淺談基於智能網關的校園電能能耗監測係統設計與應用

hth下载地址 陳聰

摘要：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。能耗監測平台係統結構圖如圖1所示。

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。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) 數據網。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，並對這此數據分析處理。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。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、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優(you) 先采用電信號或RS485通信方式進行連接當連線距離小於(yu) 50m時，采用屏敲線連接;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/0模塊的接，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。完整轉發給上一級數據。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應使用專(zhuan) 線方式接人傳(chuan) 輸網絡，並具有固定IP地址或者網絡城名。

5hth下载地址建築能耗分析係統

5.1概述

Acrel-5000web建築能耗分析係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與(yu) 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(jue) 策層展示各類能源的使用消耗情況，便於(yu) 找出高耗能點或不合理的耗能習(xi) 慣，有效節約能源，為(wei) 用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照有關(guan) 規定實施能源計算，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，並向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。

5.2應用場所

適用於(yu) 公共建築、集團公司、工業(ye) 園區、大型物業(ye) 、學校、醫院、企業(ye) 等不同行業(ye) 的能耗監測與(yu) 管理的係統設計、施工和運行維護。

5.3係統功能

5.3.1係統概況

平台運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

5.3.2用能概況

對建築、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

5.3.3用能統計

對建築、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建築數據進行生成柱狀圖。

5.3.4複費率統計

複費率報表按日、月、年統計對單棟建築下不同支路的尖、峰、平、穀用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

5.3.5同比分析

對建築、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

5.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建築時段內(nei) 各類能源從(cong) 源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

5.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與(yu) 非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

5.3.8設備管理

設備管理包括，設備類型、設備台賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

5.3.9用戶報告

用戶報告針對選定的建築自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，並提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的複費率用能分析，報告可編輯。

6係統硬件配置

7結束語

本論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。

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