基于樓宇能耗分析及監測管理的研究

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測管理平臺技術特點進行分析，其后對其功能設計進行了探討，最后對其系統構架進行了探討，以期為現代樓宇管理提供借鑒。

關鍵詞：樓宇;能耗分析;監測管理;應用系統

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

1 基于樓宇能耗分析及監測管理技術特點

基于樓宇能耗分析及監測管理是信息技術的集合，通過對建筑能源耗費的源頭數據進行實時采集、統計，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，從而為節能管理提供決策依據、數據基礎，為政府所倡導的節能監管體系建設及能源管理信息化的建設提供技術支持^[2]。能耗監測管理系統以樓宇節能監管體系能耗報表制度為基礎，實時的展開各類能源消耗分類，并分項計量以及數據統計、對比，從而為政府強制要求的能耗統計巡查、能源審計、能耗公示提供數據支持，同時也幫助樓宇系統實現技能技術的完善提供數據基礎。

2 基于樓宇能耗分析及監測管理系統功能設計分析

按照樓宇能耗分析及監測管理的需求，確認了系統構建中所應該具備的功能：其一，能夠進行區域中的樓宇建筑概況統計，主要為獨棟樓宇全面的回路能耗實時監測功能、各建筑數量及面積的統計功能;其次是實現能耗數據統計功能，主要包含有分項能耗統計、分類能耗統計、單位能耗統計、監測回路能耗統計等，統計可根據年月日、獨棟或多棟建筑統計的要求，進行統計報表生成，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計功能，建筑樓宇中的公共走廊、內部電梯等公共能耗可以根據面積、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計、分項平均能耗的統計、分類平均能耗的統計等，清晰的進行能耗變化規律及趨勢展示，從而使得節能效果分析得到依據支撐;其五，實現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備最大值與最小值的篩選;其六，根據建筑樓宇能耗統計進行記過分析，自動進行能源統計分析報告的生成，為建筑樓宇能源管理提供有效的決策數據;其七，實現能源管理政策、管理規范標準等資料下載、傳輸、卸載的功能;其八，實現數據自動上傳功能，能夠定時進行建筑樓宇各個檢測回路的能耗分析;其九，實現能耗數據預警功能，即是能夠進行能耗總量預警值設置，能耗超過設置的值便會發出預警信息，將預警信息發送至管理者手機，便于各級管理了解能耗情況;提供用戶賬號及權限管理功能，可以根據用戶功能模塊進行定制。

3 基于樓宇能耗分析及監測管理系統實現

系統采用現場控制總線技術與無線傳感網技術、GPRS通信技術，能夠便于深入建筑各區域進行能源消耗全參數及全過程的在線監測效果，同時對于各類監測數據進行分析和統計，進而生成報表及違規預警。系統按照各監測帶你監測的數據變化，實現能耗設備自動控制，為樓宇能耗監測、節能運營、自動控制提供完善的能耗分析及監測技術支持。

3.1 系統架構

本次系統采用分層分布式計算機網絡結構，分作應用層、網絡層和感知層。應用層主要是針對樓宇管理人員，由系統軟件及硬件設備構成，硬件比如監控終端等。平臺人機交互界面中，實現了現場各類數據的信息采集、分析處理的顯示，主要是以圖形、數字、聲音的形式進行展示。另一方面，也能夠按照系統設置控制邏輯展開自動化管理、人工干預控制。網絡層也被稱為通訊層，主要是以太網設備、服務器設備、總線網絡共同構成。網絡層是進行數據信息交換的主要途徑，是對樓宇設備數據信息回送進行收集和分類、傳輸等工作進行負責，同時還需要傳達上位機對現場設備下達控制命令。感知層則是進行數據采集的終端，主要是由測控終端設備、智能儀表、傳感器構成。空調及照明數據采集控制終端是由分布式I/O控制器構成，實現現場采集數據上傳至數據中心功能，同時按照采集數據的參數進行控制管理。能耗監測及路燈控制系統選擇無線傳感網絡進行現場數據的采集，同時及時進行上報，根據現場數據進行反饋控制及智能管理。

3.2 系統功能實現

總體而言，將系統的功能分為了五個部分，分別對應權限管理、能耗監控、安防監控、系統管理、統計分析五個子系統。

3.2.1 權限管理

根據各個程序在信息敏感度上存在的差異，系統提供權限維護管理模塊。主要含有用戶信息、操作控制管理、角色管理、數據維護管理等功能，能夠實現上功能要求。

3.2.2 安防監控

對各個布設的監測點進行監控，各個樓層設備實現實時監測，同時在平臺中展示當前設備的狀態。預警機制則包含有設備安全預警，主要是針對出現低于系統限值、高于設備限值等情況進行預警。此外還進行照明控制監控，主要是對樓層房建監控狀態進行采集，系統設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，能夠對照明設備回路通斷控制。系統向管理者提供實時的文字提示信息、界面結構信息，能夠按照環境光強度結合人體紅外計數器來進行照明回路的分區控制。

3.2.3 系統管理

對樓宇層進行編碼，主要是房間、層數的編碼管理。首頁對監測項目數據及狀態進行展示，并使用圖表的形式展示基本指標。

3.2.4 能耗監測

能耗監測系統主要是針對房建、樓宇、單位進行分類監控、統計，分段進行統計，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計。

3.2.5 統計分析

統計分析時針對能耗監測得到的數據，對樓宇、房間及單位進行分析，主要是對比分析，形成類比、環比、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、統計用電高峰，形成各建筑用電圖表對比。

4 結語

能耗分析監測管理系統能夠時效內能耗數據的自動、實時采集作業，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.基于模型預測控制的智能樓宇暖通空調能量管理策略[J].電力系統及其自動化學報，2019，031（006）：98-106.

[2]張雪純，高廣玲，張智晟，等.基于需求響應的建筑樓宇綜合能源系統優化調度[J].電力需求側管理，2019（4）：28-34.