对教室内的灯具进行控制。⑤远程控制通过平台可以设置节电设备的参数，并能根据实时的需要对设备进行控制。3.15路灯节电控制（1）自动控制和手动控制相结合为了便于路灯的管理，系统采用自动控制和手动控制相结合的方式。手动控制的优先级高于自动控制，便于在某些特殊情况下如白天路灯检修等超越自动控制实现路灯操作。（2）普通预案和特殊预案相结合在城市路灯管理中，控制路灯的开关等基本功能，在实际应用中可能会遇到如下应用需求:●不同的路段需要定制不同的开关灯控制规则。●同一路段，不同的时段有不同的路灯开关需求。●同一路段，同一时段，遇到特殊节日可能有不同的开关需求。●随季节的更替，路灯管理人员需要不断的调整开关灯时间。●传统时控器分布太零散，调节起来费时费力。本系统支持将所管辖的路灯根据类型及控制要求划分成不同的路灯组，定制控制规则以路灯组为基本控制单元。并且可以分时段定制多条控制规则。这些控制规则分为普通预案和特殊预案两种方式。可以根据不同的日期，执行不同的控制预案。并且用光照采集器采集日光照度来辅助调节开关灯的时间，由此减少了频繁的预案修改。这些预案可以实现隔灯亮、全夜灯、半夜灯等控制，所有操作全部可以在控制软件中完成。因此能更灵活的应对如上所述的开关控制需求，并且最大限度的实现节能。（3）光控应急预案在实际运行中，经常出现天气恶劣，乌云笼罩需要提前开灯的现象，因此，监控系统应当能够采集室外自然光照度信号，当照度过低时提醒操作人员是否提前开灯。该光敏控制系统由光敏探测器（含电源）、和数据采集器构成，根据现场情况选择通讯方式连接在监控主机上。监控主机定时读取采集到的照度值，超限时工作站界面上会弹出提示信息“照度过低，必要时请开启路灯”。如果5分钟内没有操作员确认，此信息还可以SMS的方式发送给维护人员。维护人员可以利用SMS发回确认信息。为防止误报，可采用三个或四个光敏探头，按2:1或3:1决策原则发出提示信息。（4）单灯控制系统支持表格的单灯开关控制、单灯电流、电压、功率因数及故障的巡检，同时与GIS结合，在GIS上直接进行单灯控制和直观展示单灯运行状态。（5）数据采集及异常分析本系统根据设定周期定时对终端巡检，具有采集回路电流、电压、功率因数及单灯电流、电压、功率因数、接触器状态、门禁状态等功能，除此之外还可以人工即时巡检。系统具有完善的报警检测机制，能够根据采集数据分析照明应用中的异常状况。●灯具故障由于采用的是单灯控制，从而使灯具的故障检测可以定位到具体的某一盏，包括白天亮灯、夜晚关灯等，弥补了回路控制方式故障定位不足的问题。●电网参数异常：系统具有检测电网中电压电流等参数的功能，与正常值相比较，发现异常则报警。●通讯故障：可以检测通讯网络连接长时间断开等通讯异常。●接触器故障。●单灯控制器故障。●配电箱非法开启。●连续路灯故障：现实应用中，某一盏路灯故障通常并不会造成很大的问题，去处理的需要也并不紧迫。本系统还具有检测连续性故障功能。如果发现某一段路灯连续多个发生故障，则报此异常使路灯管理人员优先处理。（6）告警等级●紧急告警：已经或即将危及设备及通信安全，必须立即处理的告警。●普通告警：可能严重影响设备及通信安全，需要尽快处理的告警。●预告警：可能影响设备及通信安全，需要安排处理的告警。（7）告警功能要求告警门限值设定：根据现场情况由系统管理员设置。告警限分为预告警限、普通告警限、紧急告警限。●无论监控系统处于任何画面，均自动提示告警，显示并打印告警信息。所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号；●三级告警信号采用三种不同的显示颜色和告警声响（或语音）；●告警确认功能：告警发生后，操作人员可在任何画面按下确认键，关闭可闻告警声响，但不关闭灯光闪烁，故障排除后，恢复原状态。●紧急告警发生时，通过电话网自动拨号（电话机、手机）或发送短信，向相关人员发出告警信息，告诉相关人员告警的名称、发生的地点、时间、级别等；故障排除后，自动解除声光告警，向相关人员发出告警解除信息。（8）配置管理监控系统具有配置管理功能，当操作人员变更和增加、删除系统中被监控的对象及调整系统参数时，用户均可通过改变系统配置来为不同用户指定不同的操作权限。（9）安全管理系统具有完善的操作管理功能。