智能建筑配电能耗平台与环境监测管理系统

摘要:针对目前国内高能耗建筑缺乏有效的能源监测系统的现状，提出了基于物联网技术的可视化建筑能耗和环境监测系统方案，给出了平台结构，+1BZI73ZO7O六详细介绍了平台的配置和系统特点。

关键字：建筑能耗；环境监测；节能；物联网

0.引言

随着我国城市化进程的加快，预计到2020年，我国城市生活人口将达到56%以上，第三产业占GDP的比例可能超过45%。[1]相应的建筑和设施也将成倍增加，建筑能耗的大幅增加是不可避免的。随着能源消耗问题的日益突出，如何实现能源消耗管理和能源成本降低已经成为中国的首要任务。准煤高出7倍。在北京的16家酒店中，能源消耗大的酒店是能源消耗小的酒店的近3倍。北京的酒店、餐厅、商业建筑、写字楼等大型公共建筑年消耗仅占5亿。·h，靠近全市居民生活。

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1建筑物能耗分析

目前，建筑能耗已与工业能耗和交通能耗并列，成为中国能耗的三大“能耗大户”。目前，中国每年新建20亿m2的房屋中，99%以上是高能耗建筑；在现有的430亿m2左右的建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积的供暖能耗是发达国家新建建筑的3倍以上。根据计算，如果不采取有力措施，到2020年，中国的建筑能耗将是目前的三倍多。

建筑能耗占我国能源消费的比重很大，据统计，建筑能耗占我国能源总消费的比重已达27。．6％，发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的30%～40％。[2]在建筑能耗方面，国家机关办公建筑和大型公共建筑的高能耗问题日益突出。据统计，国家机关办公建筑和大型公共建筑的年耗电量达到70%～300kW·h，100普通居民住宅～20倍，占全国城市总耗电量的22%。以北京为例，[3]据调查，在北京政府机构的能源消费中，单位建筑面积的年耗电量约为80%。～150kW·h，这是居民住宅的4～8倍；行政机关年人均能量为3.35t标准煤，比全市人均能量为0.47t标准能量的50%，单位面积年平均能量为普通住宅50%。～10倍。

这类建筑普遍缺乏细致的能耗计量，现有数据无法满足能耗分析的需要，无法及时准确地发现能耗问题。为了更好地开展大型公共建筑的节能工作，我们对建筑的各种能耗进行了详细的掌握，通过分析这些能耗和建筑环境，发现了建筑能耗存在的问题，为未来的节能管理和节能改造提供了依据，而建筑能耗和环境监测管理系统在这一过程中发挥了重要作用。

基于物联网技术的建筑能源消耗和环境监测系统围绕建筑能源消耗中的电、水、气、热、冷五种能源系统进行监测，结合建筑内部的环境监测系统分析能源消耗数据。现场总线用于实现技术（modbus）仪器实现了五种能源系统的数据采集，基于泛在无线传感网络。(UNIT)采用工业数据库和组态软件实现环境参数监测，实现采集数据的汇总与分析。

2.系统特点

针对现代建筑能源消耗和环境监测系统监测点数量大、密度大、布线复杂的特点，本项目提出了基于物联网技术的可视化建筑能源消耗和环境监测系统解决方案，通过构建基于无线传感网的物联网网络系统，开发具有能源消耗管理和节能策略分析功能的软件平台，实现建筑能源消耗和室内环境的可视化监测和管理。该系统的优点是:

基于物联网技术，统一监测建筑能耗和建筑环境系统，根据建筑环境分析建筑能耗状况，得到能耗系统的综合评价，实现能源优化配置。

监控系统的传感层采用无线传感技术构建无线传感网络，可以大大减少布线工作或无需布线，不需要对现有能耗设备进行任何改造。工程安装维护简单方便。特别适用于现有建筑和设施，减少建筑能耗和环境监测系统带来的施工量和综合布线对环境的影响，减少投资和工期。

该系统采用模块化结构，结构简单，扩展功能强，可以方便地满足用户的未来需求。内部网络灵活，可以随时增加或减少传感节点系统的维护，任何节点的故障都不会影响系统的工作。

通过GPRS或因特网，智能终端可以实现远程管理和监控。并且具有本地数据存储功能，保证数据的完整性。

实现建筑物能源消耗和环境监测的可视化管理，自动生成能源消耗分析报告，自动打印能源消耗报告，操作管理方便。

该系统将建筑能耗监测与建筑环境监测有效结合，实现能源优化配置；无线网络组织方式和模块化结构简单，网络组织方便，便于建设和改造；可视化界面为维护管理者提供了更方便的运营管理模式，易于推广，是建设绿色节能建筑的有效途径。该项目的应用可以大大提高建筑中的能源利用效率，有效缓解当前能源紧张的压力，具有广阔的市场前景和良好的经济效益，缓解国家能源短缺，实现节能减排温室气体规划的持续目标，促进国家能源短缺。

3安科瑞建筑能耗分析系统

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是一个用户端能源管理分析系统。在电能管理系统的基础上，增加了水、气、煤、油、热(冷)量的集中采集和分析。通过对用户端的所有能耗进行细分和统计，各种能源的使用和消耗可以通过直观的数据和图表显示给管理者或决策层，从而找出高能耗点或不合理的能耗习惯，有效节能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。用户可以按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，找出问题，挖掘节能潜力。

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系统设计、施工和运营维护适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测和管理。

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参考文献

[1]郑明明,陈硕．建筑能耗监测平台的研究[J]．建筑节能,2009(9)．

[2]李国勇．智能控制及其Matlab实现[M]．北京:电子工业出版社,2005.

[3]贾正源，牛晓东．电力负荷预测的遗传神经网络模型研究[J]．运筹与管理，2000，9（2）.

[4]周巧仪，崔富义，谢路建.筑能耗与环境监测管理系统的研究[J].

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

作者介绍：谢沪嘉、男、1BZI73ZO7O六、安科瑞电气股份有限公司