目前,我國約百分之九十以上的大型公共建筑是典型的耗（電）能大戶,在能源需求日趨緊張的情況下,采用多種手段實現(xiàn)建筑節(jié)能是必然的選擇。對建筑執(zhí)行能耗量化管理以及效果評估,來控制降低建筑運營過程中所消耗的能量,包括空調(diào)、照明、采暖、電梯以及辦公設(shè)備等的能耗,后來降低建筑的運營成本,提高能源使用效率,已經(jīng)成為大樓業(yè)主關(guān)注的問題。

針對這一現(xiàn)狀,智能樓宇未來的發(fā)展方向必將是節(jié)能環(huán)保及多領(lǐng)域技術(shù)規(guī)?；l(fā)展,以樓宇能源管理為核心,將所有與用能相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行集成,并進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,科學(xué)選擇和制定用能控制管理方案,在保證樓宇便捷,可靠的前提下,實現(xiàn)樓宇的智能化,達(dá)到節(jié)能減排的綜合效應(yīng),提升樓宇的品質(zhì)。

1. 智能樓宇能源管理架構(gòu)

智能樓宇能源管理是對智能樓宇的照明、動力、通風(fēng)、空調(diào)、安防等系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制及整合,基于智能測量、樓宇配電自動化和分布式能源監(jiān)控等系統(tǒng),對用戶供能系統(tǒng)、用能設(shè)備、樓宇分布式能源、儲能設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控、分析、控制及評估,以用戶能源管理為核心,支持微網(wǎng)的獨立運行,實現(xiàn)合理充分的使用清潔能源,提高用戶的能源使用效率。因此設(shè)計的其系統(tǒng)架構(gòu)圖見圖1智能樓宇能源管理整體架構(gòu)圖。

智能測量是對樓宇的用能信息進(jìn)行實時采集,為其它系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的信息支撐。

樓宇配電自動化系統(tǒng)完成樓宇配電系統(tǒng)的智能開關(guān)設(shè)備、公共用電設(shè)施監(jiān)測控制、故障自動檢測與故障隔離、電能質(zhì)量控制等,實現(xiàn)樓宇低壓回路多電源供電,提高供電的可靠性和停電響應(yīng)的及時性,滿足高質(zhì)量的用電需求。

樓宇分布式能源是由樓宇各種分布式能源、儲能裝置、蓄冷蓄熱負(fù)荷以及監(jiān)控、保護(hù)裝置組成的集合體,具有參與電網(wǎng)錯峰避峰,使用清潔能源,節(jié)能減排,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的作用。

樓宇自動化系統(tǒng)是采用優(yōu)化的控制手段并結(jié)合現(xiàn)代計算機技術(shù)對樓宇各系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理,使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有條不紊、協(xié)同一致、有序狀態(tài)下運行,確保建筑物內(nèi)的環(huán)境,同時降低建筑物能耗。

圖1智能樓宇能源管理整體架構(gòu)圖

2.智能樓宇能源管理系統(tǒng)設(shè)計

基于以上系統(tǒng)集成及功能需求,智能樓宇能源管理系統(tǒng)設(shè)計采用分層分布式結(jié)構(gòu),系統(tǒng)自上而下共分三層:

監(jiān)控管理層:為現(xiàn)場操作人員及管理人員提供充足的信息(包含樓宇供用能信息,電能質(zhì)量信息,各子系統(tǒng)運行狀態(tài)及用能信息等),制定能量優(yōu)化策略,優(yōu)化設(shè)備運行,通過聯(lián)動控制實現(xiàn)能源管理,提高經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。

通信層:使用通信網(wǎng)關(guān)機將各個子系統(tǒng)所使用的非標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,將監(jiān)測數(shù)據(jù)及設(shè)備運行狀態(tài)傳輸至智能樓宇能源管理平臺。

現(xiàn)場設(shè)備層:指分布于高低壓配電柜中的測控保護(hù)裝置、儀表,以及各個子系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等。

圖2能源管理平臺分層設(shè)計圖

能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備層是整個系統(tǒng)的硬件支撐平臺,是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源,設(shè)計清晰合理的現(xiàn)場設(shè)備層是樓宇智能用電能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

