摘(zhāi)要(yào)：介紹(shào)了智(zhì)能(néng)樓(lóu)宇能源(yuán)管理(lǐ)的(dí)概念和意(yì)義,提(tí)出了智(zhì)能樓宇能源管(guǎn)理係(xì)統的(dí)架(jià)構,並(bìng)進行了(liǎo)係(xì)統(tǒng)設計,從(cóng)而實(shí)現(xiàn)樓宇能源的(dí)監測與管(guǎn)理(lǐ)。該係(xì)統(tǒng)在保證(zhèng)樓(lóu)宇環境的(dí)前(qián)提下,同時能(néng)夠(gòu)優化(huà)能耗係統的運行,降低(dī)樓宇能(néng)耗。

關鍵詞：智能樓宇(yǔ);能源管(guǎn)理(lǐ);節(jié)能減排

0.引(yǐn)言

目前,我(wǒ)國(guó)約百分之(zhī)九十以上的(dí)大型(xíng)公共建築(zhù)是典型(xíng)的耗（電）能大(dà)戶(hù),在能源(yuán)需(xū)求日(rì)趨緊張的(dí)情況下,采(cǎi)用多種手段(duàn)實(shí)現(xiàn)建(jiàn)築節能(néng)是(shì)必然的選擇(zé)。對建(jiàn)築(zhù)執行能耗(hào)量化(huà)管(guǎn)理(lǐ)以(yǐ)及效果評估,來控製(zhì)降(jiàng)低建築運營過(guò)程中(zhōng)所(suǒ)消耗的(dí)能量,包(bāo)括空調，照明，采(cǎi)暖，電梯以(yǐ)及辦(bàn)公(gōng)設(shè)備(bèi)等的能耗(hào),後來降(jiàng)低建築的運營成本,提高能(néng)源(yuán)使(shǐ)用效(xiào)率(shuài),已(yǐ)經成為大樓(lóu)業(yè)主關注(zhù)的問題。

針(zhēn)對(duì)這一現狀,智能樓宇(yǔ)未來(lái)的發展(zhǎn)方向(xiàng)必將(jiāng)是節(jié)能(néng)環(huán)保(bǎo)及(jí)多領域(yù)技術(shù)規(guī)模化發展,以樓宇(yǔ)能源管(guǎn)理(lǐ)為核心(xīn),將(jiāng)所有(yǒu)與用能相(xiāng)關的(dí)係(xì)統(tǒng)進(jìn)行集(jí)成,並進行協調(tiáo)控製,科學(xué)選(xuǎn)擇和(hé)製定用能控(kòng)製管理(lǐ)方(fāng)案(àn),在保證樓(lóu)宇(yǔ)便捷(jié),可(kě)靠的(dí)前提(tí)下(xià),實(shí)現樓宇(yǔ)的智(zhì)能化,達到節能減排(pái)的綜(zōng)合效應,提升(shēng)樓(lóu)宇的(dí)品質。

1. 智能樓宇能源管理架構(gòu)

智能樓宇(yǔ)能源(yuán)管理(lǐ)是(shì)對(duì)智(zhì)能(néng)樓宇的(dí)照(zhào)明(míng)，動(dòng)力，通(tōng)風(fēng)，空調，安(ān)防等係統進行(háng)協(xié)調(tiáo)控(kòng)製(zhì)及整合,基於智能測量，樓(lóu)宇配電自動化和(hé)分(fēn)布式(shì)能(néng)源(yuán)監控等係統,對用戶供(gōng)能係(xì)統(tǒng)，用(yòng)能設備(bèi)，樓宇分布式能源(yuán)，儲能設備等進(jìn)行監(jiān)控，分析，控製及評(píng)估(gū),以用(yòng)戶能源(yuán)管(guǎn)理為核(hé)心(xīn),支持微網(wǎng)的獨立運(yùn)行(háng),實(shí)現(xiàn)合(hé)理充(chōng)分(fēn)的(dí)使(shǐ)用(yòng)清潔能(néng)源,提高用戶的能源(yuán)使(shǐ)用效(xiào)率(shuài)。因此(cǐ)設計的其係統架(jià)構(gòu)圖見(jiàn)圖1智能(néng)樓宇能源管理(lǐ)整體(tǐ)架(jià)構圖(tú)。

智能(néng)測(cè)量是(shì)對(duì)樓宇(yǔ)的(dí)用(yòng)能信(xìn)息進行(háng)實時(shí)采集(jí),為(wéi)其(qí)它(tā)係統提(tí)供基(jī)礎(chǔ)的(dí)信息(xī)支撐。

