智能網關在校園能耗監測係統中的應用介紹

hth下载地址 陳聰

 摘要：國家提出了全社會(hui) 節能減排的戰略舉(ju) 措，節約型校園的建設是實現這一舉(ju) 措的重要內(nei) 容。為(wei) 了對校園能耗實行量化管理、實時監測，需要建立一個(ge) 完善的監管體(ti) 係校園節能監管體(ti) 係。而節能監管體(ti) 係的核心是能耗監測平台，本文介紹了一種基於(yu) 智能網關(guan) 的能耗監測係統的建設方法，並給出了係統的具體(ti) 建設實施方法，具有一定的理論價(jia) 值和實際工程意義(yi) 。

   關(guan) 鍵詞：節能校園；智能網關(guan) ；能耗監測

0引言

   隨著近幾年來招生規模的擴大，能源開支占學校運營成本的比重也會(hui) 越來越大。在學習(xi) 和借鑒國內(nei) 外理念、管理經驗及技術體(ti) 係的基礎上，強化對學校的水、電等能耗進行精細化管理將會(hui) 大幅度降低學校運營成本、建設綠色校園，落實節能減排工作任務，指導學校基礎設施建設、能耗監管平台建設具有重要意義(yi) 。因此建立高等院校能耗監測與(yu) 監控管理平台是非常有必要的。

1係統總體(ti) 設計

   節約型校園建築能耗實時監管平台的建設以有線Internet網絡傳(chuan) 輸為(wei) 主、GPRS為(wei) 輔的建築能耗監測、數據分析、數據管理、信息發布係統。平台采用485通訊與(yu) TPC/IP網絡相結合的建築能耗統計技術。係統由命令接收/發送服務器、數據接收/發送服務器、數據處理服務器、信息展示服務器、防火牆、防病毒、文件存儲(chu) /數據備份服務器、監控工作站、變送器、中繼器、前端傳(chuan) 感器、網絡轉換器、UPS電源、通訊電纜與(yu) 建築能耗實時監測軟件等構成。係統能夠可靠、穩定地實現建築能耗數據的監測和傳(chuan) 輸，並具有數據分析、處理和信息展示發布功能B-9。能耗監測平台係統結構圖如圖1所示。

圖 1 能耗監管平台係統結構圖

2能耗數據采集與(yu) 傳(chuan) 輸

   建築能耗監測的能耗數據采集采用自動采集方式，即通過自動采集方式將采集的建築分項能耗數據和分類能耗數據由自動計量裝置實時采集，通過自動傳(chuan) 輸方式實時傳(chuan) 輸至項目的數據中心。見圖2能耗數據采集網關(guan) 應用拓撲圖。

2.1數據網關(guan) 設置

   智能能源網關(guan) 與(yu) 能源管理信息係統主站係統、能源管理工作站和各種能源計量設備構成完整的能耗監測與(yu) 管理信息係統。智能能源網關(guan) 負責主動與(yu) 每一終端電表進行數據通信(抄表)並存儲(chu) 數據5。定時或實時采集的數據可通過電話線(或GSM無線方式)、中壓載波(RS232)485總線等形式直接傳(chuan) 回到管理部門的數據服務器中，並對這些數據分析處理。將結果以各種統計報表、圖示等形式報告給管理部門，能自動計算電費，生成報表。

2.2數據采集監測點設置

   包括照明插座用電、空調用電、動力用電和特殊用電。 

圖 2 能耗數據采集網關(guan) 應用拓撲圖

   照明插座用電是指建築物主要功能區域的照明、插座等室內(nei) 設備用電的總稱。照明插座用電包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電。照明和插座是指建築物主要功能區域的照明燈具和從(cong) 插座取電的室內(nei) 設備。走廊和應急照明是指建築物的公共區域燈具，如走廊等的公共照明設備。室外景觀照明是指建築物外立麵用於(yu) 裝飾用的燈具及用於(yu) 室外園林景觀照明的燈具。

   空調用電是為(wei) 建築物提供空調、采暖服務的設備用電的統稱。空調用電包括冷熱站用電、空調末端用電，共2個(ge) 子項。冷熱站是空調係統中製備、輸配冷量的設備總稱。空調末端是指可單獨測量的所有空調係統末端，包括全空氣機組、新風機組、空調區域的排風機組、風機盤管和分體(ti) 式空調器等。

   動力用電是集中提供各種動力服務(包括電梯、非空調區域通風、生活熱水、自來水加壓、排汙等)的設備(不包括空調采暖係統設備)用電的統稱。動力用電包括電梯用電、水泵用電、通風機用電，

   特殊區域用電是指不屬於(yu) 建築物常規功能的用電設備的耗電量，特殊用電的特點是能耗密度高、占總電耗比重大的用電區域及設備。特殊用電包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、遊泳池、健身房或其它特殊用電。

3數據采集係統布線方式

   在建築能耗監測中計量裝置和數據采集子係統之間采用了符合各相關(guan) 行業(ye) 智能儀(yi) 表標準的各種有線或無線物理接口，數據采集子係統具有兼容不同協議類型的計量裝置的能力。計量裝置和數據采集子係統之間采用主-從(cong) 結構的半雙工通信方式。從(cong) 機在主機的請求命令下應答數據采集子係統是通信主機，計量裝置是通信從(cong) 機。

