安科瑞 马香霞

为了响应国务院要求开展节能减排的号召，并完成国家"十一五"计划关于节能减排目标的要求，国家住建部下发《关于切实加强 办公和大型公共建筑节能管理工作的通知》，通知要求深入推进建筑能耗监测体系建设和加强对空调温度控制情况的监督检查。住建部从2007年开始在北京、天津、深圳等试点城市推行建筑能耗监测体系的建设。

关键词：大型公共建筑；能耗监测系统；ACREL-5000；建筑能耗管理系统。

1引言

筑能耗监测系统实现对能耗使用的全参数、全过程的管理和控制功能，是能耗监测和节能运行管理的综合解决方案。符合国家有关公共建筑管理节能的政策和技术要求，更是融合了能耗监测、空调温度集中控制和节能运行管理的整体解决方案,可对建筑能耗进行监测和分析，实现建筑的精细化管理与控制，带给用户新的价值体验，达到节能减排的效果。

2设计依据

本技术规范书引用的国家和行业标注如下：

ISO/IEC 11801《国际综合布线标准》

GB 50052 《供配电系统设计规范》

GB 50054 《低压配电设计规范》

GB/T 50063 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

IEC 61587 《电子设备机械结构系列》

DL/T448 《电能计量装置技术管理规程》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》

3项目概况

本项目现场共计55栋楼，每栋楼一台电表，一台水表，一台热量表。每栋楼安装一个台网关。每台采集网关接口接一个计量表具。采集器到后台是通过内部局域网进行数据传输。本项目要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的采集与存储,从而降低能源使用费用，为建立节约型社会发挥作用。

4系统架构

建筑能耗监测系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，一般分为三层：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

1)站控管理层

站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

2)网络通讯层

通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。

以太网设备：包括工业级以太网交换机。

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。

3)现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着基层的数据采集任务，其监测的能耗数据完整、准确并实时传送至数据中心。

根据客户需求及项目实际情况，本项目设计一套Acrel-5000建筑能耗监测系统，本项目共计55栋楼，每栋楼3台计量表具。即每栋楼一台多功能电表，一台远传水表，一台热量表。

系统结构图

5系统软件功能

综合能耗主界面

主页面显示该建筑的建筑图片，建筑基本信息,建筑当月分项用电饼图和各种能源的消耗量。根据所选的建筑，对其建筑图片进行加载，可以选择时间查看建筑能耗情况，选择建筑或时间后自动刷新，默认为当天。

支路用能

系统可以统计各支路某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系统可查看各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，并可以将支路用能显示合计，以图表形式显示。

分项能耗统计

系统可以按照分项进行能耗统计与显示。其中，日分项用能同比分析图显示不同分项的当日与昨日能耗柱状图（蓝色柱表示今日，绿色柱表示昨日）；用能饼图显示各分项过去31天的用能占比；堆积图显示各分项过去31天的能耗趋势；分项用能排名图显示被选中分项对应能耗值***10位的支路。

分项用能报表

系统可以统计各分项某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分项中各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，统计数据可导出至Excel。

能耗的同比环比分析

系统可将各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环比分析，检验节能效果，根据分析结果执行节能绩效考核，以及节能目标的修正。统计各支路当年每月用能及去年同期用能。

用能数据检查

系统可以统计某段时间内各回路与下级支路的用能差值，超过一定百分比后醒目显示（红色区域），确保计量体系的完整性、准确性。

6前景展望

根据防化学院阅兵村项目能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型，统一分析。

对采集数据存储，并形成可视化图表：系统采集数据后存储到数据库，系统可满足报表查询及导出，并且系统可由柱状图等形式展现能耗趋势，给客户更好的体验。

诊断出高能耗点：管理人员可通过系统采集数据，正对性的对各个回路同比及环比分析，通过一阶段分析可找出高能耗点。

通过能耗分析改进管理运营模式：针对高能耗点，针对性的改进管理运行如：在下班期间通知各个部门关灯、关机器，同时列入绩效考核；如发现白天空调温度不符合规定不按规定时间开关空调等情况，追究公司人员的责任等。通过能耗数据可减低公司运营成本提高利润。

7结束语

能耗管理系统通过对用户端电、水、气、热(冷)量等所有能耗的集中采集与分析，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，能耗监测系统的意义，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。在建设能耗管理系统后，不但能减轻工作人员的工作负担，提供工作效率对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。