樓(lóu)宇配電自動(dòng)化係(xì)統(tǒng)完(wán)成(chéng)樓(lóu)宇配(pèi)電係統(tǒng)的智能(néng)開關設備(bèi)，公共(gòng)用電(diàn)設施(shī)監測控製(zhì)，故障(zhàng)自動(dòng)檢測與故障隔離(lí)，電能(néng)質(zhì)量控(kòng)製(zhì)等,實現(xiàn)樓(lóu)宇低(dī)壓(yā)回(huí)路(lù)多電源(yuán)供電(diàn),提高供電的可(kě)靠性(xìng)和停電響(xiǎng)應的(dí)及時性(xìng),滿足高質量(liáng)的(dí)用電需求(qiú)。

樓宇(yǔ)分(fēn)布式能(néng)源(yuán)是(shì)由(yóu)樓(lóu)宇(yǔ)各種分(fēn)布(bù)式能(néng)源，儲能(néng)裝置，蓄(xù)冷蓄(xù)熱負荷以及監控，保(bǎo)護(hù)裝置組成(chéng)的(dí)集合(hé)體(tǐ),具有(yǒu)參(cān)與(yǔ)電網錯(cuò)峰(fēng)避峰,使用清(qīng)潔(jié)能源(yuán),節能減排,發(fā)展低碳經濟(jì)的作用。

樓宇(yǔ)自(zì)動化係統(tǒng)是采用優化(huà)的控(kòng)製手段並結(jié)合現代(dài)計(jì)算機(jī)技術對(duì)樓宇各(gè)係(xì)統(tǒng)設(shè)備(bèi)進行有(yǒu)效(xiào)的監控和管理,使(shǐ)各子(zǐ)係統設備(bèi)始終(zhōng)處於有(yǒu)條不紊，協(xié)同(tóng)一致，有(yǒu)序(xù)狀(zhuàng)態下(xià)運行,確保(bǎo)建(jiàn)築物(wù)內的環(huán)境,同(tóng)時(shí)降低(dī)建(jiàn)築物能耗(hào)。

圖1智(zhì)能(néng)樓(lóu)宇能(néng)源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)整(zhěng)體(tǐ)架構圖

2.智能(néng)樓宇能源(yuán)管理係統(tǒng)設(shè)計

基(jī)於(yú)以(yǐ)上(shàng)係統(tǒng)集成及功能需(xū)求,智(zhì)能(néng)樓宇能源管(guǎn)理係統(tǒng)設計采(cǎi)用(yòng)分層(céng)分(fēn)布式結(jié)構,係統自上(shàng)而(ér)下共(gòng)分三層:

監控管理(lǐ)層(céng):為(wéi)現(xiàn)場操(cāo)作人員及管理(lǐ)人(rén)員提供充(chōng)足的信息(包(bāo)含(hán)樓(lóu)宇供(gōng)用能信(xìn)息(xī),電能質量(liáng)信(xìn)息,各子係統(tǒng)運(yùn)行(háng)狀態(tài)及(jí)用能(néng)信(xìn)息等),製(zhì)定能(néng)量(liáng)優(yōu)化策(cè)略(lüè),優(yōu)化設(shè)備(bèi)運(yùn)行,通(tōng)過聯動控(kòng)製實現能(néng)源管理(lǐ),提高(gāo)經濟(jì)效(xiào)益及環(huán)境效(xiào)益。

通(tōng)信(xìn)層(céng):使用通信網(wǎng)關(guān)機將(jiāng)各(gè)個(gè)子(zǐ)係(xì)統所(suǒ)使用的非(fēi)標(biāo)準通(tōng)信協(xié)議(yì)統一(yī)轉換為標準的協(xié)議,將監(jiān)測(cè)數據及(jí)設(shè)備運(yùn)行狀(zhuàng)態傳輸至(zhì)智能樓(lóu)宇(yǔ)能(néng)源管理(lǐ)平台(tái)。

現(xiàn)場設備層:指分(fēn)布(bù)於高(gāo)低壓(yā)配(pèi)電(diàn)櫃中的(dí)測(cè)控(kòng)保護裝置，儀(yí)表(biǎo),以及各個子(zǐ)係(xì)統監(jiān)控(kòng)係統等。

圖2能源(yuán)管理(lǐ)平(píng)台分層(céng)設(shè)計圖(tú)

能(néng)源(yuán)管理係統(tǒng)現(xiàn)場設備(bèi)層是整(zhěng)個(gè)係統(tǒng)的(dí)硬(yìng)件(jiàn)支撐平台,是整個係統的(dí)數(shù)據(jù)源,設計(jì)清(qīng)晰合理的現(xiàn)場設備(bèi)層是樓宇(yǔ)智能用電能(néng)源(yuán)管理(lǐ)係統(tǒng)實現的(dí)基礎(chǔ)。

