基于楼宇能耗分析及监测管理的研究

周长

摘 要：本文基于楼宇能耗分析及检测管理进行了分析与探究。文中先对楼宇能耗分析及监测管理平台技术特点进行分析，其后对其功能设计进行了探讨，最后对其系统构架进行了探讨，以期为现代楼宇管理提供借鉴。

关键词：楼宇;能耗分析;监测管理;应用系统

在目前阶段中，多数楼宇都只对电、水、气等能源的消耗进行统计，但是在电梯、采暖、中央空调等分项消耗并没有进行数据统计，对于能耗单位实施能耗监控及分析尚存一些问题，为此对基于楼宇能耗分析及监测管理系统展开研究^[1]。

1 基于楼宇能耗分析及监测管理技术特点

基于楼宇能耗分析及监测管理是信息技术的集合，通过对建筑能源耗费的源头数据进行实时采集、统计，并对其进行分析，使其能够准确、全面的反映能源消耗的状况，从而为节能管理提供决策依据、数据基础，为政府所倡导的节能监管体系建设及能源管理信息化的建设提供技术支持^[2]。能耗监测管理系统以楼宇节能监管体系能耗报表制度为基础，实时的展开各类能源消耗分类，并分项计量以及数据统计、对比，从而为政府强制要求的能耗统计巡查、能源审计、能耗公示提供数据支持，同时也帮助楼宇系统实现技能技术的完善提供数据基础。

2 基于楼宇能耗分析及监测管理系统功能设计分析

按照楼宇能耗分析及监测管理的需求，确认了系统构建中所应该具备的功能：其一，能够进行区域中的楼宇建筑概况统计，主要为独栋楼宇全面的回路能耗实时监测功能、各建筑数量及面积的统计功能;其次是实现能耗数据统计功能，主要包含有分项能耗统计、分类能耗统计、单位能耗统计、监测回路能耗统计等，统计可根据年月日、独栋或多栋建筑统计的要求，进行统计报表生成，以此使得建筑楼宇实际用能情况得到掌握;其三，对楼宇公摊能耗的统计功能，建筑楼宇中的公共走廊、内部电梯等公共能耗可以根据面积、实际用量或者人头进行分摊，公平的进行公摊能耗消化;其四，实现楼宇能耗趋势分析功能，主要为分项能耗趋势、分类能耗趋势等，同时对各个建筑平均总能耗的统计、分项平均能耗的统计、分类平均能耗的统计等，清晰的进行能耗变化规律及趋势展示，从而使得节能效果分析得到依据支撑;其五，实现各类建筑能耗对比功能，主要包含有各类建筑总能耗、分项能耗、分类能耗的对比功能，同时能够进行机电设备最大值与最小值的筛选;其六，根据建筑楼宇能耗统计进行记过分析，自动进行能源统计分析报告的生成，为建筑楼宇能源管理提供有效的决策数据;其七，实现能源管理政策、管理规范标准等资料下载、传输、卸载的功能;其八，实现数据自动上传功能，能够定时进行建筑楼宇各个检测回路的能耗分析;其九，实现能耗数据预警功能，即是能够进行能耗总量预警值设置，能耗超过设置的值便会发出预警信息，将预警信息发送至管理者手机，便于各级管理了解能耗情况;提供用户账号及权限管理功能，可以根据用户功能模块进行定制。

3 基于楼宇能耗分析及监测管理系统实现

系统采用现场控制总线技术与无线传感网技术、GPRS通信技术，能够便于深入建筑各区域进行能源消耗全参数及全过程的在线监测效果，同时对于各类监测数据进行分析和统计，进而生成报表及违规预警。系统按照各监测带你监测的数据变化，实现能耗设备自动控制，为楼宇能耗监测、节能运营、自动控制提供完善的能耗分析及监测技术支持。

3.1 系统架构

本次系统采用分层分布式计算机网络结构，分作应用层、网络层和感知层。应用层主要是针对楼宇管理人员，由系统软件及硬件设备构成，硬件比如监控终端等。平台人机交互界面中，实现了现场各类数据的信息采集、分析处理的显示，主要是以图形、数字、声音的形式进行展示。另一方面，也能够按照系统设置控制逻辑展开自动化管理、人工干预控制。网络层也被称为通讯层，主要是以太网设备、服务器设备、总线网络共同构成。网络层是进行数据信息交换的主要途径，是对楼宇设备数据信息回送进行收集和分类、传输等工作进行负责，同时还需要传达上位机对现场设备下达控制命令。感知层则是进行数据采集的终端，主要是由测控终端设备、智能仪表、传感器构成。空调及照明数据采集控制终端是由分布式I/O控制器构成，实现现场采集数据上传至数据中心功能，同时按照采集数据的参数进行控制管理。能耗监测及路灯控制系统选择无线传感网络进行现场数据的采集，同时及时进行上报，根据现场数据进行反馈控制及智能管理。

3.2 系统功能实现

总体而言，将系统的功能分为了五个部分，分别对应权限管理、能耗监控、安防监控、系统管理、统计分析五个子系統。

3.2.1 权限管理

根据各个程序在信息敏感度上存在的差异，系统提供权限维护管理模块。主要含有用户信息、操作控制管理、角色管理、数据维护管理等功能，能够实现上功能要求。

3.2.2 安防监控

对各个布设的监测点进行监控，各个楼层设备实现实时监测，同时在平台中展示当前设备的状态。预警机制则包含有设备安全预警，主要是针对出现低于系统限值、高于设备限值等情况进行预警。此外还进行照明控制监控，主要是对楼层房建监控状态进行采集，系统设置为模拟量采集接口，能够介入智能光照传感器采集光强度信息，同时具有多路继电器输出接口，能够对照明设备回路通断控制。系统向管理者提供实时的文字提示信息、界面结构信息，能够按照环境光强度结合人体红外计数器来进行照明回路的分区控制。

3.2.3 系统管理

对楼宇层进行编码，主要是房间、层数的编码管理。首页对监测项目数据及状态进行展示，并使用图表的形式展示基本指标。

3.2.4 能耗监测

能耗监测系统主要是针对房建、楼宇、单位进行分类监控、统计，分段进行统计，而以饼状图形式直观展示能耗以及温湿度等，并且能够分类、分时间段、分楼层的对能耗峰值分布进行统计。

3.2.5 统计分析

统计分析时针对能耗监测得到的数据，对楼宇、房间及单位进行分析，主要是对比分析，形成类比、环比、同比的柱状图展示各时间点能耗趋势及使用状况。此外，能够自主进行每日电量消耗，进而生成月报、统计用电高峰，形成各建筑用电图表对比。

4 结语

能耗分析监测管理系统能够时效内能耗数据的自动、实时采集作业，自动生成各类图表及报表，分析能源使用效率并给出能源分析报告，能够达成相应的功能需要，可以为楼宇能耗管理提供借鉴。

参考文献：

[1]王旭东，吴莉萍，戚艳，等.基于模型预测控制的智能楼宇暖通空调能量管理策略[J].电力系统及其自动化学报，2019，031（006）：98-106.

[2]张雪纯，高广玲，张智晟，等.基于需求响应的建筑楼宇综合能源系统优化调度[J].电力需求侧管理，2019（4）：28-34.