電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于大型公共建筑實踐探討

李文明 合肥市節(jié)能協(xié)會劉鳳華 安徽省德諾電子科技有限公司

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電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于大型公共建筑實踐探討

李文明 合肥市節(jié)能協(xié)會
劉鳳華 安徽省德諾電子科技有限公司

介紹了通過低壓電力傳輸技術(shù)、電力載波實時通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)嵌入技術(shù)及組網(wǎng)控制技術(shù)等，實現(xiàn)對大型公共建筑能耗的控制和管理，指出了技術(shù)的最大的特點(diǎn)是不需要架設(shè)網(wǎng)絡(luò)專線，只要有電，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

低壓電力傳輸；電力載波；實時通信；自由組網(wǎng)

電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)以計算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般分為3層：監(jiān)控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

1 載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)

（1）監(jiān)控管理層

監(jiān)控管理層是人機(jī)交互的直接窗口，主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機(jī)、打印機(jī)、UPS 電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況（見圖1）。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)工作原理示意圖

（2）網(wǎng)絡(luò)通信層

通訊層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

（3）現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端以及控制終端，采用具有高可靠性、分布式數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲的建筑能耗數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)控中心分析反饋的指令，控制終端執(zhí)行相關(guān)的操作動作，管理建筑能耗。

（4）系統(tǒng)功能特點(diǎn)

①建筑用能數(shù)據(jù)采集功能

計量點(diǎn)統(tǒng)計能耗數(shù)據(jù)采集

②能源管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能

能耗分類、分項管理、能耗設(shè)備狀態(tài)、能耗限額等

③能耗統(tǒng)計分析功能

水、電、氣、熱等能源統(tǒng)計分析，歷史數(shù)據(jù)對比分析，分類（分項、區(qū) 域）能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比分析，定額管理

④網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)功能

能耗數(shù)據(jù)集中管理，不同部門按權(quán)限訪問或處理數(shù)據(jù)

⑤數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控及輸出功能

數(shù)據(jù)圖表顯示、管理報表打印輸出、設(shè)備能耗異常報警

（5）系統(tǒng)優(yōu)勢分析

通過低壓電力傳輸技術(shù)、電力載波實時通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)嵌入技術(shù)及組網(wǎng)控制技術(shù)等，運(yùn)用此技術(shù)的優(yōu)勢：電力網(wǎng)絡(luò)廣泛、無需布線、無需重新開墻鑿洞、不破壞原有環(huán)境；電力線傳輸信息、電力線為各種控制設(shè)備提供動力能源；“水、電、氣、熱、冷/暖”五大領(lǐng)域的遠(yuǎn)程自動抄表、計量收費(fèi)、通/斷控制、計量考核、定額管理、實時監(jiān)測、能耗管控等自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、人性化管理。

2 經(jīng)濟(jì)效益分析

電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)免除了傳統(tǒng)的能耗監(jiān)控系統(tǒng)需要對建筑整體布設(shè)專線通訊，節(jié)約了大量的人工費(fèi)、材料費(fèi)，縮短了建設(shè)周期，其綜合技術(shù)性能也超過了傳統(tǒng)的能耗監(jiān)控系統(tǒng)的效果，大大降低了人工管理成本，降低了建筑運(yùn)營成本。電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)弱電能耗監(jiān)控系統(tǒng)成本和節(jié)能效果比較：

以合肥市濱湖壽春中學(xué)男生宿舍樓1號為例，建筑總面積約為11 200 m2，幾方面節(jié)能效益如下。

（1）照明控制

對5～10層學(xué)生公寓進(jìn)行照明控制，定時開、關(guān)照明、遠(yuǎn)程控制；可延長照明產(chǎn)品的使用壽命，降低能耗20%。

（2）空調(diào)控制

對5～16層學(xué)生和教師公寓進(jìn)行空調(diào)控制，遠(yuǎn)程開關(guān)、定時開關(guān)，降低能耗20%。

（3）智能限電

對11～16層教師公寓進(jìn)行限電控制，人性化避免用電超標(biāo)，避免使用大功率用電設(shè)備，降低能耗。

（4）數(shù)據(jù)監(jiān)測

對11～16層教師公寓進(jìn)行水表監(jiān)測，遠(yuǎn)程抄讀、直觀便捷。對熱水出水口進(jìn)行閥門控制，定時開關(guān)、遠(yuǎn)程控制、避免浪費(fèi)，延長閥門使用壽命。

3 社會效益分析

3.1 實現(xiàn)多領(lǐng)域能耗監(jiān)控統(tǒng)一平臺

電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)很好的解決了綜合建筑體中多領(lǐng)域能耗統(tǒng)計、控制平臺無法統(tǒng)一實現(xiàn)的問題，并且整個系統(tǒng)借助建筑體中原有的電力網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，不用破壞建筑體原本結(jié)構(gòu)，不影響建筑體的正常使用，對與歷史建筑的節(jié)能保護(hù)意義重大，工序簡單、操作方便，降低了建筑能耗，實現(xiàn)了多領(lǐng)域的能耗監(jiān)控統(tǒng)一管理平臺。

3.2 縮短項目建設(shè)時間

電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)只需要在控制區(qū)域的低壓變壓器下安裝一臺集中器，在需要采集和控制的終端就近取電安裝采集控制器，整個系統(tǒng)的硬件就假設(shè)完畢，再經(jīng)過后臺軟件的調(diào)試，即可完成全系統(tǒng)的投入使用。整個系統(tǒng)從安裝到調(diào)試結(jié)束的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱電系統(tǒng)安裝設(shè)備、穿管布線、系統(tǒng)調(diào)試所用的時間，項目建設(shè)周期大大縮短。

3.3 減少節(jié)能系統(tǒng)建設(shè)的總造價

電力載波能耗監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)借助建筑體中電力網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，減少了網(wǎng)絡(luò)布線的材料和人工成本，并且系統(tǒng)所有的設(shè)備及軟件可遷移性強(qiáng)，不產(chǎn)生二次投資成本，大大保護(hù)用戶的投資成本。采用本系統(tǒng)可節(jié)約人工費(fèi)、材料費(fèi)、避免建筑體遷移時二次投資費(fèi)等，經(jīng)濟(jì)社會效益明顯提高。

Practice and Discussion on Power Line Carrier Energy Consumption Surveillance System Applied in Large Public Building

Li Wenming Hefei Energy Conservation Association
Liu Fenghua Anhui Province Node Electronics Science and Technology Co.，Ltd

The article introduces low voltage power line transmission technology， power line carrier real-time communication technology， network embedded technology and network control technology. It realizes control and management for large public building energy consumption and points out that it is feasible to carry out data transmission if there is power line without building up special network， which is the biggest advantage of this technology.

Low Voltage Power Line Transmission， Power Line Carrier，Real-Time Communication， Free Networking

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.07.012