能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)接入(rù)的設備(bèi)種類(lèi)多(duō)樣(yàng),所使用的(dí)物理接口類(lèi)型及協議類(lèi)型比較(jiào)復(fù)雜,所傳輸數(shù)據(jù)種(zhǒng)類(lèi)也(yě)不盡相(xiāng)同,為了(liǎo)確保(bǎo)智能(néng)樓宇能(néng)源管(guǎn)理係(xì)統的(dí)可(kě)維護(hù)性和(hé)可擴(kuò)展性,所(suǒ)有的設(shè)備(bèi)均將(jiāng)測(cè)量(liáng)數據及設備(bèi)運(yùn)行(háng)狀態(tài)等送至通信網關機,通信網關(guān)機(jī)使用(yòng)對(duì)應(yīng)的通信(xìn)協(xié)議(yì)進行(háng)解析,並將所有數據按(àn)照設定(dìng)的(dí)順(shùn)序打包為(wéi)統一(yī)標(biāo)準的協(xié)議,送至智能(néng)樓宇(yǔ)能(néng)源管理(lǐ)監(jiān)控管(guǎn)理層,

監控管(guǎn)理(lǐ)層(céng)是(shì)智(zhì)能樓(lóu)宇(yǔ)能源(yuán)管理係統(tǒng)的(dí)核(hé)心,它負責以(yǐ)圖(tú)形化(huà)的方式向(xiàng)用戶(hù)提(tí)供(gōng)實時監測(cè),數據分析(xī),電(diàn)能質量分析(xī),能(néng)源(yuán)評估(gū)等功能(néng),並通(tōng)過交(jiāo)互(hù)式技(jì)術向用戶提供用(yòng)能策略製定及(jí)聯動控(kòng)製等功能(néng),具體(tǐ)功(gōng)能(néng)如(rú)下(xià)所述。

實(shí)時(shí)信息監測

(1)實時供(gōng)用能信(xìn)息。

(2)清(qīng)潔能(néng)源使用情況(kuàng),體現清(qīng)潔能源的(dí)環(huán)保(bǎo)性(xìng)和經濟性(xìng)等(děng)信息。

(3)使用(yòng)APF，SVC+等設備帶(dài)來的電(diàn)能質(zhì)量(liáng)優化(huà)及動態補(bǔ)償的信(xìn)息。

(4)新型(xíng)節能設(shè)備(bèi)的(dí)節(jié)能運行(háng)信息。

(5)電(diàn)動汽(qì)車充放電運行信息。

(6)樓宇自(zì)控係(xì)統運行信息(xī)。

歷史(shǐ)用(yòng)能(néng)情(qíng)況分(fēn)析(xī)

(1)各(gè)個(gè)用能係(xì)統不同(tóng)時(shí)段能源(yuán)使(shǐ)用量對比(bǐ)

(2)各個用(yòng)能(néng)係(xì)統(tǒng)能耗(hào)等級(jí)分析

(3)根據用(yòng)電(diàn)量模(mó)擬多(duō)部(bù)製電(diàn)價賬單(dān)

(4)分析不同時段的電能質量信(xìn)息

等(děng)能(néng)量(liáng)優(yōu)化控(kòng)製(zhì)策略

(1)通(tōng)過(guò)對歷(lì)史用(yòng)能(néng)情(qíng)況(kuàng)的分析(xī),製定各子(zǐ)係統(tǒng)運行策略(lüè),確保(bǎo)用能(néng)設備(bèi)的正常運行

(2)基於不(bù)同(tóng)電價(jià)結構(gòu),製(zhì)定(dìng)經(jīng)濟性用電策略(lüè),實現削峰(fēng)填穀,減少電(diàn)費(fèi)支出

(3)通(tōng)過(guò)樓宇(yǔ)用電(diàn)負(fù)荷(hé)的分析,製(zhì)定(dìng)平(píng)衡(héng)負(fù)荷策略(lüè),降(jiàng)低(dī)電(diàn)網壓力,提高發電設(shè)備效率，延長使用壽命

(4)對用電(diàn)負(fù)荷，電能質(zhì)量及電(diàn)價架構進行(háng)綜合分析,製(zhì)定(dìng)新能源並(bìng)網策(cè)略(lüè)及電動(dòng)汽車(chē)充(chōng)放(fàng)電(diàn)係(xì)統(tǒng)充(chōng)放(fàng)電(diàn)策(cè)略,實(shí)現節能減排

