共建中的能耗在线监测系统

2023-07-25

摘要：针对大型公共建筑能耗高、能源管理不合理的问题，利用计算机网络技术、通信技术、计量控制技术等信息技术，实现能源分类分项计量和能源运行监管等功能，清晰描述建筑内整体能源消耗状况； 实时监测各供电回路的电压、电流、功率等电力参数，识别有用负载和无效能耗，通过技术或行为节能方法实现建筑节能。

关键词：办公楼； 大型公共建筑； 节能； 能源消耗; 绿色建筑。

0 前言

随着社会的发展，能源消耗也在快速增长，尤其是建筑能耗增长尤为迅速，已成为除工业、交通运输之外的第三大能源消耗。 根据目前建筑业的发展趋势，几年之内社会的能源产量将无法满足能源需求，因此降低能源消耗是一个非常重要的问题，需要尽快解决。 在建筑能耗中，大型公共建筑的能耗占据了很大的份额。 虽然总能耗远小于住宅建筑，但单位面积能耗却很大，因此大型公共建筑的节能工作潜力巨大。 大型公共建筑能耗监测系统的建设，使人们能够全面了解大型公共建筑的能耗情况，为提出节能减排政策和决策奠定基础。 随着我国城镇化进程的推进和经济的发展，我国建筑能耗总量呈现持续增长趋势，且增长速度越来越快。 如果任由建筑能耗以这样的速度增长，势必会给我国的能源供应安全带来压力，因此建筑节能势在必行。

以肥西中学为例，通过能耗在线监测系统数据传输网络的建立、数据采集与分析，介绍了能耗在线监测系统在大型共建中的应用。

1 项目概况及建设目标

肥西中学始建于1957年，2001年成为合肥市示范性高中，2003年被评为安徽省示范性高中。校园占地面积约8万平方米，建筑面积3.8万多平方米。 校园分为教学区、体育区、风景区、生活区、经济区五个功能区。 本项目主要为肥西中学主教学楼设计能源管理系统，实现能源消耗基础数据的智能化、自动化、可视化、可量化的采集和存储，从而降低能源使用成本，为建设节约型社会发挥作用。

整个项目的能源计量类型包括电计量和水计量。 用电计量包括安装在南楼教学楼1~6层及配电室的智能电表102个，安装在北楼教学楼1~5层及配电室的智能电表84个。 电表采用标准DL/T 645-2007通讯协议，远传水表采用RS485通讯接口，采用标准RTU通讯协议。

2 能耗在线监测系统设计

整个能耗在线监测系统的设计参考了安徽省《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》、《公共建筑能耗监测系统技术规范》等相关技术导则。 建成了满足用户实际需求的能耗在线监测系统。 系统完成了肥西中学主教学楼能耗计量表和能耗数据采集装置的安装，实现了建筑能耗数据采集、数据远程传输、数据统计与显示等功能。 整个系统包括能耗数据的原始采集、能耗数据的在线传输、能耗数据的在线分析与诊断等。通过安装能耗计量装置，可以实现能耗数据的原始采集； 通过安装通讯管理机，可以实现能耗数据的在线传输； 通过能耗数据的采集和存储，可以形成直观的趋势，从而确定高能耗范围内高能耗的原因； 通过后期配置节能节电产品，改进运行管理模式，实现节能降耗；

2.1 能源消耗数据原始采集

能耗数据的原始采集是整个能耗在线监测系统的基础，是整个能耗在线监测系统的基本构成要素。 是指办公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源类型的划分。 分项能耗数据是指将一类或多类分类能耗数据细分为若干项。 例如，电能可分为插座照明用电、空调用电、特种用电、动力用电4类子项，每个子项又可分为若干子项。 插座照明用电量包括建筑物内主要工作区域照明、常用设备用电等，又可细分为三个小项：插座照明用电、应急照明及走廊用电、室外照明用电。 空调用电量主要是指为建筑物内部提供制冷和供暖所消耗的电能，还包括冷热站用电量和空调末端用电量两个分项。 电力用电量是指为建筑物提供电力服务所消耗的电能，包括电梯用电、水泵用电、风扇用电三个小项。 这些分类、分项数据需要在采集器内部进行计算和存储，并定期与数据中心建立连接，发送原始数据。 本项目涉及的能耗信息主要包括用电量、用水量等。根据分类分项计量系统的设计要求，该大楼采用多功能电能表进行用电计量，并在各楼层的照明配电箱、空调配电箱、动力配电箱等专用配电箱内安装多功能电能表，实现电能的分项采集； 水计量主要通过远程计量水表，远程水表安装在每栋楼的总进水管和各楼层的出水管上。

2.2 数据传输

数据传输是指原始分类、分项数据通过数据采集器或GPRS等远程通信方式将离散分布的建筑能耗原始数据上传到数据中心，并对数据进行处理，完成原始数据存储过程。 在此过程中，数据采集器将定期采集到的数据进行累加，形成XML（ ）格式的数据包。 数据包中不仅包含要上传的数据，还包含相应的建筑物信息和采集器信息。 采集器还对要传输的数据包进行加密，一般采用128位AES加密，保证数据安全和上传工作。 整个系统的数据传输网络包括现场计量采集设备与采集器之间的485网络以及采集器与数据中心之间的以太网。 现场计量采集装置与采集器之间采用RS-485总线，实现计量采集装置的手拉手连接和采集器的接入。 每条485总线连接的计量采集设备数量约为20个； 采集器与数据中心之间通过楼内智能网络实现数据的远程传输。 整个系统的网络结构如下图所示：

