探讨关于能耗管理系统的设计与解决方案

摘要：阐述能耗管理平台系统中的数据中心、通信层、设备配置、系统软件设计，实现数据采集、基于GIS的能耗总揽、能耗分类统计分析、事件与告警信息管理、实时数据的存储、历史数据记录、监管平台安全的功能。

关键词：能耗管理，数据中心，能耗分类统计，事件与告警

1能耗管理系统的特点

       作为商业综合体而言，能耗管理平台建设的目标是实现能耗数据化、管理动态化、数据可视化、节能指标化。为建筑节能节水政策和适应的建筑节能、节水技术方案，提高建筑物的资源能源利用效率。根据平台设计原则和目标，基于“集中管理，分布采集"的思想，系统构架基于企业智能化设备管理网络，减少系统建设成本。以企业以太网为主要媒介，分部门、对企业主要用能建筑、用能设施实施动态监测，构建可靠性强、效率高、共享度高的企业能耗数据库，建立能耗监测、统计平台，为企业设施节能对策提供决策支撑。

2  能耗管理平台的数据中心

       能耗管理平台通过一段时间对各类数据的采集，可以对本商业综合体内的水、电情况做出统计报表，通过对区域内设备的横向和纵向比对，可对建立本监管区域内各类型的单位能耗参考值，通过参考值可对本区域内的能耗大户进行有针对性的分析，从而为节能提供参考依据。同时将此参考值与其他建筑的能耗值做比对，也可实现同行业的比对，为今后的节能监管提供依据。能耗管理平台软件具备系统设备组态、数据通信处理、人机界面监控、远程操作、各类事件报警、实时及历史数据库建库及存储功能。

2.1.1通信层结构

通信层由数据网关、以太网交换机组成；支持TCP/IP、现场总线、Profibus-DP、MODBUS、DNP、IEC870-5、IEC61850、DLT645-1997等国际国内常见的设备规约，使商业综合体内的各种能源计量设备可以方便地直接接入系统。

监管平台使用商业综合体内智能化设备专网，供工作站主机、通信管理机（数据网关）等设备使用，确保能耗管理平台的数据安全性。

3.能耗管理平台的系统软件

        能耗管理平台系统软件实现多任务，支持数据库跨平台连接，支持多种开放的数据库管理系统。能耗管理平台包括以下软件：操作系统：采用服务器专用操作系统软件，包括操作系统生成包、编译系统、诊断系统和各种软件维护、开发工具，操作系统具有良好的实时性能；防止数据文件丢失或破坏的功能；操作系统能有效地管理各种外部设备；数据库软件：数据库的规模能容纳全部系统并能够处理以后扩建接入的自动化系统所需的全部数据，并适合所需的各种数据类型。其各种性能指标能满足系统功能和性能的要求；其数据模型符合能耗监控及负荷管理的要求，便于数据规模的不断扩充和数据间形成的结构不断更新。

能耗管理平台的实现

3.1能耗管理平台的功能

3.1.1分层分布式系统

整个系统分数据中心、通信层和现场仪表层。系统结构简洁明了，设备功能清晰明确。

3.1.2丰富的报表功能

能耗管理平台对统计分析出的各种能耗比对数据可以以报表的形式提供给客户，方便客户对各种能耗数据进行再加工。

3.1.3便利的短信告警功能

当能耗管理平台出现能耗数据异常时，可通过移动或联通的短信平台对负责平台运行的管理人员进行短信通知，使得异常情况能在较短时间得到处理。

3.2能耗管理平台的应用

能耗管理平台软件主要运行在数据服务器和工作站主机上，其主要功能是对商业综合体的能耗数据进行采集，整理，并进行数据统计、分析，实现对各个楼宇能耗的实时监控，对单位时间内的能耗做出统计，对出现的异常情况实时告警，完成商业综合体的节能监管。

3.2.1数据采集功能

能耗管理平台对配电室的运行状态和参数自动实时或定时进行采集，配电室配电过程输入、输出信号经滤波，检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化，实时地更新数据库，为监控系统提供运行状态的数据，并作必要的预处理。平台对每个模拟量可设定上限、下限等阈值，对不同越限可选择不同的报警方式（音响、画面、打印）。能耗管理平台还可以以不同的形式（实时曲线、历史曲线、高密度曲线、饼图、棒型、报表）显示模拟量，反映模拟量的变化趋势，记录出现大小值的时间。

3.2.2通信处理

平台可接入支持SC-1801、CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-103、PROFIBUS、DH+、CC-Link等协议的RTU、PLC、智能仪表等子设备；也可以向支持SC-1801、CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-101、OPCSERVER等协议的区域数据中心发送数据。同时预留规约接口，使用户方便扩充通信规约。能耗管理平台可处理各种不同规约的信息，发送和接收遥测、遥信、系统对时，配置信息的请求、应答、报文，将实时数据按相同的数据格式存入实时数据库，从而为系统其他模块提供数据来源。

3.2.3 实时数据的存储

实时数据库是存于计算机内存中的反映系统各数据点当前状态或数值的数据库。保存从各数据网关采集上来的实时数据其数据在每次系统扫描周期后被刷新一次。在实时数据库中可以保存模拟量、计量量、设定点控制输出等多种类型的点。实时数据需有后备，一旦当前实时数据库被破坏，能及时恢复运行。

3.2.4 历史数据记录

周期性存贮到硬盘中的分时数据，对实时数据库及其他应用数据库中的每一个点可选定存储周期实现历史数据记录，为报表、曲线的生成提供数据源。同时记录事件顺序记录和异常事项记录及设备运行检修等，形成完整的历史数据库。历史数据库存储具有定时存储数据和在异常状态下存储历史数据的功能，提供访问历史数据库的接口并可随时查询和使用。

3.2.5 监管平台的安全

能耗监管平台各节点独立,每节点的退出不影响系统的其他部分。数据库的各节点均可独立修改,系统其他部分可正常工作。前置机的数量和功能也可根据一次系统的扩充而随之扩充。以上修改变动均不影响系统的正常工作和已保存的数据。

4 安科瑞建筑能耗分析系统

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，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，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。用户可按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。

4.2应用场所

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。

4.3系统功能

4.3.1系统概况

平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。

4.3.2用能概况

对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。

4.3.3用能统计

对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成

4.3.4复费率统计

复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。

4.3.5同比分析

对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。

4.3.6能源流向图

能源流向图展示单栋建筑时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。

4.3.7夜间能耗分析

夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。

4.3.8设备管理

设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。

4.3.9用户报告

用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。

5系统硬件配置

6 结语

随着现代社会的飞速发展，人们在物质和文化需求方面日益增长，我们的衣、食、住、行也关系着社会能源的利用和消耗，大量能源的消耗使得环境污染越来越严重，节能降耗面临压力比较大。我们各行各业都要不断增强能源节约意识和环境保护意识，进一步提高能源资源利用效率、节能降耗，相信在我们建筑行业，通过能耗管理系统可以为商业综合体提供一定的节能降耗。