探讨互联网技术在高校校园能耗监测系统应用与研究

发布时间:2022-12-19

宋兵兵

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801;

随着我国经济的快速发展,城市化进程不断加快,能源的使用量也出现快速上涨的趋势。而建筑能耗、工业能耗和交通运输能耗是我国能源消耗的三大主力,其中建筑能耗大约占据了能耗的30%。

关键词:物联网,公共建筑,能耗监测,建筑能源管理

1新时代背景下的建筑能源管理需求

建筑能源管理的前提是对建筑能源消耗的监测和统计,高效的能源管理要建立在充分的能耗监测和准确的能源统计之上。这就包括了对建筑用能系统,包括暖通空调系统、给排水系统、电气系统等的全面监测,以及对各类设备分类分项的能耗数据的采集、整理与分析。而过往采用传统方法进行能耗统计与分析,由于公共建筑设备数量和种类多样,设备数量、规格、型号、功率等各不相同(见表1,表2),因此能源统计获取的数据量庞大、数据类型多种多样,进行能源审计的工作量和工作难度都较高,这在一定程度上阻碍了相关能源管理工作的开展。尤其是对于建筑集群来说,传统的建筑能耗统计无法满足多栋建筑同时展开的综合能源管理。





表1暖通空调系统主要设备清单

表2电气系统主要设备清单

因此,随着公共建筑的类型和体量的不断增加,在建筑能源管理的体系中,亟需引入一种高效率、低成本,同时可以实现大规模建筑集群能源消耗的实时监测与能耗数据收集的*技术。随着现代网络技术的快速发展,物联网成为解决这一问题的重要选择,物联网技术可以对建筑中各类设备的大量能耗数据进行实时监测和收集,并整合到统一的能源管理平台,对其进行数据处理与分析,从而帮助管理者对区域化的建筑集群能源消耗展开统筹管理。

物联网的概念在1985年由PeterT.Lewis提出后,经过多年的发展已经日趋成熟。物联网,即InternetofThings,它的本质是物体和物体之间相互进行连接所建立的网络,它是互联网的一部分,同时还可以与互联网进行并网的处理。物联网技术可以通过多种不同的传感器模块,对需要的监控、连接、互动的设备的各项数据进行实时采集,它主要用于企业之间的紧密联系,可以实现供应链中各个节点,包括物与物、物与人等的网络连接和信息共享,从而实现高效快捷的管理。


3物联网技术在建筑能源管理中的应用

其中,传感层主要是通过各终端设备实时采集建筑能源消耗数据,它也是物联网能源管理的前提和基础,通过传感器完成能耗数据信息的采集。对于建筑能源管理系统来说,传感层数据实现高效收集和精细化管理的前提是能耗分项计量,因此,需要在能源管理系统建立之初就完成能耗分项计量的相关设备。计量对象包括:耗电量、耗水量、耗热量,耗冷量,耗煤气量等,其中,电能消耗是公共建筑主要能耗,需进一步根据耗能设备等进行细分,也可以根据实际运行情况进行分时段计量等[2]。

目前建筑智能化系统设计中一般没有分项计量功能,难以实现能耗精细化管理,因而实现能耗分项计量是搭建物联网智能建筑能源管理平台很重要的需求。分项计量需要利用物联网等相关技术首先安装分项计量装置,按电、水、油、气等能源形态分类后,再根据不同的能源用途和用能区域进行分项计量,也可以根据实际需要对能耗情况进行分时段的计量。分项数据传输到能源管理平台后,可以实现对能耗设备运行状况实时监测;根据分项数据不同办公区域或者不同时段的能耗比较,可以准确详细地掌握一个单位或系统的能源消费结构,对建筑存在的节能潜力做出诊断;在此基础上,提出节能改造方案。

在物联网应用网络层,对接收到的分项能耗数据进行处理和分析,获取建筑用能特点、重点耗能单位,以及建筑能源消耗结构等,并对建筑能源利用效率进行评价,对建筑的节能潜力做出评估。此外,还可以在完成能耗数据的综合计量与分析的基础上,利用应用层完成物联网平台能源管理系统应用的开发,包括建筑耗能设备远程管理、能耗数据管理等。

从目前的研究来看,物联网技术在我国建筑能源管理体系中的应用并不算普遍,而目前的建筑能耗监测与能源管理系统还存在着很多问题。

2)当前基于物联网技术的建筑物能耗监测系统依然具有海量数据的特征,如何对海量数据进行进一步的分析挖掘和利用是建筑能源管理系统的重要研究方向。

(1)概述

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能,并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

本平台适用于公寓出租户、连锁小市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。

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◆电力集抄



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◆能耗分析

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◆预付费管理

2)系统配置:对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置;

4)售电管理:对已的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作;

6)报表中心:提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询,本系统所有的报表及记录查询,都支持excel格式导出。

预付费看板

通过物联网技术,对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控,同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能,包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。

充电桩看板

◆智能照明

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安全用电采用研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器,对引发电气火灾的主要因素(导线温度、电流和剩余电流)进行不间断的数据跟踪与统计分析,并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员,指导企业实现*时间的排查和治理,达到消除潜在电气火灾安全隐患,实现“防患于未然”的目的。

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白,适应于所有公建和民建,实现了无人化值守智慧消防,实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。


6结论

      在我国城市化进程不断推进的大背景下,建筑能耗监测系统和建筑能源管理系统都在不断的发展和完善,将物联网技术引入到建筑能耗监测体系中,对现有建筑能源管理系统的技术升级和智能化发展具有非常重要的意义,与此相关的各项研究具有广阔的应用前景,随着物联网技术的不断进步,建筑能源管理体系也会变得更加完善。

参考文献

[1]张建涛.基于物联网技术的公共建筑能源管理系统研究

[2]企业微电网设计与应用手册2022.05版.


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