浅谈基于物联网技术的建筑能源管理体系建设与应用
2021-09-06 13:37:55 来源：安科瑞王蒙蒙
摘要：当前，我国各地区都在建设智慧城市，提高城市的现代化与智能化。在这种背景下，很多城市都开始重视智能建筑和现代化的建筑能源管理，能够整合城市区域内部各类孤立的能源信息，构建相对完整的能源平台，满足智慧城市的建设与发展需求。本文先阐述了物联网技术和建筑能源管理系统的相互融合，并从多个层面分析了基于物联网的建筑能源管理体系的构建，并探讨了这两者相融合体系的具体应用，给建筑能源管理体系的改善与优化提供了一定的参考与借鉴。
关键词：物联网技术;智能建筑;能源管理;能源信息
0概述
在近些年的发展中，我国一直都比较重视能源消耗与节能减排的问题，并且在十八大和十九大都进行了全方位的阐述。而城市作为我国社会居民的重要聚集地，节能减排也成为城市建筑能源管理的重中之重。在建筑全生命周期中，建筑使用过程中产生的能源消耗已经占了80%左右，但我国对于建筑能源的控制水平不够，使得能源浪费现象非常突出。而使用物联网技术以后，建筑能源管理系统的综合水平与效率能够得到较好保证，下面就控制建筑运作过程中产生的能源消耗问题进行分析，浅谈基于物联网技术的建筑能源管理体系的建设与应用。
1物联网技术与建筑能源管理的融合
在当今我国社会经济的不断发展中，人们开始重视建筑能源管理系统的建设与运作。能源管理能够强化对能源相关内容的协调与管理，降低建筑能源的消耗。在智能建筑体系中，建筑能源管理系统已经形成了现场层，网络层和管理层的三层结构，具备了与物联网技术相融合的基础与条件。不仅如此，如果能够将物联网技术应用到建筑能源管理系统中，还能够开发技术层次更高的能源管理服务。比如建筑能源系统在设置计量表计时功能时，如果没有分类分项计量的相关模块，就无法进行精细化全面化的能源管理功能。但使用了物联网技术以后，分类分项技术就能够得到较好的实现。除此之外，使用物联网技术还能够实现能源设备的远程监控与管理功能，提高能源管理服务的技术层次。综合来看，基于物联网技术的建筑能源管理系统具有较强的可行性，并且能够提供能耗数据采集，数据信息处理，网络通讯，设备监控，远程调控等多方面的功能与服务。而对于物联网技术来说，应该着重开发其能耗分项计量，可再生能源管理，远程监管等方面的技术。
2建筑能源管理体系的建设
在建筑能源管理系统中融入物联网技术，整个系统建设主要可以分为四个部分。
*，能耗分项计量模块。这个模块能够实现建筑能源的精细化管理，主要包括电量，煤气量，水耗量，耗热量，耗冷量等，其中电量还要进行进一步的细分，分为照明用电，空调用电，动力用电，特殊用电等。这样系统就可以根据不同的项目来进行分项计量，明确各个项目的能源消耗情况，并进行后续的汇总与处理。
第二，建筑设备监控系统(BAS)。当建筑能源管理体系中融入物联网技术后，整个系统能够对建筑能源消耗进行实时监测，实现管理与控制的融合与统一。具体来讲，系统应该充分利用物联网技术进行建筑内部各个设备的管理，明确各个设备的实时运作状态，并利用这些动态化的数据完成能源管理的各项服务。
第三，独立能源管理系统。这个系统主要分为三个部分，即感知层，传输层和应用层。其中感知层主要是建筑系统内部具有通信能力的计量设备，比如电表，风量计等。而传输层则主要是利用现代化网络技术与信息通讯技术将基层设备采集的各类信息收集起来，并经过初步处理以后将这些数据传输到应用层。应用层主要是对上传上来的各个数据包进行解析，并对各类能耗数据进行计量与分析。在进行数据的分析过程中，整个系统还可以针对设备的历史能耗情况进行分析，并实时查询不同设备的能耗分布曲线图，提供直观全面的能耗信息，并提供相应的决策与控制职能。
第四，建筑能源管理系统的物联网接入。就我国当前城市建筑能源管理系统的实际现状来看，物联网接入方法主要可以分为四种，即OPC方式、web service方式。ODBC方式、前端通信适配式等。不同方式所对应的能源管理设备也有所区别，在实际使用的时候应该基于建筑情况来进行合理选择。
3安科瑞能耗监控系统介绍
