安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

在現(xiàn)代社會，隨著城市化進(jìn)程的加速和建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑能耗問題日益凸顯。高耗能建筑不僅給環(huán)境帶來壓力，也增加了企業(yè)和個人的運(yùn)營成本。如何有效監(jiān)測和管理建筑能耗，成為了行業(yè)發(fā)展的重要課題。今天，就讓我們一起探討一下基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)—一個能夠?yàn)榻ㄖ?jié)能增效提供有力支持的創(chuàng)新產(chǎn)品。

來聊聊大家的煩惱：傳統(tǒng)的能耗管理方式往往存在著數(shù)據(jù)收集不全面、監(jiān)測不及時、分析不到位等問題，導(dǎo)致能耗管理形同虛設(shè)，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。想象一下，如果我們能夠?qū)崟r掌握建筑的每一分能耗，精確到每一盞燈、每一臺空調(diào)，那將是多么棒的事情！而這正是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大顯身手的地方。

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與建筑節(jié)能減排相結(jié)合具有廣闊的應(yīng)用前景。對建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑節(jié)能中的運(yùn)用進(jìn)行分析，從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)角度，剖析建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)目前存在的問題，展望兩者結(jié)合的發(fā)展前景。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現(xiàn)有建筑能耗監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行升級換代，將成為建筑節(jié)能領(lǐng)域新的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:建筑能耗；監(jiān)測系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；建筑節(jié)能

0引言

建筑節(jié)能工作應(yīng)以實(shí)際的建筑能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)來評價建筑節(jié)能工作效果。對于實(shí)際運(yùn)行的能耗數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的人工按月抄表方式不僅費(fèi)時、費(fèi)力，而且數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性得不到保證。缺少足夠準(zhǔn)確能耗數(shù)據(jù)支撐，將無法更深層次地分析和策劃節(jié)能工作，因此建立建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)可大大減小數(shù)據(jù)不足帶來的影響。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用，可以提升現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測水平，也是對監(jiān)測平臺建設(shè)直接的技術(shù)支撐。本文從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)角度分析建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)功能以及發(fā)展方向。

1建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用分析

為了更深層次地分析和策劃建筑節(jié)能工作，制定更加合理的用能額度管理方式，就需要建立建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)。這樣可以實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測和動態(tài)決策分析。目前基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)由軟、硬件兩部分組成，其中：硬件主要由各種計(jì)量表具、能耗數(shù)據(jù)采集器、Zigbee無線節(jié)點(diǎn)模塊、數(shù)據(jù)服務(wù)器等其他計(jì)量和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成；系統(tǒng)軟件是監(jiān)控主站軟件，主要功能包括參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)報(bào)表等多模塊。該建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

（1）可以對建筑能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測和報(bào)警，定時采集參數(shù)并上傳，用戶可實(shí)時查詢能耗狀態(tài)，能夠全面監(jiān)測能耗，提高節(jié)能管理工作水平。

（2）能夠直接顯示建筑能耗節(jié)能量，可方便用戶和節(jié)能工作監(jiān)管部門了解建筑節(jié)能效果，為制定建筑能耗決策方案提供依據(jù)。

（3）采用Zigbee技術(shù)可以減少布線工作量，尤其對于建筑內(nèi)部不方便布線的地方，工程實(shí)施更為便捷，而且該技術(shù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性強(qiáng)，方便后期維護(hù)。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑節(jié)能中的運(yùn)用分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)增，在目前可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的社會背景下，物聯(lián)網(wǎng)和建筑節(jié)能技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)列入重點(diǎn)發(fā)展并支持的專項(xiàng)計(jì)劃。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑節(jié)能中的研究與運(yùn)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）物聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)有的建筑能耗監(jiān)測平臺建設(shè)具有直接的技術(shù)支撐和功能提升作用，可以實(shí)現(xiàn)能耗能效對標(biāo)、能耗報(bào)警、節(jié)能量核算、節(jié)能診斷、使能源管理量化可評價并能夠提供能源管理數(shù)據(jù)依據(jù)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑能源各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、安全防護(hù)與預(yù)測報(bào)警等方面具有十分重要的作用，可提升和完善現(xiàn)有能耗監(jiān)測系統(tǒng)。

（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用在建筑能源系統(tǒng)上，可為建筑各能源系的優(yōu)化運(yùn)行機(jī)節(jié)能改造提供更加的計(jì)量數(shù)據(jù)，同時也是節(jié)能效果考量的重要平臺和保障措施。

3問題與方向

從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)角度來分析，目前的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)還存在以下問題，需要進(jìn)一步探討及解決。

（1）從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的角度來看，現(xiàn)有的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)了建筑能耗數(shù)據(jù)的采集，能耗數(shù)據(jù)只能從終端采集設(shè)備向數(shù)據(jù)平臺的單向傳輸，還應(yīng)該考慮增加信息反饋控制功能，以迅速調(diào)控建筑設(shè)備使用情況。

（2）目前的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對建筑機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)測和感知，只能滿足工程建設(shè)要求，因此還需要進(jìn)一步研究從建筑能耗數(shù)據(jù)挖掘的角度，感知層物聯(lián)網(wǎng)傳感器的配置依據(jù)。

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)具有海量數(shù)據(jù)的特征，對該類數(shù)據(jù)的分析、挖掘與利用直接關(guān)系到系統(tǒng)建成后的使用功能及進(jìn)一步開發(fā)。

4 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

（3）平臺結(jié)構(gòu)

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預(yù)付費(fèi)管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報(bào)表：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

預(yù)付費(fèi)看板

◆充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實(shí)現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

◆安全用電

安全用電采用的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)及時的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實(shí)際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語

當(dāng)前，建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)已取得一系列進(jìn)展。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，對現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)的升級換代以及平臺的建設(shè)具有直接的技術(shù)支撐作用，而與此相關(guān)的研究與示范將具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]郝行軍.物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)研究[D].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2017.

[2]陳武.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)研究與分析

[3]楊磊.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能耗企業(yè)節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(16):71.

[4]張金成.基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的開發(fā)[D].上海:復(fù)旦大學(xué),2012.

[5]陳永攀.建筑能源系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2011.

[6]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.05版.

作者簡介：

劉細(xì)鳳，安科瑞電氣股份有限公司

建筑能源管理系統(tǒng)通過安裝在各個能耗節(jié)點(diǎn)的智能傳感器，實(shí)時采集水、電、氣的消耗數(shù)據(jù)，再借助先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、存儲和分析。^[1]無論是商業(yè)大廈還是校園建筑，都能輕松掌握能耗情況，及時發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)而采取節(jié)能措施。 接下來說說這個系統(tǒng)的幾大特色。就是它的一體化設(shè)計(jì)。我們知道，傳統(tǒng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)整合和上傳常常需要多個系統(tǒng)協(xié)同工作，過程繁瑣，還容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。而我們的能耗一體機(jī)解決了這個問題，它集數(shù)據(jù)采集、整理、加密于一體，簡化了操作流程，提高了數(shù)據(jù)安全性。 再來就是它的精準(zhǔn)度。我們的能耗監(jiān)測終端采用高精度傳感器，確保每一次的數(shù)據(jù)采集都準(zhǔn)確無誤。而且，這些終端體積小巧，安裝靈活方便，即便是空間受限或是需要改造的項(xiàng)目，也能輕松應(yīng)對。 智能化的分析功能。系統(tǒng)不僅能進(jìn)行基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)收集，更能通過大數(shù)據(jù)和AI算法，對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，從而發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力，提出優(yōu)化建議。^[1]這對于管理者來說，無異于擁有了一個能耗管理的“智囊團(tuán)"。