基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理的研究

周長

摘 要：本文基于樓宇能耗分析及檢測管理進行了分析與探究。文中先對樓宇能耗分析及監(jiān)測管理平臺技術(shù)特點進行分析，其后對其功能設(shè)計進行了探討，最后對其系統(tǒng)構(gòu)架進行了探討，以期為現(xiàn)代樓宇管理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：樓宇;能耗分析;監(jiān)測管理;應(yīng)用系統(tǒng)

在目前階段中，多數(shù)樓宇都只對電、水、氣等能源的消耗進行統(tǒng)計，但是在電梯、采暖、中央空調(diào)等分項消耗并沒有進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對于能耗單位實施能耗監(jiān)控及分析尚存一些問題，為此對基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理系統(tǒng)展開研究^[1]。

1 基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理技術(shù)特點

基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理是信息技術(shù)的集合，通過對建筑能源耗費的源頭數(shù)據(jù)進行實時采集、統(tǒng)計，并對其進行分析，使其能夠準確、全面的反映能源消耗的狀況，從而為節(jié)能管理提供決策依據(jù)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為政府所倡導(dǎo)的節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)及能源管理信息化的建設(shè)提供技術(shù)支持^[2]。能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)以樓宇節(jié)能監(jiān)管體系能耗報表制度為基礎(chǔ)，實時的展開各類能源消耗分類，并分項計量以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計、對比，從而為政府強制要求的能耗統(tǒng)計巡查、能源審計、能耗公示提供數(shù)據(jù)支持，同時也幫助樓宇系統(tǒng)實現(xiàn)技能技術(shù)的完善提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理系統(tǒng)功能設(shè)計分析

按照樓宇能耗分析及監(jiān)測管理的需求，確認了系統(tǒng)構(gòu)建中所應(yīng)該具備的功能：其一，能夠進行區(qū)域中的樓宇建筑概況統(tǒng)計，主要為獨棟樓宇全面的回路能耗實時監(jiān)測功能、各建筑數(shù)量及面積的統(tǒng)計功能;其次是實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，主要包含有分項能耗統(tǒng)計、分類能耗統(tǒng)計、單位能耗統(tǒng)計、監(jiān)測回路能耗統(tǒng)計等，統(tǒng)計可根據(jù)年月日、獨棟或多棟建筑統(tǒng)計的要求，進行統(tǒng)計報表生成，以此使得建筑樓宇實際用能情況得到掌握;其三，對樓宇公攤能耗的統(tǒng)計功能，建筑樓宇中的公共走廊、內(nèi)部電梯等公共能耗可以根據(jù)面積、實際用量或者人頭進行分攤，公平的進行公攤能耗消化;其四，實現(xiàn)樓宇能耗趨勢分析功能，主要為分項能耗趨勢、分類能耗趨勢等，同時對各個建筑平均總能耗的統(tǒng)計、分項平均能耗的統(tǒng)計、分類平均能耗的統(tǒng)計等，清晰的進行能耗變化規(guī)律及趨勢展示，從而使得節(jié)能效果分析得到依據(jù)支撐;其五，實現(xiàn)各類建筑能耗對比功能，主要包含有各類建筑總能耗、分項能耗、分類能耗的對比功能，同時能夠進行機電設(shè)備最大值與最小值的篩選;其六，根據(jù)建筑樓宇能耗統(tǒng)計進行記過分析，自動進行能源統(tǒng)計分析報告的生成，為建筑樓宇能源管理提供有效的決策數(shù)據(jù);其七，實現(xiàn)能源管理政策、管理規(guī)范標準等資料下載、傳輸、卸載的功能;其八，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動上傳功能，能夠定時進行建筑樓宇各個檢測回路的能耗分析;其九，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)預(yù)警功能，即是能夠進行能耗總量預(yù)警值設(shè)置，能耗超過設(shè)置的值便會發(fā)出預(yù)警信息，將預(yù)警信息發(fā)送至管理者手機，便于各級管理了解能耗情況;提供用戶賬號及權(quán)限管理功能，可以根據(jù)用戶功能模塊進行定制。

