​​萍江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴（摘要）

2023-09-05

蒋超平

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏省江阴市

【摘要】：针对学校建筑能耗高、能源管理不合理的问题，利用计算机网络技术、通信技术、测量控制技术等信息技术，实现能源资源分类和分计量等功能。能源资源运行监管，清晰描述建筑整体能源消耗状况； 实时监测各供电回路的电压、电流、功率等电力参数，识别有效负载和无效能耗，通过技术或行为节能方法实现建筑的有效节能。

1 项目概况

宁波市鄞州澜青小学是由宁波日报报业集团、宁波天工实业、鄞州中学联合创办的一所全日制小学。 是一所由鄞州区教育局直接管理的民办学校。 学校占地约90亩，东临永新河，西临天工路，北临寿南东路。 总投资约3亿元人民币。 学校建筑面积约5.4万平方米，毗邻天宫庄园，环境优美。

2 能耗在线监测系统设计

整个能耗在线监测系统的设计是依据《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》和《浙江省分项用电量《国家机关办公建筑及大型公共建筑计量》依据《系统设计标准》等相关技术导则，构建符合用户实际需求的在线能耗监测系统。 整个系统完成了建筑内部能耗测量仪器和能耗数据采集装置的安装，实现了建筑能耗数据的采集。 、远程传输数据、数据统计和显示功能。 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，实现能耗数据的原始采集； 通过安装通讯管理机，在线传输能耗数据； 通过能耗数据的采集和存储，形成可视化趋势，确定较高的能耗范围，诊断高耗原因； 通过后期配置节能节电产品，完善运营管理模式，达到节能降耗的目的。 通过对比节能降耗前后的数据来检验节能降耗的效果。

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组成部分。 是指国家机关办公建筑和大型公共建筑主要消耗能源类型的分类。 建筑能耗应包括电消耗、水消耗、空气消耗、集中供热消耗、集中制冷消耗和其他能源消耗。 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，电能可分为四类：插座照明用电、空调用电、特种用电和动力，每个子项又可分为若干子项。 插座照明用电包括建筑物内部主要工作区域照明、通用设备用电等，可细分为插座照明用电、应急照明及楼道用电、室外照明用电三个小项。 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。 还包括冷热站电能使用和空调末端电能使用两个分项。 动力电是用于在建筑物内提供电力服务的电力，包括电梯用电、水泵用电、通风机用电三个分项。 这些分类、细分的数据应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。 在该建筑中，涉及的能耗信息主要包括用电量。 根据分级分项计量系统的设计要求，该大楼用电采用多功能电能表。 每层照明配电箱、空调配电箱均安装多功能电表、动力配电箱及其他专用配电箱，实现电能的逐项采集。

多功能电表采用交流采样技术，可分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数、电能等参数。 放大倍数可通过面板上的薄膜开关设定。 具有RS-485通讯接口，采用-RTU通讯协议，所有多功能表的有功电能测量精度达到0.5级。

2.2 数据传输

数据传输是指将原始分类的子数据通过数据采集器或GPRS等远程通信方式从离散分布的建筑群上传至数据中心，并进行数据处理，完成原始数据存储的过程。 在此过程中，数据收集器将定期收集的数据进行累积，形成可扩展标记语言（XML）格式的数据包。 数据包中不仅包含需要上传的数据，还包含相应的建筑信息和采集器信息等。 采集器还需要对传输的数据包进行加密。 一般采用128位AES加密，保证数据的可靠性并上传。 整个系统的数据传输网络包括现场测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。 现场测量采集装置与采集器之间通过RS-485总线实现测量采集。 安装的手拉手连接方式与采集器连接，每条485总线连接的计量采集设备数量约为20个； 通过楼宇内部的智能网络实现采集器与数据中心之间数据的远程传输，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能源消耗各类别能耗及折算标准煤的综合能耗，并计算单位面积能耗。

用电明细统计

每小时、每天、每月、每年的用电量统计。 统计数据采用饼图、条形图、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、趋势和分布情况。

电力分支电路趋势分析

统计各区域、设备用电量，准确定位用电线路，制定节能绩效考核制度，推动节能降耗工作有效落实。 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

分析各类、主要用能设备能耗与去年同期、上月相比，检验节能效果。 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、区域能耗学校能耗监测管理系统设计，按小时、日、月、年、工作日、非工作日等能耗数据进行对比分析，了解具体能耗情况。 可根据峰、平、谷时段设置每天的能耗，并计算各时段的能耗，减少空闲时间能耗。

电能数据实时监测预警

通过高精度智能仪表，运用技术手段，实现自动化、全实时、高密度的实时能源监测，减少能耗的“跑、升、滴、漏”和计量误差。 实时监测现场仪表返回数据，对电能进行合理控制和预警，及时发现并纠正运行过程中的异常用电，并随时处理。 根据需要设置重要设备的超标预警值。 超过标准时，会提醒并主动记录。

三、能源消耗在线监测系统建设的意义

根据建筑能耗监测系统建设相关技术导则，设计了一个多层次、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。 通过能耗数据分类明细、数据分时统计、公共展示平台等，促进国家办公建筑和大型公共建筑的改善。 节能运行管理水平为政府机构制定有效的政策和决策提供参考和有力支撑，通过一体化的电能计量系统对各电能计量点的用电量实施在线计量、动态监测、集中管理、科学考核。能源管理系统软件。 通过有效的终端监控管理，全面实现整体节能，为高耗能建筑进一步节能改造提供基础。

