电力能效评估系统通信架构研究

石元兴

【摘要】 能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，评定其相应等级的过程，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。论文就能效评估的特点及结构进行分析，研究了能效评估下的通信结构方案。

【关键词】 能效评估 WSN 组网规划

一、引言

安全、可靠的能源供应和高效清洁的能源利用是实现社会经济持续发展的重要保证[1]。能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，必要时进行检测，评定其相应等级，主要运行过程包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）与后台服务器的计算能系统效率等性能指标的计算。

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其过程中，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。其测试的短时性、终端布置的随机性对于参数的回传带来一定的困难，论文在能效评估的特点基础上，对其通信架构进行研究。

二、能效评估结构研究

图 1 能效评估系统结构图

能效评估系统的结构如图1所示，通过能效终端采集现场采集建筑能源消耗量，集中器集中并预处理信息，最终通过回传网络返回远方的能效评估主站。

能效评估终端用于采集热工参数（流量、温度、压力、湿度等）信息，电工参数（电能、相角、电能质量、谐波等）信息，能够与数据集中器交换数据的设备。数据集中器是对电力能效评估系统采集终端、电表、水表、气表等用能系统采集设备进行采集的设备，收集各采集终端、电能表、水表、气表的数据，并进行处理储存，与主站进行数据交换。

能效评估主站在远方收集能效终端与其他表计的数据信息，对企业相关的生产、经济、电能和环境信息，按指标体系进行评估，给出评估结果与改进建议。企业能够通过远程访问主站的发布信息，获得评估结果，从而对进行相应的整改。

三、能效评估系统通信架构研究

能效评估系统的通信网络主要包括部署于能效评估区域的现场网络和集中器到能效评估主站的回传网络。

由于能效评估一般持续时间从数天到数周不等，测评的首要工作通常是对每个显著能耗设备部署能效终端，及相应的现场网络；在测评结束后对能效终端，现场网络进行拆除。应用于工业现场的通信方式主要包括PLC、RS485/232、红外通信、WSN等。能效评估的短时性、终端布置的随机性对于有线网络而言，存在着布线困难，管理不变等诸多难题，而红外通信又具有速率低下，传输距离短等不便，因此现场网络采用如Zigbee、WIA-PA等WSN协议进行多跳自组织组网是较为优秀的选择。

回传网络必需考虑到临时布置网络情况下回传带宽的问题。对于能效评估而言，每个终端产生的信息量并不大，但是在数据集中器集中后，多个集中器的信息量较大，并且类似于视频等多媒体信息，是可变的、持续的、大带宽信息流。数据的回传可以通过公网，也可以通过专网，但对于部分保密信息而言，专网的安全性要高于公网。在不占用工厂本身的带宽的原则下，可以采用3G、4G等宽带无线公网通信回传，也可以使用专网的卫星通信回传。

四、结论

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其测试具有短时性、终端布置的随机性密集性等特点，论文研究了能效监测系统的一般组成，并在此基础上对满足能效评估性质的通信结构方案进行了研究，采用WSN与卫星/3G通信相结合的方法，能够满足能效评估的特殊需求，降低网络建设成本。

参 考 文 献

[1]李丹，余岳峰，虞亚辉. 工业企业能效评估方法研究[J]. 上海节能，2007，05：17-21.

[2]罗耀明等. 电力用户综合能效评估模型[J]. 电力系统及其自动化学报，2011，05：104-109.

[3]甘凌霄等. 基于SCADA平台的能效评估系统开发与应用[J]. 电气应用，2012，12：36-40.

【摘要】 能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，评定其相应等级的过程，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。论文就能效评估的特点及结构进行分析，研究了能效评估下的通信结构方案。

【关键词】 能效评估 WSN 组网规划

一、引言

安全、可靠的能源供应和高效清洁的能源利用是实现社会经济持续发展的重要保证[1]。能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，必要时进行检测，评定其相应等级，主要运行过程包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）与后台服务器的计算能系统效率等性能指标的计算。

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其过程中，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。其测试的短时性、终端布置的随机性对于参数的回传带来一定的困难，论文在能效评估的特点基础上，对其通信架构进行研究。

二、能效评估结构研究

图 1 能效评估系统结构图

能效评估系统的结构如图1所示，通过能效终端采集现场采集建筑能源消耗量，集中器集中并预处理信息，最终通过回传网络返回远方的能效评估主站。

能效评估终端用于采集热工参数（流量、温度、压力、湿度等）信息，电工参数（电能、相角、电能质量、谐波等）信息，能够与数据集中器交换数据的设备。数据集中器是对电力能效评估系统采集终端、电表、水表、气表等用能系统采集设备进行采集的设备，收集各采集终端、电能表、水表、气表的数据，并进行处理储存，与主站进行数据交换。

能效评估主站在远方收集能效终端与其他表计的数据信息，对企业相关的生产、经济、电能和环境信息，按指标体系进行评估，给出评估结果与改进建议。企业能够通过远程访问主站的发布信息，获得评估结果，从而对进行相应的整改。

