Análisis e implantación de un sistema de monitorización del consumo energético en grandes edificios públicos.

Resumen: en este artículo se analizará en detalle la clasificación específica y los dispositivos de consumo de energía detallados de los equipos instalados en el sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos, y se analizará dinámicamente la información de datos detectada por el consumo de energía de grandes edificios públicos. analizado con la ayuda de GPRS/Wi Fi y otras tecnologías de transmisión inalámbrica, para hacer una contribución práctica a la causa de la conservación de energía y la reducción del consumo en China, monitorear el consumo de energía de grandes edificios públicos y optimizar y controlar efectivamente si es excesivo. Se encuentra el consumo de energía.

Palabras clave: sistema de monitoreo; Dispositivo de consumo de energía; Sistema de control

0.Fondo

El Ministerio de Construcción de China ha propuesto que, mediante el análisis estadístico de big data, para finales de 2020, la superficie total de construcción del país habrá superado los 40 mil millones de metros cuadrados y el consumo de energía de los edificios alcanzará los 1,09 mil millones de toneladas de carbón estándar. La energía consumida directamente por los edificios en el proceso de construcción y uso ha representado alrededor del 30% del consumo energético total de toda la sociedad. En la actualidad, existen algunos problemas en la medición, transmisión y supervisión del ahorro de energía del consumo de energía de grandes edificios públicos en China. Una gestión exhaustiva del consumo de energía provocará, hasta cierto punto, un gran desperdicio de consumo de energía. El monitoreo del consumo de energía y la gestión del ahorro de energía en grandes edificios públicos se han convertido en el foco de la conservación y reducción del consumo de energía en China. Aunque China ha llevado a cabo la supervisión de la informatización, existen muchos problemas de ocultación en el proceso de presentación de datos, lo que aumenta directamente la dificultad de las estadísticas de datos sobre el consumo de energía debido al bajo grado de automatización de la recopilación de datos y al bajo grado de informatización de la gestión. Para lograr una recopilación precisa de datos sobre el consumo de energía y un control dinámico efectivo del consumo de energía, este artículo analizará en detalle el sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos.

1. Desarrollo de un sistema de seguimiento del consumo de energía para grandes edificios públicos nacionales y extranjeros.

Mirando al extranjero, la tecnología de construcción inteligente extranjera ha sido relativamente madura, y el nivel inteligente y automático de monitoreo de información y datos de consumo de energía también es relativamente alto. En los países desarrollados, especialmente en los grandes edificios públicos, se presta gran atención al control del consumo de energía, se mejoran constantemente los equipos inteligentes de control del consumo de energía y el sistema de ingeniería funciona de forma estable. Para China, aunque se ha aplicado tecnología de construcción inteligente, carece de un sistema sistemático de integración de edificios inteligentes, no se han formado conceptos e ideas relevantes y todavía existe una gran brecha con los países extranjeros. Durante la operación de muchos sistemas de edificios inteligentes en China, la falta de un mecanismo de operación general de los sistemas relevantes conducirá al problema de obtener el doble de resultado con la mitad de esfuerzo, lo que resultará en un desperdicio de inversión. Es difícil que el tiempo real, la confiabilidad y la estabilidad del sistema de monitoreo inteligente de edificios alcancen el nivel estándar mundial. En la actualidad, muchas empresas extranjeras de tecnología de la información han desarrollado productos sistemáticos adecuados para el sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos. American Honeywell, American Johnson Controls, German Siemens y otras empresas han llevado a cabo activamente la investigación y el desarrollo de productos de sistemas de monitoreo del consumo de energía, con el fin de promover que el funcionamiento del sistema de monitoreo del consumo de energía de los grandes edificios públicos nacionales sea más estable y eficiente. Aunque existen imperfecciones en el desarrollo de edificios inteligentes en China, se están desarrollando activamente gracias a los esfuerzos conjuntos del Estado y las empresas. El sistema de gestión y medición del consumo de energía Shanghai Yuanshang de China y el sistema de gestión de energía para edificios Advantech BEMS muestran su valor único y se utilizan ampliamente en el monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos en China.

2 Recopilación de datos de seguimiento del consumo de energía de grandes edificios públicos

2.1 Recopilación de datos de seguimiento del consumo de energía

El sistema de datos interno del consumo de energía de los grandes edificios públicos es complejo y existen muchas unidades consumidoras de energía. Para hacer un buen trabajo en el marco del sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos, es necesario controlar el contenido de los datos de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos. De acuerdo con los requisitos de los contenidos específicos de los edificios de oficinas de órganos estatales y los grandes edificios públicos emitidos por China, el contenido de monitoreo de la información de datos de consumo de energía de los grandes edificios públicos se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Contenido de recopilación de datos de monitoreo del consumo de energía

2.2 Procesamiento de datos de seguimiento del consumo de energía

En el proceso de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos, la información de los datos del consumo de energía se puede detectar con la ayuda de dispositivos de inspección y medición generales, y se pueden monitorear varios datos sobre la base de aclarar los valores pico y valle de la medición del consumo de energía. dispositivos. Verifique la potencia en el medidor de vatios hora. Para garantizar la eficacia de la recopilación de datos e información, la recopilación de datos e información se puede realizar dos veces seguidas y los errores de las dos recopilaciones de datos e información se pueden controlar para garantizar que la potencia sea inferior al doble de la potencia máxima. de los equipos consumidores de energía en la carretera. Para garantizar la precisión de la recopilación de información de datos, también es necesario realizar el cálculo de los datos de consumo de energía de los subelementos, realizar la detección con la ayuda de dispositivos de medición y garantizar el nivel de medición y detección en combinación con el método de cálculo de Varios indicadores de consumo de energía.