能源管理系統(tǒng)接入的設(shè)備種類多樣,所使用的物理接口類型及協(xié)議類型比較復(fù)雜,所傳輸數(shù)據(jù)種類也不盡相同,為了確保智能樓宇能源管理系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴展性,所有的設(shè)備均將測量數(shù)據(jù)及設(shè)備運行狀態(tài)等送至通信網(wǎng)關(guān)機,通信網(wǎng)關(guān)機使用對應(yīng)的通信協(xié)議進(jìn)行解析,并將所有數(shù)據(jù)按照設(shè)定的順序打包為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,送至智能樓宇能源管理監(jiān)控管理層,

監(jiān)控管理層是智能樓宇能源管理系統(tǒng)的核心,它負(fù)責(zé)以圖形化的方式向用戶提供實時監(jiān)測,數(shù)據(jù)分析,電能質(zhì)量分析,能源評估等功能,并通過交互式技術(shù)向用戶提供用能策略制定及聯(lián)動控制等功能,具體功能如下所述。

實時信息監(jiān)測

(1)實時供用能信息。

(2)清潔能源使用情況,體現(xiàn)清潔能源的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性等信息。

(3)使用APF、SVC+等設(shè)備帶來的電能質(zhì)量優(yōu)化及動態(tài)補償?shù)男畔ⅰ?/p>

(4)新型節(jié)能設(shè)備的節(jié)能運行信息。

(5)電動汽車充放電運行信息。

(6)樓宇自控系統(tǒng)運行信息。

歷史用能情況分析

(1)各個用能系統(tǒng)不同時段能源使用量對比

(2)各個用能系統(tǒng)能耗等級分析

(3)根據(jù)用電量模擬多部制電價賬單

(4)分析不同時段的電能質(zhì)量信息

等能量優(yōu)化控制策略

(1)通過對歷史用能情況的分析,制定各子系統(tǒng)運行策略,確保用能設(shè)備的正常運行

(2)基于不同電價結(jié)構(gòu),制定經(jīng)濟(jì)性用電策略,實現(xiàn)削峰填谷,減少電費支出

(3)通過樓宇用電負(fù)荷的分析,制定平衡負(fù)荷策略,降低電網(wǎng)壓力,提高發(fā)電設(shè)備效率、延長使用壽命

(4)對用電負(fù)荷、電能質(zhì)量及電價架構(gòu)進(jìn)行綜合分析,制定新能源并網(wǎng)策略及電動汽車充放電系統(tǒng)充放電策略,實現(xiàn)節(jié)能減排

聯(lián)動控制

(1)根據(jù)樓宇環(huán)境參數(shù)及當(dāng)前用能情況,調(diào)節(jié)空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)運行策略

(2)根據(jù)能量優(yōu)化控制策略實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制,并通過運行結(jié)果說明能量優(yōu)化控制策略的效果。

提供互動模式,用戶自行定制當(dāng)天用電策略,并實時分析并模擬用電策略,預(yù)測用電信息,為用戶制定用電策略提供數(shù)據(jù)支持。

3.安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

3.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。

3.2應(yīng)用場所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護(hù)。

3.3系統(tǒng)功能

3.3.1系統(tǒng)概況

平臺運行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。

3.3.2用能概況

對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。

3.3.3用能統(tǒng)計

對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

3.3.4復(fù)費率統(tǒng)計

復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統(tǒng)計分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

3.3.5同比分析

對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

3.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

3.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。

3.3.8設(shè)備管理

設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運行。

3.3.9用戶報告

用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。

4.系統(tǒng)硬件配置

5.結(jié)論

智能樓宇能源管理是對樓宇能耗進(jìn)行數(shù)字化和集成化,通過采集設(shè)備運行狀態(tài)、能耗信息、報警及歷史數(shù)據(jù)等信息,結(jié)合實際運行負(fù)荷需求和電價政策,結(jié)合新的能源供電模式和新型的用能設(shè)備配置,從而科學(xué)選擇和制定能耗控制管理方案,在整體上對供用能設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,以實現(xiàn)樓宇用能的智能化。

智能樓宇能源管理系統(tǒng)在設(shè)計上對智能樓宇各個供用能系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的劃分及分析,使用了分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,集成多個閉環(huán)子系統(tǒng),使用組態(tài)方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)分析及展示功能,確保了系統(tǒng)具備高可維護(hù)性及高可擴展性。該系統(tǒng)的運行在保證樓宇環(huán)境的前提下,能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化樓宇供用能系統(tǒng)的運行,同時降低智能樓宇的能源消耗。.

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