淺談公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)平臺建設(shè)與框架研究摘要：本文針對公共建筑能耗監(jiān)測問題，應(yīng)用計算機自動化的技術(shù)手段和可控式終端能耗采集儀器構(gòu)建出能耗監(jiān)測系統(tǒng)框架和軟件平臺，提出了分級、分項和分區(qū)域處理的科學(xué)化數(shù)據(jù)處理手段。通過實例證明，該系統(tǒng)的構(gòu)建實現(xiàn)了能耗的動態(tài)、快速和可調(diào)控性監(jiān)測，從而為公共建筑合理規(guī)劃能耗分配和降低運行成本提供可參考性信息材料。關(guān)鍵詞：建筑物；能耗；監(jiān)測系統(tǒng)平臺；研究1.公共建筑能耗概述公共建筑能耗復(fù)雜，用能監(jiān)督系統(tǒng)性不強，傳統(tǒng)意義上的單一式記錄工作存在漏洞，缺乏科學(xué)性和性且運行成本過高。在減低公共建筑實際運行過程中用能并保證必要用能的前提下，規(guī)范和引導(dǎo)合理分配用能，減少浪費減低運行成本已經(jīng)作為一個有待解決的嚴峻問題。本文旨在構(gòu)建公共建筑能耗監(jiān)督系統(tǒng)平臺，建立起多項性的框架，并提出了相應(yīng)的計算機軟件系統(tǒng)，結(jié)合某市的能耗監(jiān)督系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)的運行情況對該系統(tǒng)平臺進行分析。技術(shù)框架研究公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)是指為耗電量、耗水量、耗氣量(天然氣量或者煤氣量)、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量與其他能源應(yīng)用量的控制與測量提供解決方案的系統(tǒng)。為了達到智能化水平，降低運行成本，提高數(shù)據(jù)分類收集科學(xué)性，該監(jiān)測方法主要應(yīng)用了計算機自動化控制、無線網(wǎng)絡(luò)傳送等技術(shù)手段;它不僅能對現(xiàn)場運作的設(shè)備進行控制和監(jiān)視，而且還能實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的控制、測量、參數(shù)的調(diào)節(jié)和對各類信號進行報警的功能。在當下的時代發(fā)展大環(huán)境下公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)平臺主要是為了實現(xiàn)能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析，是通過對公共建筑物樓宇間單個用能點安裝用能手機裝置，采用計算機無線數(shù)據(jù)傳送技術(shù)快速采集樓宇用能情況并將收集來的信息在數(shù)據(jù)處理進行科學(xué)化處理。公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)框架如圖1所示。圖一：公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)框架2.1整體性框架公共建筑物可根據(jù)收集來源和終端級別分為:(1)樓宇信息收集。(2)局部區(qū)域性信息平臺。(3)省級信息平臺。(4)數(shù)據(jù)處理。能耗信息從基礎(chǔ)的用能單位所安裝的監(jiān)測平臺收集儀器上傳送至局部區(qū)域收集平臺，經(jīng)初步處理上傳至的數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)分區(qū)分步完成收集工作，終針對不同公共建筑用能情況進行分類處理，編制管理報表。2.2計算機自動化傳送框架計算機傳送框架可根據(jù)用途不同分為收集源端和遠程傳送網(wǎng)絡(luò)。收集源端網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是以樓宇收集儀器信息為基礎(chǔ)的信息傳送系統(tǒng)。遠程傳送網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)現(xiàn)在無線傳輸功能建立起聯(lián)系性網(wǎng)絡(luò)。2.3信息交流根據(jù)傳輸方向不同可將信息交流分為上行和下行。(1)上行:局部系統(tǒng)按一定頻率進行采集后傳輸至上級系統(tǒng)平臺，待處理后逐步上傳至數(shù)據(jù)處理終端，數(shù)據(jù)處理不斷對接收的信息進行融合處理，得出所需的數(shù)據(jù)分析表有待下一步需求(2)數(shù)據(jù)處理根據(jù)收集到的信息進行能耗的功能性區(qū)別，分項數(shù)據(jù)和建筑物的分類數(shù)據(jù)的處理分析，并同步更新反饋至下級部門，根據(jù)實際可采用自動化調(diào)控收集終端采集器的采集頻率。3.監(jiān)督系統(tǒng)軟件平臺建設(shè)監(jiān)督系統(tǒng)軟件平臺主要有一般信息維護采集、信息數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、顯示平臺、上傳和協(xié)同平臺等7個子平臺系統(tǒng)構(gòu)成。(1)一般信息維護:為了收集到原始的能耗數(shù)據(jù)，對公共建筑物的功能、用能類型和其他數(shù)據(jù)進行調(diào)查和分析，并做好維護和修正工作。公共建筑一般配備用能采集儀器及建筑物用電回路線并串聯(lián)關(guān)系圖。(2)采集:顧名思義，采集為一般性信息的采集和匯總，正常安裝建筑物內(nèi)采集儀器的配置后，采用新的計算機傳送系統(tǒng)，將采集儀器上的計量表數(shù)據(jù)收集至數(shù)據(jù)收集中央系統(tǒng)平臺，待后續(xù)分類處理和分析，此過程應(yīng)保持連續(xù)性，確保正確性。