聯(lián)動控製(zhì)

(1)根(gēn)據(jù)樓宇(yǔ)環境(jìng)參(cān)數(shù)及當前(qián)用能(néng)情況(kuàng),調節空調及(jí)通風係統(tǒng)運(yùn)行策(cè)略

(2)根據能(néng)量(liáng)優化(huà)控製策略實現對各個(gè)子係(xì)統(tǒng)的遠程(chéng)控製,並通過(guò)運行(háng)結(jié)果說明能量(liáng)優化控(kòng)製策略的(dí)效果(guǒ)。

提(tí)供互動模(mó)式,用戶(hù)自(zì)行定(dìng)製當天用電(diàn)策略,並(bìng)實(shí)時分析並模(mó)擬(nǐ)用電(diàn)策(cè)略,預測(cè)用電(diàn)信息,為(wéi)用戶(hù)製定(dìng)用電策略(lüè)提(tí)供數(shù)據支持。

3.安(ān)科(kē)瑞(ruì)建(jiàn)築(zhù)能(néng)耗(hào)分析係(xì)統

3.1概(gài)述

Acrel-5000web建(jiàn)築能耗分析係統是用戶端能源管理(lǐ)分析係統，在(zài)電能(néng)管理係統(tǒng)的(dí)基(jī)礎(chǔ)上(shàng)增(zēng)加了對水，氣，煤(méi)，油(yóu)，熱(冷(lěng))量(liáng)等集(jí)中(zhōng)采集與(yǔ)分析，通過(guò)對(duì)用戶端所有(yǒu)能(néng)耗進行(háng)細分和(hé)統計，以(yǐ)直觀的(dí)數據和圖表向(xiàng)管(guǎn)理人員(yuán)或決策層(céng)展(zhǎn)示各(gè)類能源的使用(yòng)消(xiāo)耗(hào)情況(kuàng)，便(biàn)於找出(chū)高耗能點(diǎn)或不合理(lǐ)的(dí)耗能(néng)習慣(guàn)，有效節約能(néng)源(yuán)，為(wéi)用戶進一(yī)步節能改造或設(shè)備升級(jí)提供準確的(dí)數(shù)據支(zhī)撐。用(yòng)戶(hù)可(kě)按照國家有(yǒu)關(guān)規(guī)定(dìng)實施(shī)能源(yuán)計(jì)算(suàn)，分析現(xiàn)狀(zhuàng)，查找問題(tí)，挖掘節能(néng)潛(qián)力，提出切(qiē)實可行的(dí)節能措施(shī)，並向(xiàng)縣級以(yǐ)上管理節能工(gōng)作(zuò)的(dí)部(bù)門報(bào)送能(néng)源計算報告(gào)。

3.2應(yīng)用場(cháng)所

適用於公(gōng)共建築(zhù)，集(jí)團公(gōng)司(sī)，工業(yè)園(yuán)區，大型物業，學校，醫(yī)院(yuàn)，企(qǐ)業(yè)等(děng)不(bù)同行(háng)業(yè)的能耗監測與管(guǎn)理的係(xì)統設(shè)計(jì)，施(shī)工(gōng)和運行維護。

3.3係(xì)統(tǒng)功能

3.3.1係統(tǒng)概(gài)況

平(píng)台運(yùn)行狀態，當(dāng)月能耗折(zhē)算(suàn)，地(dì)圖(tú)導航(háng)，各能耗(hào)逐(zhú)時，逐(zhú)月(yuè)曲(qū)綫(xiàn)，當日(rì)，當月能耗同比(bǐ)分(fēn)析滾動顯(xiǎn)示。

3.3.2用能(néng)概況(kuàng)

對建築，部(bù)門，區(qū)域，支路，分類(lèi)分項等用能進行對比，支(zhī)持(chí)當日(rì)逐(zhú)時(shí)趨勢(shì)，當(dāng)月逐日(rì)趨(qū)勢(shì)曲綫(xiàn)，分時段能(néng)耗統計對(duì)比(bǐ)，總能(néng)耗同(tóng)環比對(duì)比。

3.3.3用能(néng)統計

對建(jiàn)築，區域，分(fēn)項，支路(lù)等(děng)結(jié)構(gòu)按日，月，年報表的(dí)形式統計(jì)對分類能源(yuán)用能進行統計，支(zhī)持(chí)報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出(chū)EXCEL，支持選擇(zé)建築(zhù)數(shù)據進(jìn)行生(shēng)成柱(zhù)狀(zhuàng)圖(tú)。