2.3 能源在线监测系统软件功能设计

能耗综合主界面

综合能耗主界面可以反映学校当年各用能类别的能耗情况以及折算成标准煤的综合能耗情况，并计算单位面积的能耗； 界面下部显示当天、每小时的能耗曲线； 点击各能源消费类别上方区域，跳转至该能源消费类别能源消费分析主界面； 您可以通过下拉框切换建筑物。

分项用电量统计

计算每小时、每天、每月和每年的用电量。 统计数据采用饼图、柱状图、折线图、面积图等多种图形显示方式，直观地反映各种统计数据的数值、趋势和分布。

用电分支趋势分析

计算各区域、各设备用电量，精准定位用电线路，制定节能绩效评价体系，推动节能降耗工作落实。 建立用能设备运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析和评价结果，并结合设备维护记录，为设备运行和维护提供依据。

能源消耗数据同比分析

将各类、主要用能设备能源消耗量与去年同期、上月值进行比较，检查节能效果。 根据分析结果，进行节能绩效评估，修订节能目标。

能耗数据分时统计

按时间区分能源类型、负荷类型、区域能耗，按小时、日、月、年、工作日、非工作日等能耗数据进行对比分析合肥能耗管理平台系统，掌握具体能耗情况。 每天的能耗可以按照时间段设置峰、平、谷，并且可以统计每个时间段的能耗，减少空闲时间的能耗。

电能数据实时监测预警

通过高精度智能仪器，通过技术手段实现自动全时、高密度实时能耗监测，减少能耗“跑、漏、滴、漏”和计量误差。 实时监测现场仪表返回的数据，对电能进行合理控制和预警，对运行过程中用电异常及时发现并纠正，并随时处理。 根据需要设置重要设备超标预警值，超标时进行提醒并主动记录。

3 能耗在线监测系统建设的意义

大型公共建筑能耗监测系统是按照办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则而设计的多层次、多功能、跨区域、可双向交换信息的复杂系统。 通过构建这样的能耗监测系统，可以实时监控建筑物的能耗情况。 通过能耗数据分类分项测算、数据分时统计、公共展示平台等，促进大型公共建筑提高节能运行管理水平，为企业和政府机构制定切实可行的政策和决策提供参考和有力支撑，并通过综合能源管理系统软件对各能源计量点用电量实现在线计量、动态监测、集中管理、科学考核。

安科睿苗阳阳

当今社会，节能减排已成为社会各界关注的焦点。 为了提高能源管理效率，许多企业开始采用能源消耗在线监测系统。 本文将从多个方面对该系统进行详细的分析和讨论，以期为读者提供宝贵的经验分享。

能源消耗在线监测系统概述

能源消耗在线监测系统是通过实时数据采集和分析，对企业能源使用情况进行监测和管理的系统。 可以帮助企业实时掌握能源消耗情况，发现潜在的节能机会，进行准确的能源预测和计量。 该系统可以覆盖所有环节，包括电、水、气等能源类型。

实时数据收集和分析

能耗在线监测系统的核心是实时数据采集和分析。 通过安装传感器设备和智能电表，系统可以实时采集并记录各种能源数据，如用电量、用水量、用气量等，这些数据将传输到中央服务器进行处理和分析，并生成相应的报告和图表。 通过对数据的深入分析，企业可以了解不同设备、不同部门的能耗情况，从而制定有针对性的节能措施。

准确的能源预测和计量

能耗在线监测系统还具有准确的能源预测和计量功能。 通过对历史数据的分析和建模，系统可以预测未来的能源需求并提供相应的计量解决方案。 这不仅可以帮助企业更好地规划能源采购和使用，还可以帮助企业控制成本、优化生产流程、提高能源效率。

发现潜在的节能机会

能耗在线监测系统可以通过实时数据分析发现潜在的节能机会。 通过比较不同设备、不同时间段的能耗，系统可以识别异常能耗行为并及时发出警报。 这使得企业能够及时采取措施减少能源浪费，改进设备使用方式，实现更高效的节能。

能耗监测系统软件是数据管理中心。 依托计算机网络技术、通信技术、计量控制技术等信息技术，实现能源管理和能源计量的数字化、网络化、可视化，为重点用能企业建立科学完整的体系。 能源管理系统通过对用能单位安装分类、分项计量装置电费能耗管理系统，实现能源消耗的在线监测、动态分析和节能减排，为政府能耗监管部门和能源消费提供整体能耗监测解决方案企业。 对数据进行分析统计后，形成相应的报告，为管理者提供决策依据。

康沃斯（）能耗管理系统是指对建筑物内的供水、供电、燃气、空调等相关能源进行统一监控和管理，并构建一套能耗分析平台，为能耗监控提供有效依据和分析。 实现数据的集中管理，达到提高质量、提高效率、降低成本、减少存储的目的。

为了更好地说明能耗在线监测系统的应用效果，我们以XX公司为例进行案例分析。 XX公司是一家大型生产企业。 通过引入该系统，成功降低了能耗，提高了生产效率。 利用系统提供的实时数据，公司发现了部分设备的能源浪费情况，并及时采取了改进措施。 通过不断优化，XX公司取得了可观的节能效果，在节能方面赢得了良好的声誉。

能源消耗在线监测系统是提高能源管理效率的重要工具。 它可以帮助企业实时监控能源消耗，发现潜在的节能机会，并提供准确的能源预测和测量。 本文通过详细的分析和案例分享，对该系统进行了全面的介绍和讨论。 相信随着技术的不断进步和应用的推广，能耗在线监测系统未来将会发挥更大的作用，为各行各业的可持续发展做出更大的贡献。