   在進行樓內(nei) 布線時，考慮係統安裝成本，數據采集末端的變送器采用電信號或RS485通信方式進行連接。當連線距離小於(yu) 50m時，采用屏蔽線連接；當連線距離大於(yu) 50m時，由於(yu) 屏蔽線電流或電壓信號衰減較大，采用RS485通信方式進行I/O模塊的連接，使有效傳(chuan) 輸距離達到1200m。當現場條件不滿足采用電信號或RS485通信方式條件時，采用無線方式進行連接。在項目布線中為(wei) 保證監測數據的獨立性，能耗數據遠程傳(chuan) 輸係統均盡可能的不與(yu) 建築原有的自動控製係統發生信息互連和共享，即構造獨立布置能耗數據遠程傳(chuan) 輸係統。

4建築能耗數據傳(chuan) 輸係統

   能耗數據傳(chuan) 輸係統由數據采集子係統和監測建築到數據中心傳(chuan) 輸子係統組成。數據采集子係統負責對建築內(nei) 電能或其它能耗信息進行采集。它通過信道對其管轄的各類表計的信息進行采集、處理和存儲(chu) ，並通過遠程信道與(yu) 數據中心交換數據。能耗數據傳(chuan) 輸係統采集並緩存其管理區域內(nei) 監測建築的能耗數據，完整轉發給上級數據中心。計量裝置和數據采集子係統之間應采用符合各相關(guan) 行業(ye) 智能儀(yi) 表標準的各種有線或無線物理接口，數據采集子係統應具有兼容不同協議類型的計量裝置的能力。數據采集子係統和數據中心應使用專(zhuan) 線方式接入傳(chuan) 輸網絡，並具有固定IP地址或者網絡域名。

5 hth下载地址網關(guan) 介紹

5.1通信管理機

5.1.1概述

   本係列智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平台，具有多個(ge) 下行通信接口及一個(ge) 或者多個(ge) 上行網絡接口，用於(yu) 將一個(ge) 目標區域內(nei) 所有的智能監控/保護裝置的通信數據整理匯總後，實時上傳(chuan) 主站係統，完成遙信、遙測等能源數據采集功能。

   同時，本係列智能通信管理機支持接收上級主站係統下達的命令，並轉發給目標區域內(nei) 的智能係列單元，完成對廠站內(nei) 各開關(guan) 設備的分、合閘遠方控製或裝置的參數整定，實現遙控和遙調功能，以達到遠動輸出調度命令的目標。

5.1.2產(chan) 品介紹

5.2數據轉換模塊

5.2.1概述

            AF-GSM是hth下载地址電氣推出的新型的4G遠程無線數據采集設條，采用嵌入式設計。內(nei) 嵌TCP/IP協議棧，同時采用了功能強大的微處理芯片，配合內(nei) 置看門狗，性能可靠穩定。

   本產(chan) 品提供標準RS485數據接口，可以方便的連接RTU、PLC、工控機等設備，僅(jin) 需一次性完成初始化配置。就可以完成對MODBUS設備的數據采集，並且與(yu) hth下载地址服務器進行通訊。

5.2.2產(chan) 品介紹

5.3 無線通訊轉換器

5.3.1概述

AEW110係列無線通訊轉換器主要用於(yu) 輔助RS485設備進行無線組網，通過將通訊數據在RS485信號與(yu) 無線信號之間互轉，完成普通RS485設備的無線通訊。降低用戶通訊組網的施工成本與(yu) 改造時間。可與(yu) RS485通訊設備靈活安裝，實現局部通訊的無線組網。

5.3.2產(chan) 品介紹

5.4無線通訊終端

5.4.1概述

         AWT100數據轉換模塊是hth下载地址電氣推出的新型數據轉換DTU，通訊數據轉換包括 2G、4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP 等通訊方式，下行接口提供了標準RS485數據接口，可以方便的連接電力儀(yi) 表、RTU、PLC、工控機等設備，僅(jin) 需一次性完成初始化配置，就可以完成對MODBUS設備的數據采集；同時AWT100係列無線通訊終端采用了功能強大的微處理芯片，配合內(nei) 置看門狗技術，性能可靠穩定。

         AWT200數據通訊網關(guan) 應用於(yu) 各種終端設備的數據采集與(yu) 數據分析。實現設備的監測、控製、計算，為(wei) 係統與(yu) 設備之間建立通訊紐帶，實現雙向的數據通訊。實時監測並及時發現異常數據，同時自身根據用戶規則進行邏輯判斷，大大的節省了人力和通訊成本。

5.4.2產(chan) 品介紹

6結束語 

   本文介紹了節能監管體(ti) 係、能耗監測平台建設的實施過程，從(cong) 總體(ti) 上對監測平台係統構成進行介紹，並對數據的傳(chuan) 輸、采集點的設置等進行了具體(ti) 分析。該係統不僅(jin) 可以充分發揮能耗監測平台在節約型校園建設中的作用，還可擴展為(wei) 其他建築的能耗監測平台，具有一定的推廣價(jia) 值。

參考文獻

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[3]智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全（產(chan) 品報價(jia) 手冊(ce) ）.2023.01版

[4]企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版.