程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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(duì)建筑能耗監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)目前存在的問(wèn)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(duì)現(xiàn)有建筑能耗監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)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(cè)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(lái)評(píng)價(jià)建筑節(jié)能工作效果。對(duì)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(shí)、費(fèi)力，而且數(shù)據(jù)的及時(shí)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(wú)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(cè)系統(tǒng)可大大減小數(shù)據(jù)不足帶來(lái)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(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)水平，也是對(duì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)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(cè)系統(tǒng)功能以及發(fā)展方向。

1建筑能耗監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)。這樣可以實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)和動(dòng)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(cè)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(wú)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(shí)監(jiān)測(cè)、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(cè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

（1）可以對(duì)建筑能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警，定時(shí)采集參數(shù)并上傳，用戶可實(shí)時(shí)查詢能耗狀態(tài)，能夠全面監(jiān)測(cè)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(mén)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(duì)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(huì)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(gè)方面。

（1）物聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)有的建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)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(duì)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(píng)價(jià)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(cè)、安全防護(hù)與預(yù)測(cè)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(cè)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(shí)也是節(jié)能效果考量的重要平臺(tái)和保障措施。

3問(wèn)題與方向

從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)角度來(lái)分析，目前的建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還存在以下問(wèn)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(lái)看，現(xiàn)有的建筑能耗監(jiān)測(cè)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(tái)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(cè)系統(tǒng)主要是針對(duì)建筑機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)具有海量數(shù)據(jù)的特征，對(duì)該類(lèi)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(kāi)發(fā)。

4 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，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(tái)。用戶僅需購(gòu)買(mǎi)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(tái)提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測(cè)、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(tái)、多語(yǔ)言、多終端數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

（2）應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)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(tái)結(jié)構(gòu)

（4）平臺(tái)功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)測(cè)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(cè)'、遙信、遙控控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)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(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日?qǐng)?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(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，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(duì)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(duì)商鋪用戶執(zhí)行開(kāi)戶、銷(xiāo)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(duì)已開(kāi)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(duì)已開(kāi)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(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類(lèi)故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能，包括城市級(jí)大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)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(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)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(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺(tái)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)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(yè)面

◆安全用電

安全用電采用的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)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(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)及時(shí)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(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)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)。填補(bǔ)了原先針對(duì)“九小場(chǎng)所”和危化品生產(chǎn)企業(yè)無(wú)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(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)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

分類(lèi)	產(chǎn)品型號(hào)	外觀	產(chǎn)品功能
無(wú)線測(cè)溫	ARTM-Pn		可監(jiān)測(cè)電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、電能，可接收60個(gè)無(wú)線溫度傳感器溫度
	ATC600		ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項(xiàng)目布局選擇配置。可接收240個(gè)無(wú)線溫度傳感器溫度
光伏監(jiān)控	AGF		光伏電池串開(kāi)路報(bào)警，可以配合組串電壓進(jìn)行綜合判斷；帶3路開(kāi)關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點(diǎn)狀態(tài)；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便；測(cè)量元件采用霍爾傳感器，隔離測(cè)量電流20A；電壓測(cè)量功能可測(cè)量母線電壓DC1500V
電力監(jiān)控	AEM96		三相電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開(kāi)關(guān)量事件記錄、歷史值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開(kāi)關(guān)量、報(bào)警輸出
	APM系列		全電量測(cè)量，四象限電能，復(fù)費(fèi)率電能，儀表內(nèi)部溫度測(cè)量，總有功、總無(wú)功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率實(shí)時(shí)需量及需量(包含時(shí)間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月值和上月值(包含時(shí)間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級(jí)。
預(yù)付費(fèi)	DDSY		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個(gè)時(shí)區(qū)、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能0.5s級(jí)。
	DTSY		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個(gè)時(shí)區(qū)、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率需量及發(fā)生時(shí)間，實(shí)時(shí)需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購(gòu)電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能0.5s級(jí)。
智能抄表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。總電能計(jì)量（反向計(jì)入正向），3個(gè)月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲(chǔ)；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級(jí)，無(wú)功電能2級(jí)。
	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量。（正、反向）有功、無(wú)功電能計(jì)量；A、B、C分相正向有功電能計(jì)量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級(jí)。
	ADW210		4路三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測(cè)量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測(cè)量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測(cè)量；當(dāng)月及上三月的電壓、電流、功率值記錄；需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開(kāi)關(guān)量輸入4路開(kāi)關(guān)量輸出；支持12路測(cè)溫4路剩余電流測(cè)量；有功電能精度1級(jí)。
	ADW300		三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測(cè)量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測(cè)量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測(cè)量；當(dāng)月及上三月的電壓、電流、功率值記錄；需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持4路開(kāi)關(guān)量輸入、2路開(kāi)關(guān)量輸出；支持4路測(cè)溫；支持1路剩余電流測(cè)量；支持本地顯示及按鍵設(shè)置；有功電能精度1級(jí)。 通訊方式：支持RS485通訊、Lora無(wú)線通訊、4G通訊；WIFI通訊
直流電能表	DJSF1352		1.精度：1級(jí)或0.5級(jí)，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測(cè)量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計(jì)量。
電氣	ARCM300-Z		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、cosΦ），視在電能、四象限電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，2 路開(kāi)關(guān)量輸入，支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳
	AAFD-DU		監(jiān)測(cè)故障電弧、漏電、溫度 兩路無(wú)源干接點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸入 兩路無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸出
充電樁	ACX系列		充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電，
	AEV_AC007		額定功率7kW,單相三線制，防護(hù)等級(jí)IP65,具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方式：4G、藍(lán)牙、Wifi
智慧照明	ASL200		遙控輸出 兩路無(wú)源干接點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸入 兩路無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量）輸出

5結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，建筑能耗監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)的升級(jí)換代以及平臺(tái)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。

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審核編輯 黃宇