Acrel-5000能耗在线监测系统是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对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源审计，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上人民政府管理节能工作的部门报送能源审计报告。
3.1平台结构
Acrel-5000能耗在线监测系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立如下层次结构：
3.2平台功能
（1）系统可按使用年份统计建筑物各分类能耗——电、水、气、集中供热、集中供冷以及其它能源消耗量，自动折算成相应的标准煤消耗量，从而反映建筑物当年各分类能耗用能和综合能耗。系统以饼图形式展示建筑4大用电分项能耗的占比情况。系统以曲线图形展现各类能耗的消耗的消耗趋势，便于业主方实时直观掌握能源消耗情况。
（2）系统可以根据分类能耗的支路名称查询用能情况，显示当日和当月的用能峰值。显示当日用能、当月用能、当年用能与昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比较情况。以条形显示过去48小时、31天、12个月、3年的能耗情况。右上角显示过去15分钟曲线（电表显示功率曲线，流量表显示流速曲线）。
（3）系统依据建筑物能源消耗的分布情况进行能耗计量点的选取和设置，使得能耗监测系统可以覆盖整个建筑物。系统使用者可通过相关界面调取该建筑物各能耗节点的能耗统计报表，减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差。
（4）系统依据住建部分类分项能耗数据采集导则，将建筑物耗电分为照明插座、空调、动力和特殊用电进行计量装置选型和设置，并按用能区域或功能区域等划分并进行统计，以报表和同、环比棒图形式展现该区域的能源消耗。
（5）系统可针对能源消耗量大的设备或区域进行准确定位，便于管理层制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的有效执行。为用能重点设备建立运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。
（6）系统提供分级权限管理功能，对具备权限用户提供开放的信息维护接口，用户可自行对建筑和系统监测范围内计量点的信息进行增、删、改和查询，建筑物信息包括建筑类型、建设年代、建筑面积、建筑物人员数量等。系统还对无法自动采集的计量信息提供手动录入功能，便于使用者掌握建筑物总体能耗情况。
3.3数据上传
安科瑞能耗在线监测系统按照重点用能单位能耗在线监测系统技术规范定义的系统平台接口协议规范的要求，将用能企业的基础信息、计量器具信息、用能数据及能效数据上传至省级或国家平台，上传数据经过HTTPS协议加密传输。如果数据传输失败或超时（网络故障），将重发数据，直至接收成功反馈消息。
3.4能源计量表具选型
3.5通讯网关参数
4结语
随着我国城市现代化建设的不断推进，各个城市对于自身生态环境的重视程度也会不断提高，建筑能源管理体系也会变得更加完善。而作为一名建筑能源管理人员，在当前背景下也应该积极了解物联网技术在建筑能源管理体系中的应用，并且能够明确系统建设的各项细节与具体运作。在平时的时候，技术人员也应该收集国内外物联网技术应用到建筑能源管理体系中的真实案例，吸取物联网技术在建筑能源管理体系中的应用经验。如此一来，我国建筑能源的管理与控制效果能够得到有效保证，更好的贯彻我国关于节能减排的相关战略。
【参考文献】
[1]王洪民，赵连明，李清海．基于物联网的节能减排综合管理平台建设研究［J］．电子世界，2017，(11):103－105．
[2]基于物联网技术的建筑能源管理体系建设与应用[J].杨勇.居业.2018(11)
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版
作者简介：王蒙蒙，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电
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