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浅析安科瑞物联网技术在公共建筑能源管理系统中的应用

更新时间：2022-12-13 点击次数：408

周颖

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：在能源形势紧张的大趋势下，高能耗的大型公共建筑能源管理系统的建设逐渐受到重视，以物联网技术及基础的建筑能源管理平台可以提供即时、准确、高效的能源管理策略。系统阐述了结合物联网技术的建筑能源管理构建方法，对物联网体系结构与建筑能源管理系统的相关性进行了分析，并从能耗数据收集、能源审计、能源管理这三个层级探讨了这两者的应用结合方法，为公共建筑能源管理系统的升级与优化提供了一定的思路。

关键词:物联网，公共建筑，能耗监测，建筑能源管理

0 引言

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总能耗的30%。

党的提出了建设资源节约型和环境友好型社会的目标，在这样的背景下，寻找新的建筑能源管理方法和技术，对建筑耗能设备进行整体管理优化是当前节能工作的趋势所在。当前，我国信息科技的快速发展，互联网技术成为国家各产业结构转型改革的切入点和带动者，基于互联技术发展的物联网研究逐渐成为各领域关注的焦点。物联网技术是信息科技技术非常重要的部分，利用物联网技术进行建筑能源管理平台的研究，结合物联网技术对建筑耗能设备的能源数据进行实时采集和管理，可以更加有效的实现建筑能源精细化管理，为大型公共建筑节能减排提供技术支撑。

1 新时代背景下的建筑能源管理需求

多项研究表明，在所有的建筑能耗中，大型公共建筑的能源消耗大、能源利用率低，尤其是运行能耗的控制水平整体偏低，已经逐渐成为我国目前能源问题的关键。建筑能源管理指的是，通过系统化的控制建筑物能源消耗及能源消耗模式的策略，在满足建筑内舒适度等各方面要求的前提下，使得能耗量和能耗费用最小化［1］。

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。

2 物联网技术的概念

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

公共建筑能源管理系统包含了设置在建筑中不同位置的物联网终端、物联网能源管理平台以及通信设施，而物联网的体系结构刚好可以对应满足建筑能源管理系统的多层需求(见图1)。

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］。

4 融入物联网的建筑能源管理系统发展方向

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。

1)从技术角度来说，当前的建筑能耗监测系统主要覆盖的是建筑物电器设备系统对于建筑耗能数据的采集，所采集到的数据也只能实现从终端设备到数据平台的单向传输，具有信息反馈和控制功能的双向对接还需要进一步的研究;

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。

5 Acrel-EIOT能源物联网云平台

（1）概述

电脑得到所需的行业数据服务。

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。

（2）应用场所

本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、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。

（3）平台结构

（4）平台功能

◆电力集抄

电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。

变压器监控

配电图

◆能耗分析

能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。