淺談基於物聯網技術的建築能源管理體係建設與應用

侯文莉

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：當前，我國各地區都在建設智慧城市，提高城市的現代化與(yu) 智能化。在這種背景下，很多城市都開始重視智能建築和現代化的建築能源管理，能夠整合城市區域內(nei) 部各類孤立的能源信息，構建相對完整的能源平台，滿足智慧城市的建設與(yu) 發展需求。本文先闡述了物聯網技術和建築能源管理係統的相互融合，並從(cong) 多個(ge) 層麵分析了基於(yu) 物聯網的建築能源管理體(ti) 係的構建，並探討了這兩(liang) 者相融合體(ti) 係的具體(ti) 應用，給建築能源管理體(ti) 係的改善與(yu) 優(you) 化提供了一定的參考與(yu) 借鑒。

關(guan) 鍵詞：物聯網技術;智能建築;能源管理;能源信息

0概述

在近些年的發展中，我國一直都比較重視能源消耗與(yu) 節能減排的問題，並且在都進行了的闡述。而城市作為(wei) 我國社會(hui) 居民的重要聚集地，節能減排也成為(wei) 城市建築能源管理的重中之重。在建築全生命周期中，建築使用過程中產(chan) 生的能源消耗已經占了80%左右，但我國對於(yu) 建築能源的控製水平不夠，使得能源浪費現象非常突出。而使用物聯網技術以後，建築能源管理係統的綜合水平與(yu) 效率能夠得到較好保證，下麵就控製建築運作過程中產(chan) 生的能源消耗問題進行分析，淺談基於(yu) 物聯網技術的建築能源管理體(ti) 係的建設與(yu) 應用。

1物聯網技術與(yu) 建築能源管理的融合

在當今我國社會(hui) 經濟的不斷發展中，人們(men) 開始重視建築能源管理係統的建設與(yu) 運作。能源管理能夠強化對能源相關(guan) 內(nei) 容的協調與(yu) 管理，降低建築能源的消耗。在智能建築體(ti) 係中，建築能源管理係統已經形成了現場層，網絡層和管理層的三層結構，具備了與(yu) 物聯網技術相融合的基礎與(yu) 條件。不僅(jin) 如此，如果能夠將物聯網技術應用到建築能源管理係統中，還能夠開發技術層次更高的能源管理服務。比如建築能源係統在設置計量表計時功能時，如果沒有分類分項計量的相關(guan) 模塊，就無法進行精細化全麵化的能源管理功能。但使用了物聯網技術以後，分類分項技術就能夠得到較好的實現。除此之外，使用物聯網技術還能夠實現能源設備的遠程監控與(yu) 管理功能，提高能源管理服務的技術層次。綜合來看，基於(yu) 物聯網技術的建築能源管理係統具有較強的可行性，並且能夠提供能耗數據采集，數據信息處理，網絡通訊，設備監控，遠程調控等多方麵的功能與(yu) 服務。而對於(yu) 物聯網技術來說，應該著重開發其能耗分項計量，可再生能源管理，遠程監管等方麵的技術。

2建築能源管理體(ti) 係的建設

在建築能源管理係統中融入物聯網技術，整個(ge) 係統建設主要可以分為(wei) 四個(ge) 部分。

第一，能耗分項計量模塊。這個(ge) 模塊能夠實現建築能源的精細化管理，主要包括電量，煤氣量，水耗量，耗熱量，耗冷量等，其中電量還要進行進一步的細分，分為(wei) 照明用電，空調用電，動力用電，特殊用電等。這樣係統就可以根據不同的項目來進行分項計量，明確各個(ge) 項目的能源消耗情況，並進行後續的匯總與(yu) 處理。

第二，建築設備監控係統(BAS)。當建築能源管理體(ti) 係中融入物聯網技術後，整個(ge) 係統能夠對建築能源消耗進行實時監測，實現管理與(yu) 控製的融合與(yu) 統一。具體(ti) 來講，係統應該充分利用物聯網技術進行建築內(nei) 部各個(ge) 設備的管理，明確各個(ge) 設備的實時運作狀態，並利用這些動態化的數據完成能源管理的各項服務。

第三，獨立能源管理係統。這個(ge) 係統主要分為(wei) 三個(ge) 部分，即感知層，傳(chuan) 輸層和應用層。其中感知層主要是建築係統內(nei) 部具有通信能力的計量設備，比如電表，風量計等。而傳(chuan) 輸層則主要是利用現代化網絡技術與(yu) 信息通訊技術將基層設備采集的各類信息收集起來，並經過初步處理以後將這些數據傳(chuan) 輸到應用層。應用層主要是對上傳(chuan) 上來的各個(ge) 數據包進行解析，並對各類能耗數據進行計量與(yu) 分析。在進行數據的分析過程中，整個(ge) 係統還可以針對設備的曆史能耗情況進行分析，並實時查詢不同設備的能耗分布曲線圖，提供直觀全麵的能耗信息，並提供相應的決(jue) 策與(yu) 控製職能。

