浅谈云能耗管理系统在某高校楼宇系统平台的开发与应用

小夏 科技 更新 2024-01-31

张安可瑞, 天田.

总结:根据该项目,依托某高校电能计量管理系统、水表监管系统、供热计量管理系统等基础平台,制定了高校建筑能耗综合管理系统平台应用总体框架和方案,可实时监测校园建筑各项能耗情况, 统计能耗,进行能效分析,并可对系统进行评价诊断等应用研究,从而实现数据可视化、分析制图、能耗指标化、管理数字化、能耗合理化,为实现长期有序的校园节能管理和节能校园建设提供可靠的数据支撑。

关键字:建筑能源管理;电能计量;给水计量;热量计量;经济型校园。

0 引言。 我国高度重视节能减排工作,在十六届五中全会上,决心加快推进建设资源节约型环境友好型社会的重大决策,标志着我国节能减排全面实施。 在创建节约型社会的背景下,为有序、全面推进校园节能减排工作,教育部于2024年印发了《教育部关于开展节能减排学校行动的通知》,标志着高校校园建筑节能减排全面实施。 近年来,节能减排已成为全国校园建设的一大主题。 高校能耗测算与管理研究是高校降低能耗、建设节能校园的关键基础。 高校建筑规模大、人口密集,属于大型公共建筑,能耗大,节能校园建设意义重大。 节能校园建筑节能监管体系的建设,可以实施动态监测、能耗统计、能源审计、能效公示、能耗结算,加强能源管理,实施节能改造,实施节能规划和新建建筑建设,推动高校节能校园建设,从而全面推进高校节能校园建设。节能校园在我国高校,为推进建筑节能、创建节约型和谐社会、贯彻落实科学发展观提供了有力支撑。根据相关标准和指南,建成的校舍节能监管系统以综合能耗(水、电、热等)远程监控平台为基础,实现了对全校能耗数据的监测、分析和统计,为高校能耗分类和能耗分级制定提供数据支撑根据校园建筑能耗特点定额总结高校通用能耗规律,为高校建设、管理、改造提供管理经验通过数据整理和分析,为国家开展新时代建筑节能研究、规划设计提供数据。

1、建筑能耗管理系统平台架构及应用框架。

学院是一个城市的全日制本科院校,占地面积649 10m,建筑面积447x10m,拥有教学楼、写字楼、体育馆、运动场、图书馆、教学实验等先进的数据传感与采集设备、网络数据传输、数据库技术,开发了建筑能耗监管综合平台,高校建筑能源管理系统平台架构如图1所示,系统包括设备层、数据采集层、数据层、 基础平台层、开放接口层、应用系统层和交互层。该能耗管理系统可用于远程实时监控和采集某高校数十栋校园建筑的能耗数据,从而开展能耗监测、统计、分析和诊断,为校园能耗管理的可视化监控、数字化管理、配额管理、量化评估的全面实施提供有力支撑平台。 建筑能耗管理系统平台自2024年开始建设,水、电、热等前期工程已建成并正式投产,运行效果良好。

2、建筑能源管理系统平台在高校应用的总体框架和实施功能。

某高校建筑节能监管综合服务平台的短期和远期规划主要包括以下几个子系统,平面化应用的整体框架和实现功能如图2所示。

建筑能源计量管理系统。

楼宇电力监控管理系统实现了用电管理、成本结算、数据统计分析、指标执行监督等多项功能。 主要用于各楼宇、用电部门用电数据的实时监测和历史数据的分析对比,为各部门用电量的量化管理提供了基础条件。

建筑水计量监管系统。

供水计量监控管理系统可以实时监测和采集自来水管网各部位的累计水量,可供控制中心和相关部门用于分析和制定指标决策,还可以及时发现漏水点,为故障排除争取时间, 减少浪费,提高水资源利用和水资源管理效率,实现供水管理信息化、现代化。

建筑供热计量管理系统。

基于温度面积法的供热计量管理系统具有计量和系统管理两大功能,系统由计量系统和远程终端管理系统组成,可实现对各建筑物供热的实时监控数据,如采暖室温度、 对供水、回水温度等数据进行汇总统计分析,为供热管理部门科学供热管理提供依据。

网络预付费管理系统。

网络预付费管理系统采用基于校园网络的实时通信和数据采集技术,结合嵌入加密通信协议的智能预付费水电表,系统可实现网络化的实时运行和实时计量监控、实时销售和退货、实时开关,有效解决收费难的问题, 并促进用户节水节电。

能源效率的综合分析系统。

在积累了大量基础能耗数据后,能效综合分析系统的综合数据提取和建模处理,可以进一步结合气候变化等因素,实现能源指标的合理评估和能源消费趋势的科学发展。 该系统的应用将为节能管理的中长期部署提供专家决策支持,为减少碳排放、实现低碳经济和可持续发展提供全面的信息支持。

电能表管理系统。

主要用于对学校各建筑和用能部门进行月度、季度、年度能耗计划指标的分配,并将分配的指标作为预警、能源考核、能耗超标使用奖惩的依据。

能源消耗公共系统。

能耗宣传分为社会宣传和校园内部宣传两部分。 提供有关机组能耗的诊断信息;评估建筑物、设备、部门等的能源消耗。 对单栋建筑单位面积能耗、能耗分类、人均能耗等指标进行监管,动态展示能耗排名和能耗成本排名提供能耗成本、年度节能率等报表,公示机组内部能耗及排名,以及当年与上年度能耗对比信息。

