導語：經(jīng)濟基地能源管理系統(tǒng)設計分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

企業(yè)將具有戰(zhàn)略決策、資本運營與研發(fā)設計、市場營銷等高端功能的總部建立在交通便利、市場繁榮、人才密集、資本發(fā)達的中心城市，這種現(xiàn)象稱之為總部經(jīng)濟。總部經(jīng)濟的發(fā)展必然帶動其基地的快速布局和建設。總部經(jīng)濟基地有著建筑規(guī)模大、運行時間長、功能復雜、能源種類多且消耗高等特點，采用傳統(tǒng)的人工取值、抄表、統(tǒng)計等方式進行能源管理存在著數(shù)據(jù)不準確、傳輸速度慢、處理周期長、資源浪費大等問題，與現(xiàn)行提倡的“綠色總部基地”相矛盾。物聯(lián)網(wǎng)技術是一種以互聯(lián)網(wǎng)通信技術為基礎，以微控制系統(tǒng)或計算機為控制核心，通過采集末端各種傳感器數(shù)據(jù)，運用一定科學計算法得出對應的控制信號，對終端設備進行閉環(huán)控制的一種先進技術。為了提高總部經(jīng)濟基地的能源管理服務水平，更好地做好節(jié)能減耗工作，同時快速定位故障點，針對基地范圍大、建筑多、設備雜等特點和能源管理需求，設計了一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理系統(tǒng)，主要包括基地監(jiān)測中心、現(xiàn)場通信子網(wǎng)、變電所線路電力監(jiān)測、單體建筑電力監(jiān)測、水系統(tǒng)計量與監(jiān)測、空調新風節(jié)能監(jiān)測控制和變電所環(huán)境監(jiān)測七個部分。

1系統(tǒng)結構設計

針對總部經(jīng)濟基地自身特點，仔細分析能源管理的實際需求，采用先進的分布式監(jiān)控技術和系統(tǒng)集成技術。系統(tǒng)由監(jiān)測中心平臺、現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、智能傳感器裝置、智能網(wǎng)關（用于連接第三方智能計量裝置）等組成。系統(tǒng)在統(tǒng)一的能源管理平臺下，通過數(shù)據(jù)共享機制，實現(xiàn)對基地內建筑用能進行全面的、實時的用能計量、能源質量監(jiān)測、安全管理、節(jié)能控制。系統(tǒng)設計有以下特點：（1）系統(tǒng)集成在總部基地自動控制（BA）系統(tǒng)，在同一信息平臺采集、調度，便于各系統(tǒng)的整合，減少重復投資，同時便于維護。（2）系統(tǒng)利用設備專網(wǎng)資源，采用基地內鋪設設備光纖環(huán)網(wǎng)作為能源數(shù)據(jù)的主干傳輸網(wǎng)絡，通過主干網(wǎng)與LonWorks分布式高速控制網(wǎng)絡的無縫連接，構建成覆蓋全基地的分布式高速控制網(wǎng)絡系統(tǒng)。（3）實現(xiàn)總部基地水、電等能源的分類計量及用電分項計量等監(jiān)測。用電總計通過讀取安裝在變電所低壓進線的具有遠傳接口智能電表數(shù)據(jù)累加實現(xiàn)，用電分項計量數(shù)據(jù)通過讀取安裝在變電所低壓配電柜所有出線回路的具有遠傳接口智能電表數(shù)據(jù)獲得，用水總計通過在市政各總管網(wǎng)上安裝遠傳智能水表計量累加獲得。通過實時數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)用能問題，同時對重點用能系統(tǒng)進行專項用能計量和監(jiān)測。（4）利用現(xiàn)代傳感器技術、變頻技術和LonWorks分布式高速控制網(wǎng)絡技術，對基地內多聯(lián)機（VRV）空調系統(tǒng)及新風系統(tǒng)進行全面的閉環(huán)節(jié)能控制，大幅降低空調能耗。（5）對基地內變電所進行環(huán)境監(jiān)控，通過視頻監(jiān)控確保設備及用能安全，有效實現(xiàn)重要設備場所的無人值守。通過安裝溫感、煙感裝置監(jiān)測重要設備場所設備安全狀態(tài)及異常報警。

