王晶晶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文將針對大型公共建筑能耗監控系統當中安裝設備的特定分類、分項能耗裝置進詳細分析，借助GPRS/Wi-Fi等無線傳輸技術手段，將大型公共建筑能耗檢測到的數據信息進行動態化分析，切實為我國節能減耗事業做出貢獻，對大型公共建筑的能耗消耗情況進行監控，若發現了能耗過大的問題有效進行優化與管控。
關鍵詞：監控系統；能耗裝置；控制系統
0背景
我國建設部提出，經過大數據統計分析，2020年底，全國建筑總面積已經超過400億平方米，建筑能耗將達到十點九億噸標準煤，建筑在建造和使用過程中直接消耗的能源已占全社會總能耗的百分之三十左右。我國當前大型公共建筑能耗在計量、傳輸、節能監管層次存在一定問題，粗放式能耗管理在一定程度會造成大量的能耗浪費，大型公共建筑能耗監測與節能管理已經成為我國節能減耗工作的側重點。雖然我國當前已經開展了信息化能好監管工作，但是很多地方因為數據采集自動化程度較低，管理信息化程度較低，在數據上報的過程中，存在諸多問題，直接增加了能耗數據統計的難度。為了實現精準化的能耗數據信息采集，有效對能源消耗情況進行動態化管控，本文將針對大型公共建筑能耗監控系統進行詳細分析。
1國內外大型公共建筑能耗監控系統發展
放眼國外來看，國外的智能樓宇技術已經較為成熟，能耗數據信息監測的智能化、自動化水平也相對較高。針對發達國家來說，尤其是針對大型公共建筑的能耗監控是相當注重的，智能化能耗監測設備也不斷完善，工程系統運行穩定。針對我國來說，智能樓宇技術雖然有所運用，但是缺乏系統化的智能樓宇集成系統，相關觀念、理念并未形成，與國外仍然存在較大差距。我國很多智能樓宇系統在運行的過程中，缺乏相關系統整體運行機制，會造成事半功倍問題，導致投資浪費，智能樓宇監測系的實時性、可靠性、穩定性都很難達到世界標準水平。國外當前很多信息化技術企業都已經針對大型公共建筑能耗監控系統，研發出了與其相匹配的系統性產品，美國霍尼韋爾、美國江森自控、德國西門子等公司，都積極進行了能耗監測系統產品研發，促使國家大型公共建筑能耗監控系統運行更加穩定高效。我國智能樓宇發展雖然存在不完善之處，但是在國家和企業的共同努力推動之下，正在積極發展。我國上海元上能耗計量管理系統、研華地BEMS樓宇能源管理系統，都展現出了自身*價值，在我國大型公共建筑能耗監控工作當中運用廣泛。
2大型公共建筑能耗監控數據采集
2.1能耗監控數據采集
大型公共建筑能耗數內部數據系統繁雜，并且耗能的單位較多，為了做好大型公共建筑能耗監控系統構架，必須要對大型公共建筑能耗監控數據信息內容進行把控。結合我國頒布的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑的具體內容》當中的要求來看，大型公共建筑能耗數據信息監控內容如圖1所示。
圖1 能耗監控數據采集內容
2.2能耗監控數據處理
在開展大型公共建筑能耗監測的過程中，可以借助一般性檢驗計量裝置對能耗數據信息進行檢測，在明確能耗計量裝置峰值和谷值的基礎上，對各項數據進行監控。針對電能表當中的功率情況進行驗證。為了保障數據信息采集的有效性，可以連續兩次進行數據信息采集，對兩次數據信息采集誤差進行把控，確保功率低于之路能耗設備功率的2倍。在確保數據信息采集精準性的基礎上，還需要開展分項能耗數據計算，借助計量裝置開展檢測，結合各項能耗指標的計算方法，保障計量檢測水平。
3大型公共建筑能耗監控系統構建框架
3.1系統框架
本文當中所研究的大型公共建筑能耗監控系統，緊密依照《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——軟件開發指導說明書》當中的要求開展設計的，切實滿足了我國規定的設計標準。大型公共建筑能耗監控系統框架搭建模式如圖2所示，其主要目的便是獲取采集器前端數據信息。針對信息資源與數據層來說，便是在大型公共建筑當中，實現第一手能源消耗的數據信息獲取、傳輸，將采集到的能耗數據信息進行分類。針對應用層來說，涵蓋了數據及信息管理、分析展示、信息服務、后臺管理等四個層次內容，不同層次當中涵蓋了諸多字內容。應用層在大型公共建筑能耗監控工作當中的功能，便是用于能耗數據信息處理、展示、數據信息監測。在應用層當中，可以將每個功能當成獨立的系統模塊，在設計應用層模塊時，應該保障每個處理模塊相對獨立，減少各個模塊之間的相互干擾，為后續能耗數據信息處理做鋪墊。針對表現層來說，便是對社會當中不同角色可以結合自身的實際需求，對大型公共建筑能耗數據信息進行分析。
圖2 大型公共建筑能耗監控系統構建框架圖
3.2軟件構架
大型公共建筑能耗監控工作一般是借助軟件APP進行操控管理的，在本文當中所提及到的大型公共建筑能耗監控系統軟件當中，涵蓋了監控終端、數據庫、數據管理系統、數據采集系統、防火墻、通信網絡、集中器、樓宇數據信息采集終端。智能樓宇系統所采集到的能耗數據信息，會傳輸到數據集中器當中，將建筑物當中電能表、水表、冷量表、氣表等能耗數據信息、運行狀態進行集中處理。集中器會將數據信息轉換成TCP/IP協議數據包等，通信網絡在防火墻的作用之下，促使數據信息處理模塊運行，將有關的能耗數據信息傳輸到數據庫當中。數據信息采集系統對集中器當中的樓宇終端通信協議進行管理，定時對數據通信存在的錯誤進行查錯。針對數據丟失、工作異常等諸多內容進行相關數據處理，有效獲取數據庫當中的相關數據信息，結合系統設置的能耗監測指標，動態化對建筑物當中的能耗情況進行監控、測評、分析、存儲、展示。監控終端一般會從數據庫當中獲取相關數據并且得出評估結果，對其進行綜合分析把控。監控終端會結合數據庫、數據采集系統、通信網絡、防火墻、集中器等，對控制指令進行分析，以便于對樓宇的采集終端數據信息狀態把控。
4大型公共建筑能耗監控系統關鍵技術
4.1多種能耗采集終端接入技術