三、能效评估系统通信架构研究

能效评估系统的通信网络主要包括部署于能效评估区域的现场网络和集中器到能效评估主站的回传网络。

由于能效评估一般持续时间从数天到数周不等，测评的首要工作通常是对每个显著能耗设备部署能效终端，及相应的现场网络；在测评结束后对能效终端，现场网络进行拆除。应用于工业现场的通信方式主要包括PLC、RS485/232、红外通信、WSN等。能效评估的短时性、终端布置的随机性对于有线网络而言，存在着布线困难，管理不变等诸多难题，而红外通信又具有速率低下，传输距离短等不便，因此现场网络采用如Zigbee、WIA-PA等WSN协议进行多跳自组织组网是较为优秀的选择。

回传网络必需考虑到临时布置网络情况下回传带宽的问题。对于能效评估而言，每个终端产生的信息量并不大，但是在数据集中器集中后，多个集中器的信息量较大，并且类似于视频等多媒体信息，是可变的、持续的、大带宽信息流。数据的回传可以通过公网，也可以通过专网，但对于部分保密信息而言，专网的安全性要高于公网。在不占用工厂本身的带宽的原则下，可以采用3G、4G等宽带无线公网通信回传，也可以使用专网的卫星通信回传。

四、结论

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其测试具有短时性、终端布置的随机性密集性等特点，论文研究了能效监测系统的一般组成，并在此基础上对满足能效评估性质的通信结构方案进行了研究，采用WSN与卫星/3G通信相结合的方法，能够满足能效评估的特殊需求，降低网络建设成本。

参 考 文 献

[1]李丹，余岳峰，虞亚辉. 工业企业能效评估方法研究[J]. 上海节能，2007，05：17-21.

[2]罗耀明等. 电力用户综合能效评估模型[J]. 电力系统及其自动化学报，2011，05：104-109.

[3]甘凌霄等. 基于SCADA平台的能效评估系统开发与应用[J]. 电气应用，2012，12：36-40.

【摘要】 能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，评定其相应等级的过程，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。论文就能效评估的特点及结构进行分析，研究了能效评估下的通信结构方案。

【关键词】 能效评估 WSN 组网规划

一、引言

安全、可靠的能源供应和高效清洁的能源利用是实现社会经济持续发展的重要保证[1]。能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，必要时进行检测，评定其相应等级，主要运行过程包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）与后台服务器的计算能系统效率等性能指标的计算。

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其过程中，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。其测试的短时性、终端布置的随机性对于参数的回传带来一定的困难，论文在能效评估的特点基础上，对其通信架构进行研究。

二、能效评估结构研究

图 1 能效评估系统结构图

能效评估系统的结构如图1所示，通过能效终端采集现场采集建筑能源消耗量，集中器集中并预处理信息，最终通过回传网络返回远方的能效评估主站。

能效评估终端用于采集热工参数（流量、温度、压力、湿度等）信息，电工参数（电能、相角、电能质量、谐波等）信息，能够与数据集中器交换数据的设备。数据集中器是对电力能效评估系统采集终端、电表、水表、气表等用能系统采集设备进行采集的设备，收集各采集终端、电能表、水表、气表的数据，并进行处理储存，与主站进行数据交换。

能效评估主站在远方收集能效终端与其他表计的数据信息，对企业相关的生产、经济、电能和环境信息，按指标体系进行评估，给出评估结果与改进建议。企业能够通过远程访问主站的发布信息，获得评估结果，从而对进行相应的整改。

三、能效评估系统通信架构研究

能效评估系统的通信网络主要包括部署于能效评估区域的现场网络和集中器到能效评估主站的回传网络。

由于能效评估一般持续时间从数天到数周不等，测评的首要工作通常是对每个显著能耗设备部署能效终端，及相应的现场网络；在测评结束后对能效终端，现场网络进行拆除。应用于工业现场的通信方式主要包括PLC、RS485/232、红外通信、WSN等。能效评估的短时性、终端布置的随机性对于有线网络而言，存在着布线困难，管理不变等诸多难题，而红外通信又具有速率低下，传输距离短等不便，因此现场网络采用如Zigbee、WIA-PA等WSN协议进行多跳自组织组网是较为优秀的选择。

回传网络必需考虑到临时布置网络情况下回传带宽的问题。对于能效评估而言，每个终端产生的信息量并不大，但是在数据集中器集中后，多个集中器的信息量较大，并且类似于视频等多媒体信息，是可变的、持续的、大带宽信息流。数据的回传可以通过公网，也可以通过专网，但对于部分保密信息而言，专网的安全性要高于公网。在不占用工厂本身的带宽的原则下，可以采用3G、4G等宽带无线公网通信回传，也可以使用专网的卫星通信回传。

四、结论

能效评估的采集数据包括现场采集建筑能源消耗量（包括电工与热工等参数）。能效评估一般持续时间从数天到数周不等，其测试具有短时性、终端布置的随机性密集性等特点，论文研究了能效监测系统的一般组成，并在此基础上对满足能效评估性质的通信结构方案进行了研究，采用WSN与卫星/3G通信相结合的方法，能够满足能效评估的特殊需求，降低网络建设成本。

参 考 文 献

[1]李丹，余岳峰，虞亚辉. 工业企业能效评估方法研究[J]. 上海节能，2007，05：17-21.

[2]罗耀明等. 电力用户综合能效评估模型[J]. 电力系统及其自动化学报，2011，05：104-109.

[3]甘凌霄等. 基于SCADA平台的能效评估系统开发与应用[J]. 电气应用，2012，12：36-40.