为保证系统安全，使用某些功能时必须输入密码，经系统确认后方可允许进入系统，进行操作。操作密码有不同等级，以限制不同人员的操作范围。所有被监控设备都有操作记录，包括操作人、被操作设备、操作日期、时间等，系统对操作记录应有查询、统计功能。由于采用基于浏览器的架构进行软件设计，客户端无需安装任何软件，也使我们暴露更少的系统信息给外界。同时，各智能监控终端设置成只能与后台主站服务器进行连接，杜绝了外界接管控制。（10）数据分析及统计查询 本系统在运行过程中会不断进行数据采集、存储。基于此数据，用户可以借助系统提供的功能对数据进行详细分析。系统支持如下分析：●用电量周期统计●用电量对比统计●电压电流波动分析●亮灯率统计●故障历史报表●每天照度表和开关灯时间表用户可以按时间或终端或自定义条件进行统计查询，并根据实际情况生成表格、曲线图、直方图、饼图等打印。3.16空调节电控制采集测量：室内是否有人及人数、环境温度、各区域用电量用用图形及数字形象直观的表示出来。实时报警：当系统出现故障或用户用电异常，系统将以文字信息、语音信息等形式提示报警状况和异常情况，包含：负载异常、通信故障、终端故障等，同时在电子地图上显示检测到异常状况给以信息提示，以便维修人员检修故障。节能控制：根据室内人员情况及环境温度和设定的控制策略决定空调是否开关以及进行限温控制，如夏季环境温度高，当室内检测到有人时就按照夏季开机条件进行智能控制，并按照国家标准，不得低于某个温度。数据统计与查询：按照数据属性分类，能够以曲线、图形（柱状图、饼图）等形式统计数据并能够以报表形式输出打印安全管理：实行用户密码校验、多种用户级别。网络远程控制：相关人员可以通过Internet远程登陆该系统实时监测画面远程控制界面3.17节水控制节水控制系统采用了终端人员信息采集，当卫生间等公共区域内的人员信息及相关信息上传到平台上，若发现卫生间等公共区域内没人而水等仍在空耗，说明有漏水等现象，平台会立即发送关闭电磁阀指令，并发出故障报警，如果漏水量超过一定数量，并用短信方式报告相关负责人，及时避免浪费，达到有效节能的目的。从而有效的避免跑冒滴漏及师生忘记关闭水管的浪费现象。3.18变电所监管通过在变电所安装多功能计量仪表，实现监测、管理，除实现电能计量管理系统的功能外，还可提供电流、电压、有功功率、功率因数、频率、开关状态等多参数的监测功能，实时显示供配电设备状态运行状态和电力参数。低压配电监控操作人员可通过点击界面中相应的图标就可以对监控对象实施遥信、遥测、遥控、遥视，可以实时了解低变电所的供配电情况，能够通过实时监测电力信息，对异常情况实时报警，降低事故发生几率，识别有效负荷与无效能耗。3.19给水管网监测实时对校园用水数据监测，通过实时监测管网的实时流量，实现管网仿真图分析和跑冒滴漏的分析功能。实现实时监控远程水表设备，通过采集的数据了解管网水表工作情况。实现曲线图分析显示功能：根据各数据采集设备随着时间的推移不断返回的数据画出各水表点相关能数值的曲线变化图。如累计流量曲线图、用水量曲线图、瞬时流量等曲线变化图；可以监测学校一级表、二级表等大口径水表的流量监测能有效的防止漏水的问题，帮助维修部门有效地控制管理大口径水表的运行情况，有效地预防跑冒滴漏情况出现，并及时处理，将能源损耗降到最低。可以直观的反应水表的当前流量，最大、最小流量，以及相关的管路平衡情况。实现远程监控终端报警响应实现响应各仪表点设备的电源状态报警，并通过各点颜色的变化来反应其状态。实现响应流量异常报警；响应用水异常报警：平台管理软件响应各种报警同时把相关报警信息以短信的形式发送给相关责任人。实现系统配置参数的管理。实现远程监控设备相关参数设置。数据统计分析报表功能。实现系统配置各种辅助管理：系统的权限管理、系统的日志管理、系统自动备份管理。水平衡管网模拟图3.20环境监控（1）视频监控功能将变电站、水泵房等处的视频信号接入平台，提供4/9/16等多画面显示，并能够任意切换，能够对任意镜头进行焦距、方向控制、录像等操作，录像可以按天、周或时间段进行，并支持以上方式的录像回看；同时系统能够记录操作日志，操作日志可按时间、操作人员、操作类型等进行查询；可根据需要修改摄像机名称，进行摄像机归类分组管理；支持与入侵报警的联动功能；结合地理信息系统，能从数字地图上直接操作摄像机。