7月25日下午，以“数字共生不寻常”为主题的2023卡奥斯数字生态大会在青岛国际会议中心举行。 会上，COSMO聚焦工业数字化，发布了针对工业场景、企业、行业数字化转型的ONE-COSMO解决方案产品图谱。

其中，在能源行业数字化方面，卡奥斯推出了能源与碳管理产品，为企业量身定制数字化能源与碳管理解决方案，可以帮助企业“看得清、管得着”能源数字化智能管理。 能控、能控”，从而推动绿色化和数字化协调发展。

本次大会由青岛市工业和信息化局指导，卡奥斯物联网科技有限公司主办邵阳能耗管理系统定制，邀请了众多行业专家和企业家等重要嘉宾，通过趋势解读、工厂参观、新品发布、案例分享等形式。 聚焦工业互联网建设新成果，全面分享卡奥斯工业互联网平台的数字化探索与实践，为加快工业互联网发展和工业数字化转型，推动工业“网”化升级，共同探索工业互联网发展新趋势。

近年来，随着“双碳双控”战略顶层设计的确立和推进，特别是在当前从“能源消费双控”向“碳排放双控”转变的重要时期，要解决企业用电成本增加和新能源问题。 针对设备管理难度大、能源信息系统复杂等痛点，需要准确把握企业能源管理的核心诉求，通过有效的解决方案实现安全、稳定、经济、绿色的企业能源管理，促进运行和能源系统的管理。 该模式正在加速向全面标准化、深度数字化、高度绿色化转型。

会上，高能碳管理产品正式发布。 卡奥斯依托统一标准模型、物联网快速交付、应用组件开发、区块链可信认证、数字孪生场景、云边协同控制等六大技术优势，专注于构建能源领域的能源与碳管理体系管理。 一张“网”为企业提供集现场调研、产品解决方案、物联网解决方案、设备安装、数据配置、产品配置以及线上线下能源消费场景于一体的一站式定制化企业数字能源与碳管理产品。 全流程解决方案涵盖配电系统智能运维、生产设备能耗管控、空压机冷热公共辅助系统智能运行、智能微网调度管理等能源碳场景，帮助企业做到“能源碳管理”“看清楚”“管好”“控好”。

具体来说，首先“看得清楚”就是通过物联网的实施，对底层设备建立精准的计量系统，可以监控企业内所有设备的能耗数据，动态计算能耗核心装备指标及产品清单。 消费指数。

其次，“管理”不仅是对传统设备、人员、能源消耗的管理，还包括对组织碳排放、产品碳足迹的管理，帮助企业建立专业、高效的运营机制，可以实现组织碳排放、产品碳足迹的管理。每月更新企业工厂、可证明的碳排放数据。 例如，从2022年开始，基于能源主控系统，卡奥斯将帮助海尔实现国内41家工厂碳量化在线运行，涵盖14类排放源、75类排放实施情况。

第三，“控制精细化”主要是针对不确定的高耗能场景进行节能算法训练，通过云端协同技术实现场景的自动控制。 在某药厂空压站，COOS通过设备群控，每天下发控制指令200余次，将压缩空气压差稳定在0.01Mpa，并通过智能算法实现系统节能5% 。

节能降耗、降本增效是企业实施数字化转型的根本目标。

在主题为“赋能、共生、变革——企业数字化转型的最优路径”的圆桌论坛上，青岛海纳新材料有限公司副总经理任新波分享了与卡奥斯在能源领域合作的经验和碳管理经验。

“作为能源消费大国，我们每年消耗的电力达数千万千瓦时，仅凭我们自身的能力很难降低这笔成本。” 任新波表示，青岛海纳新材料近年来不断发展。 在能源管理、生产等方面进行了大量投入，但存在能源管理缺、资金缺、能力缺、专业人才缺的问题。 “通过能源和碳管理平台，卡奥斯帮助我们进行免费诊断和能耗分析。通过创收共享模式，帮助我们在合作第一年节省了15%的电费。”

对此，卡奥斯智慧能源副总经理邵凯表示，双方的合作源于智能售电场景。 依托能源与碳管理平台，COOS通过数据分析和算法模型输出，对海纳新材的能源使用情况进行预测和优化，一次性了解企业的​​能源消耗信息和能耗情况。 同时，平台打通生产系统，实现生产信息与能源消耗的耦合，实现企业能源的精细化管理。

事实上，基于自有的数字能源和碳管理平台，卡奥斯在能源管理领域打造了“线上数字平台+线下绿色场景”的能源全场景解决方案。 通过监测和分析企业的能源消耗情况，可以识别潜在的能源来源。 浪费问题，并提供相应的优化建议和解决方案，可以帮助企业及时发现和解决问题，实现能源数字化转型。 相关解决方案已在500多家企业实施。 以东北电气为例，为了降低空压机能耗，卡奥斯为工厂定制了一站式、全流程、全要素的空压站用气服务，帮助企业综合用气成本降低20% %。 每年节省约180万元。

目前，卡奥斯通过能源切换、能效改造、能源与碳管理等手段，赋能全国18个产业园区、55家互联工厂，探索560多个场景、1000多个定制能源解决方案。 在此基础上，卡奥斯打造了“工业沃土”行动计划，以打造能耗最低的工业单元为目标，构建集“降本提质增效”于一体的沃土农场生态，成功与海尔中德合作生态园、天津八里台工业园的实施，形成了一批可复制、可推广的成功经验。

未来，卡奥斯将持续深入探索低碳绿色发展模式，创新工业能源系统架构，为制造业数字化、绿色化转型创造更多实用模式，帮助行业企业实现双数字协同高——高质量发展。