3.3.4復(fù)費率(shuài)統計

復(fù)費率報(bào)表按日，月，年統計(jì)對單(dān)棟(dòng)建築(zhù)下(xià)不同(tóng)支路的(dí)尖(jiān)，峰(fēng)，平，穀用電量及成本費用進(jìn)行(háng)統(tǒng)計分(fēn)析。支(zhī)持數據(jù)導(dǎo)出到(dào)EXCEL。

3.3.5同(tóng)比分(fēn)析

對(duì)建(jiàn)築，分項(xiàng)，區域，支路(lù)等用能按日，月，年以圖形和報表(biǎo)結合的方(fāng)式進行(háng)用(yòng)能(néng)數(shù)據(jù)同比(bǐ)分(fēn)析(xī)。

3.3.6能(néng)源流向圖(tú)

能(néng)源流向(xiàng)圖展(zhǎn)示(shì)單棟建(jiàn)築時(shí)段內(nèi)各(gè)類能源從(cóng)源(yuán)頭到末端的的(dí)能(néng)源流向(xiàng)，支(zhī)持按原始值和折(zhē)標值(zhí)查看。

3.3.7夜間(jiān)能耗分析(xī)

夜(yè)間能耗(hào)以(yǐ)表格(gé)，曲綫(xiàn)，餅圖等形(xíng)式對選擇支路(lù)分(fēn)類能(néng)源在時(shí)段(duàn)工(gōng)作時間與(yǔ)非(fēi)工作(zuò)時(shí)間(jiān)用能統(tǒng)計對(duì)比，支持導出報表(biǎo)。

3.3.8設備管(guǎn)理(lǐ)

設(shè)備管理包括，設(shè)備類型(xíng)，設(shè)備台賬，維保(bǎo)記(jì)錄等功(gōng)能。輔(fǔ)助(zhù)用(yòng)戶合理管(guǎn)理設備，確保(bǎo)設備的運行。

3.3.9用(yòng)戶(hù)報告(gào)

用戶(hù)報(bào)告針對(duì)選定(dìng)的建(jiàn)築自動(dòng)統計各能(néng)源的月(yuè)使用的同環(huán)比(bǐ)趨(qū)勢，並提(tí)供簡單的能耗(hào)分析結果，針對用電(diàn)提供單(dān)獨的(dí)復費率(shuài)用(yòng)能分(fēn)析，報告可(kě)編(biān)輯。4.係統硬(yìng)件(jiàn)配(pèi)置(zhì)

5.結論

智能樓宇能源(yuán)管理(lǐ)是(shì)對(duì)樓宇能(néng)耗(hào)進(jìn)行數字(zì)化和(hé)集(jí)成化,通過采(cǎi)集(jí)設備運行(háng)狀態，能耗(hào)信(xìn)息，報警及(jí)歷史數(shù)據(jù)等信息,結合(hé)實際運行(háng)負(fù)荷(hé)需求和電價政策(cè),結(jié)合(hé)新的能(néng)源(yuán)供(gōng)電(diàn)模(mó)式(shì)和新型(xíng)的用能設(shè)備配置(zhì),從而科(kē)學(xué)選(xuǎn)擇和(hé)製定(dìng)能耗控製管理方(fāng)案(àn),在(zài)整(zhěng)體上(shàng)對供(gōng)用能(néng)設(shè)備(bèi)進行協(xié)調(tiáo)控製,以(yǐ)實(shí)現(xiàn)樓宇(yǔ)用能(néng)的(dí)智(zhì)能化。

智能樓宇能源(yuán)管理係統(tǒng)在設計上對(duì)智(zhì)能(néng)樓(lóu)宇(yǔ)各個(gè)供用(yòng)能(néng)係統進(jìn)行了係(xì)統的劃分及(jí)分析,使(shǐ)用了(liǎo)分(fēn)層分(fēn)布(bù)式結構進行設計,集成多(duō)個(gè)閉環(huán)子(zǐ)係統,使用(yòng)組態方(fāng)式實(shí)現了(liǎo)數(shù)據(jù)采(cǎi)集，數據集成(chéng)，數(shù)據分(fēn)析及展示(shì)功(gōng)能(néng),確保了係統(tǒng)具(jù)備高可維(wéi)護性及高(gāo)可擴展(zhǎn)性。該(gāi)係統的(dí)運(yùn)行在(zài)保證(zhèng)樓(lóu)宇(yǔ)環(huán)境(jìng)的(dí)前提下(xià),能夠實(shí)現優(yōu)化樓(lóu)宇供(gōng)用(yòng)能(néng)係(xì)統(tǒng)的(dí)運行,同時(shí)降(jiàng)低智能(néng)樓宇的(dí)能源消(xiāo)耗(hào)。.

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