（2）报警监控功能记录报警信息，能够按时间、类型、位置等信息查询；实施巡检传感器工作状态；对设备故障和报警信息及时报警，支持界面、电子邮件、短信、语音等报警方式，并能够于视频监控联动。（3）照明监控功能能够根据光照度或设定时间段自动开启或关闭灯光；能够手动开启或关闭灯光。4系统应用扩展分类分项分户计量全校用能总计量对每个变电所的低压总进线、所有的市政进水和进气进行计量，从而得到整个校区的总用电量、总用水量和总用气量。建筑能源计量能源监管系统对校园建筑大楼的能源进行分类分项计量。分类分项依据是《高校建筑节能监管系统建设技术导则》。下图为教学楼单体建筑界面：上图为教学楼分类分项监测界面，对大楼内电、水两种能耗实现总计量，电实现分项计量，水表将原有机械表全部更换为智能表，数据自动采集。分户用电计量上图为分户监测界面，不仅对建筑内的电、水两种能耗实现总计量，而且还针对每个单位的用电情况进行监测，实现大楼电能的分户计量。上图为宿舍能源分类分项分户监测界面，不仅对建筑内的电实现总计量，而且还针对每个单位的用电情况进行监测，实现每幢宿舍楼电能的分户计量。用能诊断电网以实时监测的有功功率、电量、功率因数等实时数据为依据，进行变压器负荷率分析、配电网各级负荷和线损分析，有效防止偷电、漏电等情况的发生，并且有针对性的对配电系统进行优化。下图显示的教学楼变电所1#低压总进线的回路监视参数界面：三相不平衡三相不平衡由图中的三相电流判断该供电回路存在三相不平衡现象，其造成的影响轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧毁甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。因此，对电力参数进行监测是十分重要的，能够使能源管理部门及时发现用能中存在的问题，提高用能效率。水网实时监测每幢大楼的进水管及每个食堂的进水管，从而获得每幢大楼及食堂的实时用水量。通过一、二、三级水表之间的流量平衡关系对比和定期增量分析，可及时发现水管网的跑、冒、滴、漏等异常情况，方便排查及时堵漏，节约用水。气网上图显示的是高校的用气情况，通过用气总量和每一层用气节点的用量进行气管网平衡检测与分析。电能质量监测实时监测每个回路的电压、功率因数、频率等电力参数。上图可以看出，教学楼电所低压总进线1#回路A、B、C三相的功率因数分别为0.99、0.94、0.48，可见A相和B相功率因数正常，C相无功补偿失效。另外，可以看出电压在230V左右，明显偏高，应积极采取措施，提高电源质量，节约用电。7.4节能潜力分析和节能效果验证查询教学楼1#低压总进线的电压曲线，发现供电电压偏高，而实践证明电压每升高10V，大多数用电设备的电耗将超过其额定电耗的10%以上，并且会缩短设备的使用寿命。查询教学楼变电所两条低压总进线有功总功率的历史曲线如下：发现在凌晨3:20时，低压总进线1#的负荷为51.96KW，低压总进线2#的负荷为201.63KW，大楼总负荷为253KW，夜间负荷偏大。系统中各种能耗可以实现按时段查询并以饼图显示，清楚的显示能耗比重，从而为管理者有效节能提供依据，挖掘节能潜力。上图显示的是行政楼2011年4月份总电耗按照明插座、动力、空调、特殊用电分项能耗的饼图。从上面的饼图分析可以看出大楼内的照明插座用电占总电量的比重很大，经查证楼层存在电脑待机、公用设备未及时关闭等现象。节能控制对校区内电开水炉、路灯、空调系统等进行节能控制开水炉控制界面：上图显示的是教学楼的开水炉实现定时控制，节能控制前后对比效果如下图所示，可见，实施控制后节能率达50%以上。路灯监控如下图：空调系统控制界面：对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制校区能源监管系统中对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制。DIDIDO空调1照明1照明2饮水机插座客厅温度传感器室内取电开关LonWorks网络能源管理终端室内能源监控结构图对分体空调以及室内的饮水机、室内照明，采用我公司生产的能源管理终端对其进行节能控制，实现定时控制等功能。室内能源监控功能： 室内总用电计量，每台