在大型公共建筑能耗監控系統當中，關鍵的技術之一便是多種能耗采集終端接入技術，以便于對公共建筑當中的多種能耗進行整合采集。不同品牌能耗監控系統當中的多種能耗采集終端接入技術存在不同差異，如何借助一個集中器進行多種能耗采集連接至關重要。因為不同能耗監控系統存在私有協議，所以在選擇大型公共建筑能耗監控系統時，應該對不同品牌的系統進行分析，明確各個品牌的私有協議、種能耗采集連接方式，保障不同品牌開發的能耗監控系統滿足大型公共建筑的實際使用需求，確保軟件系統可以順利接入到不同能耗采集終端當中。
4.2系統軟件開發技術
在實際開展大型公共建筑能耗監控系統運用時，需要結合系統的整體框架和模塊分層特點，引入本軟件平臺的開發技術。借助Java、JavaScrip等編程語言進行程序編碼設計，將數據存儲庫與云存儲技術相銜接，確保能耗數據信息存儲的安全性與巨型容量。在進行數據信息傳輸通訊時，應該選擇穩定的RS485數據通信標準，保障存儲數據信息高質量運行。
5大型公共建筑能耗監控系統主要創新點
5.1應用創新
大型公共建筑能耗監控系統需要結合客觀需求，不斷進行應用創新。借助計算機技術手段，結合能耗指標要求，切實精準的確保動態化的數據信息傳輸與分析，實現對大型公共建筑能耗開展動態化實時監測。作為一種新型能耗監測系統，必須要推動我國智能樓宇系統發展，實現我國節能減耗工作發展進步。
5.2技術創新
針對大型公共建筑當中涵蓋了諸多能耗類型，大型公共建筑能耗監控系統需要通過有線、無線等諸多方式，對電能表、水表、冷量表、氣表等設備進行數據信息連接分析。將各種設備與數據信息中心進行聯系，并且實現數據類型分項、分類計量、無線傳輸，有效降低成本，切實增強大型公共建筑能耗監控系統運行效率。
6 安科瑞能耗監控系統介紹
Acrel-5000能耗在線監測系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源審計，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上人民政府管理節能工作的部門報送能源審計報告。
6.1平臺結構
Acrel-5000能耗在線監測系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建筑的實時數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開放性、網絡化、單元化、組態化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構：
圖3 平臺結構
6.2平臺功能
（1）系統可按使用年份統計建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動折算成相應的標準煤消耗量，從而反映建筑物當年各分類能耗用能和綜合能耗。系統以餅圖形式展示建筑4大用電分項能耗的占比情況。系統以曲線圖形展現各類能耗的消耗的消耗趨勢，便于業主方實時直觀掌握能源消耗情況。
（2）系統可以根據分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當日和當月的用能峰值。顯示當日用能、當月用能、當年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時、31天、12個月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鐘曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。
（3）系統依據建筑物能源消耗的分布情況進行能耗計量點的選取和設置，使得能耗監測系統可以覆蓋整個建筑物。系統使用者可通過相關界面調取該建筑物各能耗節點的能耗統計報表，減少用能的“跑、冒、滴、漏"和計量誤差。
（4）系統依據住建部分類分項能耗數據采集導則，將建筑物耗電分為照明插座、空調、動力和特殊用電進行計量裝置選型和設置，并按用能區域或功能區域等劃分并進行統計，以報表和同、環比棒圖形式展現該區域的能源消耗。
（5）系統可針對能源消耗量大的設備或區域進行準確定位，便于管理層制定節能績效考核制度，推動節能降耗的有效執行。為用能重點設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。
（6）系統提供分級權限管理功能，對具備權限用戶提供開放的信息維護接口，用戶可自行對建筑和系統監測范圍內計量點的信息進行增、刪、改和查詢，建筑物信息包括建筑類型、建設年代、建筑面積、建筑物人員數量等。系統還對無法自動采集的計量信息提供手動錄入功能，便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。
6.3數據上傳
安科瑞能耗在線監測系統按照重點用能單位能耗在線監測系統技術規范定義的系統平臺接口協議規范的要求，將用能企業的基礎信息、計量器具信息、用能數據及能效數據上傳至省級或國家平臺，上傳數據經過HTTPS協議加密傳輸。如果數據傳輸失敗或超時（網絡故障），將重發數據，直至接收成功反饋消息。
6.4能源計量表具選型
7結束語
總而言之，大型公共建筑能耗監控系統自身具備一定優勢，在運行的過程中可以滿足當前社會綠色節能發展需求。為此，應該結合我國當前建筑事業發展需求，積極對大型公共建筑能耗監控系統以及相關設備進行創新，完善能耗監控系統相關配套設施，動態化及時對大型公共建筑的能耗進行分析，及時發現造成能耗過多造成的問題，并有針對性的進行改進，真正踐行我國節能減耗發展需求。
【參考文獻】
[1]任萬娣,王磊.基于WebAccess的大型公共建筑能耗管理與分析的研究[J].智能建筑與城市信息,2011(09):64-67.
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[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