第四，建築能源管理係統的物聯網接入。就我國當前城市建築能源管理係統的實際現狀來看，物聯網接入方法主要可以分為(wei) 四種，即OPC方式、web service方式。ODBC方式、前端通信適配式等。不同方式所對應的能源管理設備也有所區別，在實際使用的時候應該基於(yu) 建築情況來進行合理選擇。

3安科瑞能耗監控係統介紹

Acrel-5000能耗在線監測係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與(yu) 分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決(jue) 策層展示各類能源的使用消耗情況，便於(yu) 找出高耗能點或不合理的耗能習(xi) 慣，有效節約能源，為(wei) 用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關(guan) 規定實施能源審計，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，並向縣級以上人民政府管理節能工作的部門報送能源審計報告。

3.1平台結構

Acrel-5000能耗在線監測係統以計算機、通訊設備、測控單元為(wei) 基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為(wei) 大型公共建築的實時數據采集及遠程管理與(yu) 控製提供了基礎平台，它可以和檢測設備構成任意複雜的監控係統。開放性、網絡化、單元化、組態化的采用麵向對象的分層、分級、分布式智能一體(ti) 化結構。建立如下層次結構：

3.2平台功能

（1）係統可按使用年份統計建築物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動折算成相應的標準煤消耗量，從(cong) 而反映建築物當年各分類能耗用能和綜合能耗。係統以餅圖形式展示建築4大用電分項能耗的占比情況。係統以曲線圖形展現各類能耗的消耗的消耗趨勢，便於(yu) 業(ye) 主方實時直觀掌握能源消耗情況。

（2）係統可以根據分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當日和當月的用能峰值。顯示當日用能、當月用能、當年用能與(yu) 昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時、31天、12個(ge) 月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鍾曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。

（3）係統依據建築物能源消耗的分布情況進行能耗計量點的選取和設置，使得能耗監測係統可以覆蓋整個(ge) 建築物。係統使用者可通過相關(guan) 界麵調取該建築物各能耗節點的能耗統計報表，減少用能的“跑、冒、滴、漏"和計量誤差。

（4）係統依據住建部分類分項能耗數據采集導則，將建築物耗電分為(wei) 照明插座、空調、動力和特殊用電進行計量裝置選型和設置，並按用能區域或功能區域等劃分並進行統計，以報表和同、環比棒圖形式展現該區域的能源消耗。

（5）係統可針對能源消耗量大的設備或區域進行準確定位，便於(yu) 管理層製定節能績效考核製度，推動節能降耗的有效執行。為(wei) 用能重點設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養(yang) 記錄，為(wei) 設備的運行維護提供依據。

（6）係統提供分級權限管理功能，對具備權限用戶提供開放的信息維護接口，用戶可自行對建築和係統監測範圍內(nei) 計量點的信息進行增、刪、改和查詢，建築物信息包括建築類型、建設年代、建築麵積、建築物人員數量等。係統還對無法自動采集的計量信息提供手動錄入功能，便於(yu) 使用者掌握建築物總體(ti) 能耗情況。

3.3數據上傳(chuan)

安科瑞能耗在線監測係統按照重點用能單位能耗在線監測係統技術規範定義(yi) 的係統平台接口協議規範的要求，將用能企業(ye) 的基礎信息、計量器具信息、用能數據及能效數據上傳(chuan) 至省級或國家平台，上傳(chuan) 數據經過HTTPS協議加密傳(chuan) 輸。如果數據傳(chuan) 輸失敗或超時（網絡故障），將重發數據，直至接收成功反饋消息。

3.4能源計量表具選型

3.5通訊網關(guan) 參數

4結語

隨著我國城市現代化建設的不斷推進，各個(ge) 城市對於(yu) 自身生態環境的重視程度也會(hui) 不斷提高，建築能源管理體(ti) 係也會(hui) 變得更加完善。而作為(wei) 一名建築能源管理人員，在當前背景下也應該積極了解物聯網技術在建築能源管理體(ti) 係中的應用，並且能夠明確係統建設的各項細節與(yu) 具體(ti) 運作。在平時的時候，技術人員也應該收集國內(nei) 外物聯網技術應用到建築能源管理體(ti) 係中的真實案例，吸取物聯網技術在建築能源管理體(ti) 係中的應用經驗。如此一來，我國建築能源的管理與(yu) 控製效果能夠得到有效保證，更好的貫徹我國關(guan) 於(yu) 節能減排的相關(guan) 戰略。

【參考文獻】

[1]王洪民，趙連明，李清海．基於(yu) 物聯網的節能減排綜合管理平台建設研究［J］．電子世界，2017，(11):103－105．

[2]基於(yu) 物聯網技術的建築能源管理體(ti) 係建設與(yu) 應用[J].楊勇.居業(ye) .2018(11)

[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版

作者簡介：侯文莉，女，  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為(wei) 智能電網供配電