3、水电用电量监测分析。

3.1、水电监测。

根据某学院楼房实际情况,对17栋有设备安装条件的楼房进行水电能耗监测,完成每栋楼房用水量、用电量总量计量,对有分类分项条件的楼房进行分项计量。 水电能耗监测的建筑类型包括:教学楼、食堂、学生公寓、行政楼、图书馆、物流楼、锅炉房、变电站等。 该系统于2024年12月开始试运行。

图3(a)和(b)分别是2024年6月25日和2024年6月27日3(分别为周四、周五和周六)学生公寓照明插座的每小时用电量和每小时用水量变化。 6月25日、26日及27日(星期六)平日的每日用电量*及每日用水量相差不大,3D照明插座的平均每日耗电量为770kw·h;3D 中的平均日耗水量为 344m。

图4(a)和(b)分别是2024年8月6日和8月8日(星期四和星期)的3d学生公寓。

5.星期六)的照明插座每小时耗电量和每小时用水量。这三天是暑假期间,3D照明插座日均耗电量为321kw·h;3D 中的平均日耗水量为 554m 比图 3 中 2015 年 6 月 25 日和 2015 年 6 月 27 日的 3d 电费和水消耗量少 583% 和 834%。

3.2、水电耗比较分析。

能耗管理系统可以对每栋楼的能耗数据进行同比、环比对比[图56为2024年12月至2024年4月行政楼月度用电量对比图,图中数据比2024年3月和2024年3月低39年, 分别3% 和 194月份的节能率与3月份相近。 经调查,行政楼的节电主要是由于使用了新型LED节能灯,学校正在陆续更换每栋楼的灯具。 学校后勤维修部门调查了系统监测到的一些可能的漏水点,发现并修复了一些漏水点,与往年相比,系统同期的用水量也有所下降图56 2024年2月和2024年1月,由于寒假期间没有管理人员值班,月用电量和月用水量均为0, 并且关闭了水电能耗管理系统,该问题已向相关工作人员反映,今后将进行改进。

4、供热能耗监测分析。

4.1、供热计量管理系统的组成与监控。

供热计量管理系统应用于某学院17个教职工宿舍,供热计量总建筑面积197241系统从2024年10月中旬开始调试线路供热计量管理系统平台可进行实时监控,系统可对每个用户的情况进行监控和记录,并将数据实时记录在整个监控系统中, 系统管理员通过计算机界面显示数据,可以直观地观察所有用户的热能消耗情况、支付信息,系统在系统运行中出现室内温度等异常情况时,系统会自动提供预警信息等相关数据,从而实现可视化监控和管理[8] 供热计量管理系统由两部分组成: 温度测量、计量系统和远程终端管理系统。测温计量系统的组成和功能如下:

1)在各机组高低加热区的进热口安装热量表,测量该区域的加热热耗

2)在每户代表房间安装温度传感器,测量室内温度;

3)温度传感器通过无线方式将室内温度数据发送到无线数据接收器,无线数据接收器安装在热用户门外的管道井内

4)无线数据接收器将温度数据发送到数据采集集中器。

5)数据采集集中器根据各用户采暖面积热量表的温度数据、面积数据、热能数据对热值进行分摊,实现前台的分摊

6)数据采集集中器通过GPRS将数据传输到远程终端管理系统。

远程终端管理系统接收数据采集集中器发送的数据,远程监控各建筑供热的实时数据,如室温、供水、回水温度等,并对数据进行采集、分析、管理。

供热计量管理系统还可以分别监控每个区、每个家庭的实时供暖情况,图7是各区供热监控实时数据的截图,图7中的每一列分别代表供热表编号、供热表的通讯状态、供热分配开始时间、 黑表、热量分配、供水温度、回水温度、数据接收时间等。

4.2、供热能耗分析。

该供热能耗管理平台可实现所有楼宇、楼宇、单元、小区、户的日、月、年供热统计。 图 8 显示了建筑物低处两个单元的日供热量比较。 根据基础数据,可以分析加热热耗指数等数据。 由于供热计量管理系统在2024年10月采暖季初期调试运行,系统调试初期数据不稳定,波动较大。

5 Acrel-EIOT能源物联网云平台。

1) 概述。ACREL-EIOT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据平台,建立统一的上下行数据标准,为互联网用户提供能源物联网数据服务。 用户只需自行安装后,购买安科锐物联网传感器,选择网关,扫码即可使用手机和电脑获取所需的行业数据服务。

平台提供数据座舱、电气安全监测、电能质量分析、电源管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警与记录、运维管理等功能,支持多平台、多语言、多终端数据接入。

2)申请现场。

该平台适用于公寓租户、连锁小超市、小型工厂、楼宇管理系统集成商、小型物业、智慧城市、变电站、楼宇、通信基站、工业能耗、智慧灯塔、电力运维等领域。

3)平台结构。

4)平台功能。

电力收集。 电力集中抄表模块可实现各种监测数据的查询、分析、预警和综合展示,确保配电室的环保性。 在智能化方面,实现了供配电监控系统的遥测'、遥信、远程控制,对系统进行全面检测和统一管理;在数据资源管理方面,可显示或查询供配电室各设备运行情况(包括历史和实时参数,并可根据实际情况查询或打印月度、年度报表,提高工作效率,节约人力资源。

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