2硬件設計

2.1現(xiàn)場傳感器。智能電表使用的是三相多功能電力終端NLA-PM100D，采集三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、功率因素、頻率及諧波等電能參數(shù)，具有在線分析各種用電回路的需量、識別有效負荷與無效能耗、監(jiān)測變電站的開關狀態(tài)等功能，同時自帶LonWorks網(wǎng)絡接口，方便使用。智能遠傳水表采用單流束葉輪技術，計數(shù)器部分采用成熟可靠的干式技術，計數(shù)器內部沒有任何部件與水接觸，同時具備自動采集并能遠程傳輸數(shù)據(jù)。2.2現(xiàn)場通信子網(wǎng)。現(xiàn)場通信子網(wǎng)由智能網(wǎng)絡控制器、各類智能表計、智能網(wǎng)關等組成。系統(tǒng)選擇i.LONSmartServer作為現(xiàn)場通信子網(wǎng)中的智能網(wǎng)絡控制器，主要功能是執(zhí)行LonWorks現(xiàn)場控制網(wǎng)絡至以太網(wǎng)的路由通信功能，起到雙向通信控制功能。其一，i.LONSmartServer可以向上通過系統(tǒng)通訊網(wǎng)路與控制中心進行數(shù)據(jù)傳遞交換，保證控制中心可以快速獲取關鍵數(shù)據(jù)；其二，i.LONSmartServer可以向下通過雙絞線與現(xiàn)場各類傳感器設備進行數(shù)據(jù)交換，完成傳感器設備的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，實現(xiàn)遠程監(jiān)測、遠程測量和遠程控制等功能，同時起到各類通信協(xié)議轉換作用?，F(xiàn)場采用Lonworks雙絞線控制網(wǎng)絡，具有拓撲結構靈活、傳輸介質和方式多樣、傳輸速度快、抗干擾能力強等特點。Lon-works現(xiàn)場網(wǎng)絡采用了P-CSMA/CD技術，使用了可實時通信、網(wǎng)絡的LONTALK通信協(xié)議，符合國際標準，可真正實現(xiàn)產(chǎn)品的互換性、網(wǎng)絡極容易擴充、修改和維護。此外LonWorks網(wǎng)絡與Internet無縫連接，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控與遠程操作。2.3變電所線路電力監(jiān)測系統(tǒng)。變電所配置智能網(wǎng)關讀取高壓配電自動監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)，接入能管系統(tǒng)，實現(xiàn)電量計量及參數(shù)檢測報警（如電壓、電流、斷路器狀態(tài)、功率因數(shù)等，故障報警）。在基地內各個變電所內低壓室低壓進線配置三相多功能電力監(jiān)控終端，用于變電所低壓側用電的總計量及電能質量的監(jiān)測。對變電所各個低壓出線回路配置三相多功能電力監(jiān)控終端，用于對各個出線回路的計量及電能質量監(jiān)測。2.4空調新風節(jié)能監(jiān)測控制。目前總部基地使用較多的暖通系統(tǒng)是多聯(lián)機（VRV）空調和新風系統(tǒng)相結合的工作方式?？偛炕啬茉垂芾硐到y(tǒng)利用溫度傳感器及網(wǎng)絡控制技術，實現(xiàn)多聯(lián)機（VRV）空調和新風系統(tǒng)自動化控制。對空調機組配置通信接口及智能網(wǎng)關，接入到能效提升和柔性調峰控制平臺，通過能效提升和柔性調峰控制平臺，對多聯(lián)機（VRV）空調系統(tǒng)進行集中控制。新風系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器、空氣質量傳感器等監(jiān)測數(shù)值，自動啟動停止對應的新風機組、調節(jié)新風閥開度。

3軟件設計

系統(tǒng)軟件可有效對總部基地電、水等各類能源的智能表計進行實時在線的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和計量，為能源精細化管理提供準確、連續(xù)的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)源頭的可靠性。系統(tǒng)軟件采用B/S架構與C/S架構有機結合的方式，用B/S架構的軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢的需求，用C/S架構的軟件實現(xiàn)系統(tǒng)的能源實時監(jiān)控功能。系統(tǒng)開發(fā)使用C#開發(fā)語言和SQLServer數(shù)據(jù)庫，主要開發(fā)基于C/S的基地能源自動化監(jiān)管系統(tǒng)軟件和基于B/S的基地能源查詢分析軟件，用WINDOWS2008Advancedserver和SQLServer2008數(shù)據(jù)庫搭建?；啬茉醋詣踊O(jiān)管系統(tǒng)軟件用C#語言開發(fā)，主要對現(xiàn)場各種智能表計能源數(shù)據(jù)進行采集并存儲，對單體狀態(tài)、能源報表、設備節(jié)點的組態(tài)進行實時監(jiān)測?；啬茉床樵兎治鲕浖饕獮槟茉磾?shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計與分析，供管理人員進行能源查詢、分析與預測，并作出科學的能源策略。基地能源自動化監(jiān)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲與操作軟件部分是在SQLServer2008數(shù)據(jù)庫基礎上進行二次開發(fā)的。考慮總部經(jīng)濟基地建筑規(guī)模大、運行時間長、功能復雜、能源種類多且消耗高等特點，在系統(tǒng)設計中會用到大量的數(shù)據(jù)存儲和讀取，這也是關系到系統(tǒng)運行快慢的重要部分。對于基地能源監(jiān)測大數(shù)據(jù)的管理，系統(tǒng)采用了存儲管理方式，這樣雖然占用了一定的存儲資源，但是在效率上有了很大提升，為提高整個控制系統(tǒng)的響應速度打下了基礎。

