建筑节能监测监控管理系统的应用研究

建筑节能监测监控管理系统的应用研究
发表时间：2019-04-01T15:32:50.027Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：吴梵1 周向民2 张彦夫3 [导读] 摘要：根据《江西省民用建筑节能和推进绿色建筑发展办法》（省政府令第217号）等文件精神，构建“全省统一、分级管理、互联互通”的建筑用能监测系统，加强建筑节能基础工作，建成基本覆盖本省国家机关办公建筑和大型公共建筑的动态用能监测系统，实现全省公共建筑能耗信息化管理，为能源管理及节能改造提供可靠依据。

（1.江西省建筑科学研究院江西省 330046；
2.江西省建筑科学研究院江西省 330046；
3.上海市建筑科学研究院上海市200032 课题编号：2009AE02100）
摘要：根据《江西省民用建筑节能和推进绿色建筑发展办法》（省政府令第217号）等文件精神，构建“全省统一、分级管理、互联互通”的建筑用能监测系统，加强建筑节能基础工作，建成基本覆盖本省国家机关办公建筑和大型公共建筑的动态用能监测系统，实现全省公共建筑能耗信息化管理，为能源管理及节能改造提供可靠依据。

随着江西省、市级能耗监测平台的成立，对建筑节能监测监控管理系统应用研究有利于建筑节能监管效率的提高，有利于绿色建筑发展的进一步推动。

关键词：节能监测系统；软件设计；监测功能；应用 1.项目背景
随着江西省国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台（以下简称省级平台）与南昌、九江、宜春、新余、景德镇等地市级国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台（以下简称市级平台）纷纷成立，公共建筑能耗监测已经成为我省推进绿色建筑发展的新形势。

在此形势下，许多楼宇业主对能耗监测也有了新的认识与积极性。

为满足楼宇业主积极响应建筑节能的要求，建筑节能监测监控管理系统就因此而展开研究与应用。

建筑节能监测监控管理系统是对面向管理部门与楼宇业主的一套综合管理系统，该系统对电、水、天然气的使用情况并结合建筑面积、常驻人数、工作日与节假日、气候条件等各种因素进行全方位分析，为建筑节能提供数据基础，并对楼宇合理、安全、高效用能提供帮助。

2.能耗监测系统软件设计
能耗监测系统是建筑节能监测监控管理系统的核心部分，系统提供与市级平台类似的功能，需要满足用户对楼宇的能耗数据、异常报警、仪表数据、能耗报表这四类功能。

1）能耗数据监测提供用户查看建筑能耗数据，包括总用电、分项用电。

2）异常报警对能耗监测系统中楼宇中的所有回路是否正常进行监控，如有异常则报警。

3）仪表数据提供用户查看能耗监测系统下楼宇的仪表数据，包括电度值、电压、电流、功率等参数。

4）能耗报表提供用户查看能耗监测系统下的能耗报表，包括用电报表、设备报表、物业报表，时间跨度可选年、月、日。

2.1首页
首页是能耗监测系统的核心界面，该界面可以对监测系统里的所有楼宇能耗情况进行一个宏观的展示，首页可以对监测系统中的所有楼宇进行切换，并展示当前楼宇最近2周的能耗情况，首页的右边会列举出当前建筑昨日的能耗值与上个月的能耗值，为建筑的用能额度提供合理的数据依据，首页的下方会对当前楼宇能耗数据进行年、月的同比，并且列举出能耗数据增长最快和下降最快的5个回路，对合理高效的用能提供准确的数据依据，首页如图2-1所示。

图2-1 监测系统首页 2.2仪表监测
仪表监测是能耗监测系统对仪表数据与对仪表的连接是否正常进行实时监测的功能。

该功能板块分成两个部分，第一部分是设备监测，该部分是对仪表的读数进行实时监测并且可以查看历史读数，从而可以计算仪表的用电读数，设备监测可以切换每栋楼宇所属的每一个回路以及开始和结束时间，起到监测特定时间段的特定设备的能耗数据。