(3)信息數(shù)據(jù)輸入:將收集到的能耗信息進行合理性分析并逐步驗證其正確性，再進行下一步處理。(4)數(shù)據(jù)處理:根據(jù)收集來的能耗信息采用數(shù)學(xué)及物理電路信息處理方法，對其進行分析得出分類性的用能信息，逐步劃分出不同類別用能信息。(5)顯示平臺:用圖表或者信息報表的方式顯示出收集、處理后的數(shù)據(jù)并顯示需要的人群。(6)上傳:為了區(qū)域性的分析能耗情況，構(gòu)建自動傳輸系統(tǒng)，將收集到的信息以規(guī)定的XML格式數(shù)據(jù)包上傳至平臺系統(tǒng)，定時完成調(diào)度任務(wù)(7)協(xié)同平臺:為了更好的推進建筑能耗監(jiān)督系統(tǒng)平臺的建立，協(xié)同管理、監(jiān)測、公告等各方面工作正常有序進行,構(gòu)建協(xié)同平臺逐步統(tǒng)籌和完善監(jiān)督系統(tǒng)平臺工作。4.應(yīng)用某市于2009年建立起公共建筑能耗監(jiān)督系統(tǒng)，正常運行至今，可對該市96棟公共建筑物能耗信息進行收集、傳送、動態(tài)監(jiān)測和信息處理。某公共建筑物通過收集的能耗信息可與該市能耗平均值進行橫向比較，也可進行高值與低值之間或與其他標志性建筑物能耗等多維度對比分析，從而定量分析出建筑物的用能階級，對發(fā)現(xiàn)用能分配不均和非必要性能耗具有重要的指導(dǎo)性價值，為節(jié)能減排提供可能性。5.安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)5.1概述Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)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(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。5.2應(yīng)用場所適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護。5.3系統(tǒng)功能5.3.1系統(tǒng)概況平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導(dǎo)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用能概況對建筑、部門、區(qū)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(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。5.3.3用能統(tǒng)計對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。5.3.4復(fù)費率統(tǒng)計復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。5.3.5同比分析對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。5.3.6能源流向圖能源流向圖展示單棟建筑指定時段內(nèi)各類能源從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指定時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。5.3.8設(shè)備管理設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運行。5.3.9用戶報告用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。6.系統(tǒng)硬件配置應(yīng)用場景型號圖 片保護功能建筑能耗管理系統(tǒng)Acrel-5000web采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。智能網(wǎng)關(guān)ANet-1E2S1采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。高壓重要回路或低壓進線柜APM810具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。APM520三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜AEM96三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。動力柜ACR120EL測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。DTSD1352DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。AEW100三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。照明箱DTSD1352DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。DDSD1352DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。DDS1352單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1PADW300/4G計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有