3 基于樓宇能耗分析及監(jiān)測管理系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用現(xiàn)場控制總線技術(shù)與無線傳感網(wǎng)技術(shù)、GPRS通信技術(shù)，能夠便于深入建筑各區(qū)域進行能源消耗全參數(shù)及全過程的在線監(jiān)測效果，同時對于各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，進而生成報表及違規(guī)預(yù)警。系統(tǒng)按照各監(jiān)測帶你監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化，實現(xiàn)能耗設(shè)備自動控制，為樓宇能耗監(jiān)測、節(jié)能運營、自動控制提供完善的能耗分析及監(jiān)測技術(shù)支持。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本次系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分作應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。應(yīng)用層主要是針對樓宇管理人員，由系統(tǒng)軟件及硬件設(shè)備構(gòu)成，硬件比如監(jiān)控終端等。平臺人機交互界面中，實現(xiàn)了現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)的信息采集、分析處理的顯示，主要是以圖形、數(shù)字、聲音的形式進行展示。另一方面，也能夠按照系統(tǒng)設(shè)置控制邏輯展開自動化管理、人工干預(yù)控制。網(wǎng)絡(luò)層也被稱為通訊層，主要是以太網(wǎng)設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備、總線網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)層是進行數(shù)據(jù)信息交換的主要途徑，是對樓宇設(shè)備數(shù)據(jù)信息回送進行收集和分類、傳輸?shù)裙ぷ鬟M行負責(zé)，同時還需要傳達上位機對現(xiàn)場設(shè)備下達控制命令。感知層則是進行數(shù)據(jù)采集的終端，主要是由測控終端設(shè)備、智能儀表、傳感器構(gòu)成?？照{(diào)及照明數(shù)據(jù)采集控制終端是由分布式I/O控制器構(gòu)成，實現(xiàn)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心功能，同時按照采集數(shù)據(jù)的參數(shù)進行控制管理。能耗監(jiān)測及路燈控制系統(tǒng)選擇無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，同時及時進行上報，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行反饋控制及智能管理。

3.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

總體而言，將系統(tǒng)的功能分為了五個部分，分別對應(yīng)權(quán)限管理、能耗監(jiān)控、安防監(jiān)控、系統(tǒng)管理、統(tǒng)計分析五個子系統(tǒng)。

3.2.1 權(quán)限管理

根據(jù)各個程序在信息敏感度上存在的差異，系統(tǒng)提供權(quán)限維護管理模塊。主要含有用戶信息、操作控制管理、角色管理、數(shù)據(jù)維護管理等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)上功能要求。

3.2.2 安防監(jiān)控

對各個布設(shè)的監(jiān)測點進行監(jiān)控，各個樓層設(shè)備實現(xiàn)實時監(jiān)測，同時在平臺中展示當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)。預(yù)警機制則包含有設(shè)備安全預(yù)警，主要是針對出現(xiàn)低于系統(tǒng)限值、高于設(shè)備限值等情況進行預(yù)警。此外還進行照明控制監(jiān)控，主要是對樓層房建監(jiān)控狀態(tài)進行采集，系統(tǒng)設(shè)置為模擬量采集接口，能夠介入智能光照傳感器采集光強度信息，同時具有多路繼電器輸出接口，能夠?qū)φ彰髟O(shè)備回路通斷控制。系統(tǒng)向管理者提供實時的文字提示信息、界面結(jié)構(gòu)信息，能夠按照環(huán)境光強度結(jié)合人體紅外計數(shù)器來進行照明回路的分區(qū)控制。

3.2.3 系統(tǒng)管理

對樓宇層進行編碼，主要是房間、層數(shù)的編碼管理。首頁對監(jiān)測項目數(shù)據(jù)及狀態(tài)進行展示，并使用圖表的形式展示基本指標。

3.2.4 能耗監(jiān)測

能耗監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對房建、樓宇、單位進行分類監(jiān)控、統(tǒng)計，分段進行統(tǒng)計，而以餅狀圖形式直觀展示能耗以及溫濕度等，并且能夠分類、分時間段、分樓層的對能耗峰值分布進行統(tǒng)計。

3.2.5 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析時針對能耗監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)，對樓宇、房間及單位進行分析，主要是對比分析，形成類比、環(huán)比、同比的柱狀圖展示各時間點能耗趨勢及使用狀況。此外，能夠自主進行每日電量消耗，進而生成月報、統(tǒng)計用電高峰，形成各建筑用電圖表對比。

4 結(jié)語

能耗分析監(jiān)測管理系統(tǒng)能夠時效內(nèi)能耗數(shù)據(jù)的自動、實時采集作業(yè)，自動生成各類圖表及報表，分析能源使用效率并給出能源分析報告，能夠達成相應(yīng)的功能需要，可以為樓宇能耗管理提供借鑒。

參考文獻：

[1]王旭東，吳莉萍，戚艷，等.基于模型預(yù)測控制的智能樓宇暖通空調(diào)能量管理策略[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2019，031（006）：98-106.

[2]張雪純，高廣玲，張智晟，等.基于需求響應(yīng)的建筑樓宇綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[J].電力需求側(cè)管理，2019（4）：28-34.