设备监测如图2-2所示。

图2-2 设备监测界面
第二部分是异常监测，该部分是对仪表是否接触与通讯正常进行监测的功能，在该界面中，正常的电表用绿色显示，异常的电表用红色显示，通过异常监测可以及时发现异常的电表，从而提高数据的稳定性。

异常监测如图2-3所示。

图2-3 异常监测界面
2.3分项监测
分项监测是监测楼宇的总用电与照明、空调、动力、特殊四大分项用电数据的功能，并且该分项是上传市级平台的数据，所以这一数据是否正常对于能耗监测系统非常重要。

该功能分为分项环比与分项构成两个部分。

分项环比是把楼宇的总用电与分项用电的能耗趋势用折线图表示出来，根据曲线的高低走势可以看出所选建筑的能耗值是处于增长还是下降，同时，根据市级平台对于分项计量的数据正常要求，分项用电之和不能低于总用电的0.8倍且不能超过总用电的1.1倍，分项环比也要对分项用电的综合进行分析，是否低于或高于市级平台要求的限值，如果低于或高于了限值，就可能存在用能异常，需要及时进行排查。

分项环比的界面如图2-4所示。

图2-4 分项环比界面
分项占比是该功能的第二个部分，分项占比是分析当前建筑每个分项所占的比例，不同建筑的分项比例各不相同，如果某栋建筑的分项比例突然和之前相比有较大的变化，那么就需要对近期数据加以分析，分析其变化是否是合理的。

分项占比的界面如图2-5所示。

图2-5 分项占比界面
2.4能耗报表
能耗报表是对建筑的能耗值按照年、月、日生成报表的功能，报表的时间可以自由选择，因此可以根据一段时间内的能耗报表，分析楼宇的能耗趋势，从而对节能改造提供数据依据。

能耗报表界面如图2-6所示。

图2-6 能耗报表界面
3.江西建科院中该系统的应用
3.1 数据采集与接收处理系统
江西建科院建设该能耗系统采用的是双层式能耗监测系统，第一层的能耗采集层里，江西建科院采用了采集层分成多个相同的模块，将数据进行在除了满足市级平台要求的基础上进行了更加合理的分类，具体方式是把江西建科院院区里的每一个办公楼再按照楼层进行划分，把数据从整栋楼的监测细分到对每层楼的监测，提高了数据的精度。

江西建科院的数据采集系统采用两个采集器，数据接收处理系统采用了一个数据库与应用程序服务器。

图3-1 江西建科院采集与接收处理系统拓扑图
3.2 网络与通讯设计
为了方便管理，江西建科院所有的电表接口通过485线集中在RS485集线器再通过COM口连接采集器，两个数据采集器再通过有线网连接到交换机，同时服务器也连接到交换机上，使采集器与服务器在同一局域网下，并且采集器与服务器也在同一物理位置，易于维护。

3.3 电表通讯实现
江西建科院使用的智能电表为DTS73三相电表与DDS73单相电表，这两种电表的通讯方式是固定地址，故在调研现场时，对每个办公室的电表进行抄录后再写入数据采集软件编写通讯协议。

实现通讯协议的方式是把电表的型号、地址、连接采集设备的串口号等参数填写在表格里，然后通过EMS软件读取表格生成协议和采集程序。

读取电表参数的格式如下。

4.效益简要分析
1）该能耗监测系统与数据采集设备设在同一局域网下且物理位置比较接近，在数据出现异常时可以及时发现问题所在，可降低维护设备的人力成本与时间成本。

2）本系统应用采用公共机构办公建筑的分户计量方式进行，可使节能责任落实到各部门与各人，在用能经济杠杆的作用下节能管理效果显著。

参考文献：
[1]陈烈、王鑫、李德荣、徐强，数据采集网关的开发及其应用研究报告，上海：上海市建筑科学研究院（集团）有限公司、上海建坤信息技术有限责任公司、上海建科建筑节能有限公司，2010年3月。

[2]陈勤平、张迎花、俞丽、李德荣、徐强，能源与环境监测系统设计与软件开发研究报告，上海：上海市建筑科学研究院（集团）有限公司、上海建坤信息技术有限责任公司、上海建科建筑节能有限公司，2010年3月。