4系統(tǒng)優(yōu)勢

目前常用的能源管理方法分為人工傳統(tǒng)方法、設備檢測方法和自動能源管理方法，主要內容比較如下：（1）人工傳統(tǒng)方法。該方法主要使用在一些運行年代久遠的企業(yè)或基地，這些企業(yè)或基地使用的設備較為傳統(tǒng)，沒有安裝自動化檢測裝置，缺少數(shù)據(jù)自動傳輸功能。該方法多為粗放式能源管理方法，主要是使用人工抄表的方法采集數(shù)據(jù)，定期進行人工統(tǒng)計，或者根據(jù)能源購入總量及使用時間進行統(tǒng)計。（2）設備檢測方法。隨著科技的發(fā)展，一些傳統(tǒng)企業(yè)或基地開始對能源設備進行更新?lián)Q代，對一些重點設備安裝了能源使用監(jiān)測設備或使用了全自動的設備，這些設備工作的相關數(shù)據(jù)可以由設備單獨保存，工作人員可以讀取設備數(shù)據(jù)進行分析。（3）自動能源管理方法。進入互聯(lián)網(wǎng)時代，設備的發(fā)展也被賦予了互聯(lián)網(wǎng)因素，設備不僅可以自動完成能源相關數(shù)據(jù)讀取和檢測，還可通過互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和分享，全面進入了物聯(lián)網(wǎng)時代。這種方法完全剔除了人工現(xiàn)場檢測或數(shù)據(jù)分析部分，交由計算機和傳感器自動完成?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的能源管理方法屬于自動能源管理方法的一種，具有以下優(yōu)勢：①突破人工傳統(tǒng)方法的獲取數(shù)據(jù)方式，人工傳統(tǒng)方法在抄寫數(shù)據(jù)記錄時會可能會出現(xiàn)錄入錯誤，特別是總部經(jīng)濟基地采集點多、數(shù)據(jù)多，使用人工傳統(tǒng)方法時很容易出錯。采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理方法，可以快速讀取數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)準確率，自動化讀取，減少工作錯誤。②基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理方法可以根據(jù)要求做到實時統(tǒng)計傳感器數(shù)據(jù)，可以快速響應控制系統(tǒng)要求，通過快速獲取數(shù)據(jù)及時分析判斷總部基地運行狀態(tài)，這點是人工傳統(tǒng)方法和設備檢測方法無法完成的。③人工傳統(tǒng)方法和設備檢測方法都是需要人工讀取、統(tǒng)計和分析，對人員的管理和工作流程的控制有著較高要求?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的能源管理方法是一次投入，減少了人員的使用，避免了運營時人員管理和工作流程控制等問題，在減少運營成本的同時，消除了人員記錄主觀錯誤的風險。④基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理方法可以快速定位能源系統(tǒng)故障處，提升問題處理反應能力，確?？偛炕卣＿\轉。⑤基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理方法通過前端傳感器獲取數(shù)據(jù)，利用后臺控制系統(tǒng)可以對用能過高單位和用能危險單位進行合理控制，用閉環(huán)控制方法降低整個能源消耗。

5結語

本文設計的能源管理系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，實現(xiàn)了總部經(jīng)濟基地常規(guī)能源監(jiān)測和重點用能系統(tǒng)（空調新風系統(tǒng)）監(jiān)測控制相結合的系統(tǒng)設計。設計中綜合運用了互聯(lián)網(wǎng)快速通信、各類傳感器檢測、系統(tǒng)軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫應用等領域的相關技術，有一定的實際使用價值。在分析了人工傳統(tǒng)方法、設備檢測方法和自動能源管理方法優(yōu)劣的基礎上，發(fā)現(xiàn)屬于自動能源管理方法的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的能源管理方法更適合在總部經(jīng)濟基地使用。基于物聯(lián)網(wǎng)技術的總部經(jīng)濟基地能源管理系統(tǒng)的建立不僅可全方位監(jiān)控總部基地能源使用狀況，而且還可快速判斷出基地能源使用故障和故障位置，同時對重點用能系統(tǒng)（空調新風系統(tǒng)）進行了閉環(huán)式監(jiān)測控制，提高了總部基地能源使用效率，減少了能源浪費，對總部經(jīng)濟基地正常運轉起到了十分重要的作用。

作者:華磊 單位:江蘇省工程咨詢中心

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