建筑能耗分项管理系统/企业节能管理系统 Acrel-5000

1.1  系统结构
Acrel-5000能耗监测系统可利用有线或无线网络技术，对建筑物的的水、电、暖等能源消耗情况进行分量式监测。它是一种更主动的楼宇能耗采集手段，也是设备能耗采集方式的有益补充。系统所采集的数据可为节能改造方案在管理角度提供更直接的参考价值，使能耗监管工作变得更加快速、有效。同时，系统可有效控制楼宇内能源的浪费，达到优化能源供应、提高能源管理水平、节约能源成本的目的。
该能耗监测系统是依据国家标准将能耗进行分类和分项的监测和显示，它保留了Acrel-3000电能管理系统的功能，在此基础之上，更加规范化，不仅可对各项电力参数进行测量和监控，而且可对水耗，电耗，气耗等进行集中测量和显示，而且根据国家规定对电能进行分项计量。
系统主要是对现场的用水、用电、用气等设备加装计量装置，对能耗量进行实时测量，包括有电力仪表、燃气表、水表、冷热表等等，经数据采集装置将数据上传给数据中转站，数据中转站再将实时数据进行统一的处理，*后通过互联网将其上传到数据中心，包括省/市级数据中心、也可上传到***数据中心，对数据进行存储、展示，并将超出国家标准用量的能耗数据所对应的能耗种类采取相应措施实行节能降耗处理。

 

现场的各类仪表测得的能耗数据经数据采集装置传给数据中转站，数据采集装置处在网络通讯层中，主要包括有通讯管理机、串口通讯服务器、光电转换器、GPRS调制解调器等。现场的分项计量仪表通过现场总线（屏蔽双绞线）连接到数据采集装置。
数据中转站负责将现场传过来的数据进行存储、计算、显示以及将能耗数据上传到上**等，一般包括的设备有工业应用计算机，打印设备，UPS电源，人机交互界面（HMI）。能耗监测系统软件安装在计算机中，可对现场的能耗数据变化情况进行实时的监控。数据采集装置可通过以太网或是GPRS等组网方式将各项能耗数据上传到中转站。数据中转站将建筑物能耗监测系统的自动计量装置所采集的能耗数据经过适当的处理，可将其通过RS485接口，并采用TCP／IP通信协议自动并实时上传给数据中心，以保证数据得到有效的管理和支持高效率的查询服务，实现数据组织、存储及交换的一致性。
数据中心也就是数据库，接收并存储其管理区域内监测建筑的能耗数据，并对其进行处理、分析、展示和发布。数据中心应具备设置数据更新的时间间隔，访问历史数据，报警，打印报表，实时与历史曲线，图表的绘制，并预留相应扩展功能，例如，同类公共建筑能耗比较功能，分项比较功能，基本信息查询功能，表计能耗数据计算，建筑能耗数据汇总、采集数据展示、用户权限管理等。
1.2主要功能介绍
Acrel5000能耗监测系统软件的主要功能包括有: 
1.2.1 能耗数据监测
监控主机与系统通讯连接后，可对相关数据自动监测、记录现场设备上的电压、电流、电能、谐波含量、耗水量、耗气量、耗热量、耗冷量等。并将能耗数据折合成标准的用煤量显示，为了将数据上传到数据中心便于统一查询和管理，将数据进行编码。
1.2.2 图表显示功能
可将能耗数据进行棒图，饼图显示，实时和历史报表显示、打印、导出操作。并将能耗数据进行比较，针对超出标准的能耗值进行处理，从而采取一系列节能措施。可对某一时期和某一区域的能耗数据进行查询，分析。
1.2.3 报警功能显示
如果检测值超过设定范围，即声光告警，并能在屏幕上显示出现问题的仪表名称以及参数超出的范围，若有多个数据报警，将按顺序显示超值列表。
1.2.4 曲线显示
可对某一支路的能耗量变化趋势进行实时的动态显示，直观的显示出当前系统的运行情况。

1.3  标准数据编码案例
本系统软件为专业的监测系统软件，即Acrel5000能耗监测系统软件，可应用于Windows 2000/XP等操作系统平台上，本软件主要监测的能耗数据包括有耗电量、耗气量（天然气量或者煤气量）、耗水量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、其他能源应用量（如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等）。
对于现场采集的能耗数据，*终可以上传到市级、省级以及更高层的数据中心进行能耗数据的存储和展示，为了便于统一管理和查询，根据国家相关文件的规定，本系统对能耗数据进行编码，编码规则遵循国家统一标准。以下是采用Acrel5000能耗监测系统对北京**外国语学院图书馆空调用电的数据编码实例。
例：北京**外国语学院图书馆空调用电 
110100   D  101  01 B 2 0
110100: 行政区划代码编码，110100 北京市 市辖区
D:         建筑类别编码，D文化教育建筑
101：   建筑识别码，由建筑所在地的县市建设行政主管部门统一规定，101图书馆北二外图书馆
01：    分类能耗编码，01电
B：     分项能耗编码，A照明插座用电，B空调用电， C动力用电，D特殊用电
2：      **子项，2空调末端
0：      二级子项，0表示没有该项
由此编码，我们可以看出该组数据的相关属性。

3.3.4  能耗分类、分项监测显示
根据国家标准，Acrel5000能耗监测系统对各类、各项能耗数据折合成了标准用煤量，还包括有分项用电量、单位建筑面积用电量、单位空调面积用电量等。
监测数据显示一般包括以下几个方面： 
（1）建筑的基本信息，能耗监测情况，能耗分类分项情况；
（2）各监测支路的逐时原始读数列表；
（3）各监测支路的逐时、逐日、逐月、逐年能耗值（列表和图）；
（4）各类相关能耗指标图、表；
（5）单个建筑相关能耗指标与同类参考建筑的比较。
该系统软件具有用户管理、前台监测、能耗棒图显示、报表显示，报警记录及数据备份等功能。

1.5  软件界面

某公司厂房的配电示意图：

 

水泵房配电图:

 

宿舍一楼的布局图及用电情况，包括电流、电压、峰电能、总电能。

 

能耗数据的分析，可自行选择查询时间，进行查询、导出等。

 

主进线回路报表显示：

 

远程抄表：

 

不同回路的实时曲线显示:

 

分项耗电量饼图显示：

 

各类能耗棒图显示：

 

报警记录显示：

 

3.3.6  Zigbee无线通讯网络技术
Zigbee无线标准具备强大的联网功能，支持自组织无线网络，包括星形结构、网状结构和簇状结构，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。它组成的网状网络拓扑结构由几个Zigbee终端节点和中继器将相应数据传给一个Zigbee中心节点，中心节点将能耗数据再传输给监控主机，监控机的系统装有Acrel5000能耗监测系统软件，对现场数据实时监测，并处理数据，然后上传给上级数据中心。

 

基于zigbee技术的远程抄表省去了现场布置通讯线的麻烦，在节约成本的同时又减少了工程量，为有效实现电能集中管理大大提供了方便；采用mesh网状网络结构充分保证了数据传输的可靠性。 
下图为采用Zigbee组网方式对耗水量、耗电量、耗气量、供热量及供冷量数据采集、传输的过程。

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