公共建筑能耗监测系统平台建设与框架研究

浅谈公共建筑能耗监测系统平台建设与框架研究摘要：本文针对公共建筑能耗监测问题，应用计算机自动化的技术手段和可控式终端能耗采集仪器构建出能耗监测系统框架和软件平台，提出了分级、分项和分区域处理的科学化数据处理手段。通过实例证明，该系统的构建实现了能耗的动态、快速和可调控性监测，从而为公共建筑合理规划能耗分配和降低运行成本提供可参考性信息材料。关键词：建筑物；能耗；监测系统平台；研究1.公共建筑能耗概述公共建筑能耗复杂，用能监督系统性不强，传统意义上的单一式记录工作存在漏洞，缺乏科学性和性且运行成本过高。在减低公共建筑实际运行过程中用能并保证必要用能的前提下，规范和引导合理分配用能，减少浪费减低运行成本已经作为一个有待解决的严峻问题。本文旨在构建公共建筑能耗监督系统平台，建立起多项性的框架，并提出了相应的计算机软件系统，结合某市的能耗监督系统实测数据的运行情况对该系统平台进行分析。技术框架研究公共建筑能耗监测系统是指为耗电量、耗水量、耗气量(天然气量或者煤气量)、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量与其他能源应用量的控制与测量提供解决方案的系统。为了达到智能化水平，降低运行成本，提高数据分类收集科学性，该监测方法主要应用了计算机自动化控制、无线网络传送等技术手段;它不仅能对现场运作的设备进行控制和监视，而且还能实现对实时数据的采集、设备的控制、测量、参数的调节和对各类信号进行报警的功能。在当下的时代发展大环境下公共建筑能耗监测系统平台主要是为了实现能耗的在线监测和动态分析，是通过对公共建筑物楼宇间单个用能点安装用能手机装置，采用计算机无线数据传送技术快速采集楼宇用能情况并将收集来的信息在数据处理进行科学化处理。公共建筑能耗监测系统框架如图1所示。图一：公共建筑能耗监测系统框架2.1整体性框架公共建筑物可根据收集来源和终端级别分为:(1)楼宇信息收集。(2)局部区域性信息平台。(3)省级信息平台。(4)数据处理。能耗信息从基础的用能单位所安装的监测平台收集仪器上传送至局部区域收集平台，经初步处理上传至的数据处理，实现分区分步完成收集工作，终针对不同公共建筑用能情况进行分类处理，编制管理报表。2.2计算机自动化传送框架计算机传送框架可根据用途不同分为收集源端和远程传送网络。收集源端网络构建是以楼宇收集仪器信息为基础的信息传送系统。远程传送网络是根据现在无线传输功能建立起联系性网络。2.3信息交流根据传输方向不同可将信息交流分为上行和下行。(1)上行:局部系统按一定频率进行采集后传输至上级系统平台，待处理后逐步上传至数据处理终端，数据处理不断对接收的信息进行融合处理，得出所需的数据分析表有待下一步需求(2)数据处理根据收集到的信息进行能耗的功能性区别，分项数据和建筑物的分类数据的处理分析，并同步更新反馈至下级部门，根据实际可采用自动化调控收集终端采集器的采集频率。3.监督系统软件平台建设监督系统软件平台主要有一般信息维护采集、信息数据输入、数据处理、显示平台、上传和协同平台等7个子平台系统构成。(1)一般信息维护:为了收集到原始的能耗数据，对公共建筑物的功能、用能类型和其他数据进行调查和分析，并做好维护和修正工作。公共建筑一般配备用能采集仪器及建筑物用电回路线并串联关系图。(2)采集:顾名思义，采集为一般性信息的采集和汇总，正常安装建筑物内采集仪器的配置后，采用新的计算机传送系统，将采集仪器上的计量表数据收集至数据收集中央系统平台，待后续分类处理和分析，此过程应保持连续性，确保正确性。(3)信息数据输入:将收集到的能耗信息进行合理性分析并逐步验证其正确性，再进行下一步处理。(4)数据处理:根据收集来的能耗信息采用数学及物理电路信息处理方法，对其进行分析得出分类性的用能信息，逐步划分出不同类别用能信息。(5)显示平台:用图表或者信息报表的方式显示出收集、处理后的数据并显示需要的人群。(6)上传:为了区域性的分析能耗情况，构建自动传输系统，将收集到的信息以规定的XML格式数据包上传至平台系统，定时完成调度任务(7)协同平台:为了更好的推进建筑能耗监督系统平台的建立，协同管理、监测、公告等各方面工作正常有序进行,构建协同平台逐步统筹和完善监督系统平台工作。4.应用某市于2009年建立起公共建筑能耗监督系统，正常运行至今，可对该市96栋公共建筑物能耗信息进行收集、传送、动态监测和信息处理。某公共建筑物通过收集的能耗信息可与该市能耗平均值进行横向比较，也可进行高值与低值之间或与其他标志性建筑物能耗等多维度对比分析，从而定量分析出建筑物的用能阶级，对发现用能分配不均和非必要性能耗具有重要的指导性价值，为节能减排提供可能性。5.安科瑞建筑能耗分析系统5.1概述Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。5.2应用场所适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。5.3系统功能5.3.1系统概况平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。5.3.2用能概况对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。5.3.3用能统计对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。5.3.4复费率统计复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。5.3.5同比分析对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。5.3.6能源流向图能源流向图展示单栋建筑指定时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。5.3.7夜间能耗分析夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在指定时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。5.3.8设备管理设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。5.3.9用户报告用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。6.系统硬件配置应用场景型号图 片保护功能建筑能耗管理系统Acrel-5000web采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。智能网关ANet-1E2S1采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。高压重要回路或低压进线柜APM810具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。APM520三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，支持付费率，越限告警，SOE,4-20mA输出。低压联络柜、出线柜AEM96三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备告警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。动力柜ACR120EL测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。DTSD1352DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。AEW100三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。照明箱DTSD1352DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。DDSD1352DDSD1352单相电子式电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，具有红外通讯功能，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。DDS1352单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量，红外及RS485通讯，电流规格10（60）A，有功电能精度1级。无功精度2级，尺寸:1PADW300/4G计量低压网络的三相有