0引言
0 引言
隨著高等教育規(guī)模的不斷擴大，學校的能源開支在運營成本中的占比日益增加。為了有效降低運營成本、建設(shè)綠色校園并落實節(jié)能減排目標，構(gòu)建一套高效的高等院校能耗監(jiān)測與監(jiān)控管理平臺顯得尤為重要。本文旨在探討該平臺的建設(shè)方案，通過借鑒一些先進理念和技術(shù)體系，實現(xiàn)對學校水、電等能耗的精細化管理，進而指導學校基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及能耗監(jiān)管平臺的構(gòu)建。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
高等院校能耗監(jiān)測與監(jiān)控管理平臺采用有線Internet網(wǎng)絡(luò)為主、GPRS為輔的數(shù)據(jù)傳輸方式，結(jié)合485通訊與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)的全面監(jiān)測、傳輸、分析及信息發(fā)布。系統(tǒng)架構(gòu)包括命令接收/發(fā)送服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收/發(fā)送服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、信息展示服務(wù)器、防火墻、防病毒系統(tǒng)、文件存儲/數(shù)據(jù)備份服務(wù)器、監(jiān)控工作站、變送器、中繼器、前端傳感器、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器、UPS電源、通訊電纜及建筑能耗實時監(jiān)測軟件等關(guān)鍵組件。該平臺能夠穩(wěn)定可靠地實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、傳輸、分析及展示，為節(jié)能減排提供有力支持。
2 能耗數(shù)據(jù)采集與傳輸
2.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)設(shè)置
智能能源網(wǎng)關(guān)作為能耗監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)的核心，負責與各終端電表進行數(shù)據(jù)通信（抄表），并存儲相關(guān)數(shù)據(jù)。通過電話線、GSM無線方式、中壓載波（RS232）、485總線等多種通信方式，定時或?qū)崟r將采集的數(shù)據(jù)傳輸至管理部門的數(shù)據(jù)服務(wù)器。智能網(wǎng)關(guān)還能自動生成電費報表，提供詳盡的能耗分析。
2.2 數(shù)據(jù)采集監(jiān)測點設(shè)置
數(shù)據(jù)采集監(jiān)測點涵蓋照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電及特殊用電等多個方面。照明插座用電包括建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座、走廊和應(yīng)急照明、室外景觀照明等；空調(diào)用電則包括冷熱站和空調(diào)末端設(shè)備用電；動力用電主要服務(wù)于電梯、非空調(diào)區(qū)域通風、生活熱水等動力設(shè)備；特殊用電則指能耗密度高、占總電耗比重大的特殊區(qū)域和設(shè)備，如洗衣房、廚房、游泳池等。
3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)布線方式
數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)與計量裝置之間采用符合行業(yè)標準的有線或無線物理接口，支持多種協(xié)議類型的計量裝置。在布線時，根據(jù)系統(tǒng)安裝成本和現(xiàn)場條件，優(yōu)先采用電信號或RS485通信方式。對于長距離傳輸，采用RS485通信方式以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在特殊情況下，可采用無線方式進行連接。同時，為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的獨立性，能耗數(shù)據(jù)遠程傳輸系統(tǒng)盡量不與建筑原有的自動控制系統(tǒng)發(fā)生信息互連和共享。
4 建筑能耗數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
能耗數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和監(jiān)測建筑到數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負責采集建筑內(nèi)的電能或其他能耗信息，并通過遠程信道與數(shù)據(jù)交換中心進行數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)具有固定IP地址或網(wǎng)絡(luò)域名，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/span>
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規(guī)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規(guī)定時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導出報表。
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)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導軌式安裝結(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 | DTSD1352 |
| DIN35mm導軌式安裝結(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。 |
DDSD1352 |
| DDSD1352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:1P | |
ADW300/4G |
| 計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`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。 | |
ARCM300T-Z-4G |
| 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。 | |
給水管道 | 水表 |
| 計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
7結(jié)束語
本論文介紹了節(jié)能監(jiān)管體系、能耗監(jiān)測平臺建設(shè)的實施過程.從總體上對監(jiān)測平臺系統(tǒng)構(gòu)成進行介紹,并對數(shù)據(jù)的傳輸、采集點的設(shè)置等進行了具體分析。該系統(tǒng)不僅可以充分發(fā)揮能耗監(jiān)測平臺在節(jié)約型校園建設(shè)中的作用，還可擴展為其他建筑的能耗監(jiān)測平臺,具有一定的推廣價值。
參考文獻
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