3Marco de construcción del sistema de monitoreo del consumo de energía para grandes edificios públicos.

3.1 Marco del sistema

El sistema de monitoreo del consumo de energía de edificios públicos de gran escala estudiados en este documento está diseñado de acuerdo con los requisitos del "sistema de monitoreo del consumo de energía de edificios de oficinas de órganos estatales y edificios públicos de gran escala - manual de orientación para el desarrollo de software", que cumple efectivamente los estándares de diseño especificados en nuestro país. En la Figura 2 se muestra el modo de construcción marco del sistema de monitoreo del consumo de energía para grandes edificios públicos. Su objetivo principal es obtener la información de datos frontal del colector. Para los recursos de información y la capa de datos, se trata de lograr la adquisición y transmisión de información de datos de consumo de energía de primera mano en grandes edificios públicos y clasificar la información de datos de consumo de energía recopilada. Para la capa de aplicación, cubre cuatro niveles: gestión de datos e información, análisis y visualización, servicio de información y gestión en segundo plano. Muchas palabras están cubiertas en diferentes niveles. La función de la capa de aplicación en el monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos se utiliza para el procesamiento, visualización y monitoreo de información de datos de consumo de energía. En la capa de aplicación, cada función puede considerarse como un módulo de sistema independiente. Al diseñar el módulo de la capa de aplicación, cada módulo de procesamiento debe ser relativamente independiente para reducir la interferencia mutua entre cada módulo y allanar el camino para el procesamiento posterior de la información de datos de consumo de energía. Para la capa de rendimiento, se trata de analizar la información de los datos de consumo de energía de los edificios públicos de gran escala para diferentes roles en la sociedad en combinación con sus propias necesidades reales.

Figura 2 marco de construcción del sistema de monitoreo del consumo de energía para grandes edificios públicos

3.2 Arquitectura de software

La monitorización del consumo de energía de grandes edificios públicos generalmente se controla y gestiona con la ayuda de una aplicación de software. El software del sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos mencionado en este documento cubre terminal de monitoreo, base de datos, sistema de gestión de datos, sistema de adquisición de datos, firewall, red de comunicación, concentrador y terminal de adquisición de información de datos del edificio. La información de los datos de consumo de energía recopilada por el sistema del edificio inteligente se transmitirá al concentrador de datos para el procesamiento centralizado de la información de los datos de consumo de energía y el estado de operación, como el medidor de energía eléctrica, el medidor de agua, el medidor de refrigeración y el medidor de gas en el edificio. El concentrador convertirá la información de los datos en paquetes de protocolo TCP/IP. Bajo la acción del firewall, la red de comunicación promoverá el funcionamiento del módulo de procesamiento de información de datos y transmitirá la información de datos de consumo de energía relevante a la base de datos. El sistema de adquisición de datos gestiona el protocolo de comunicación del terminal del edificio en el concentrador y comprueba periódicamente los errores en la comunicación de datos. Realice procesamiento de datos relevantes para muchos contenidos, como pérdida de datos y trabajo anormal, obtenga de manera efectiva información de datos relevantes en la base de datos y monitoree, evalúe, analice, almacene y muestre dinámicamente el consumo de energía en el edificio en combinación con los indicadores de monitoreo del consumo de energía establecidos. por el sistema. La terminal de monitoreo generalmente obtendrá datos relevantes de la base de datos y obtendrá los resultados de la evaluación para un análisis y control integrales. El terminal de monitoreo analizará las instrucciones de control en combinación con la base de datos, el sistema de adquisición de datos, la red de comunicación, el firewall, el concentrador, etc., para controlar el estado de la información de datos del terminal de adquisición del edificio.

4Tecnologías clave del sistema de monitorización del consumo de energía para grandes edificios públicos.

4.1 Tecnologías de acceso a terminales de adquisición de consumo de energía múltiple

En el sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos, una de las tecnologías clave es una variedad de tecnología de acceso a terminales de adquisición de consumo de energía, para integrar y recolectar una variedad de consumo de energía en edificios públicos. Existen diferentes tecnologías de acceso de múltiples terminales de adquisición de consumo de energía en diferentes marcas de sistemas de monitoreo de consumo de energía. Es muy importante cómo conectar múltiples terminales de adquisición de consumo de energía con un concentrador. Debido a que existen protocolos privados para diferentes sistemas de monitoreo del consumo de energía, al seleccionar el sistema de monitoreo del consumo de energía de grandes edificios públicos, debemos analizar los sistemas de diferentes marcas, aclarar los protocolos privados y los modos de recolección y conexión del consumo de energía de cada marca, y garantizar que el sistema de monitoreo del consumo de energía desarrollado por diferentes marcas pueda satisfacer las necesidades de uso reales de grandes edificios públicos. Asegúrese de que el sistema de software pueda conectarse sin problemas a diferentes terminales de adquisición de consumo de energía.

4.2 Tecnología de desarrollo de software del sistema

En la aplicación real del sistema de monitoreo del consumo de energía de edificios públicos a gran escala, es necesario introducir la tecnología de desarrollo de esta plataforma de software en combinación con el marco general y las características en capas del módulo del sistema. Con la ayuda de Java, javascrip y otros lenguajes de programación para el diseño de codificación de programas, el repositorio de datos está conectado con tecnología de almacenamiento en la nube para garantizar la seguridad y la enorme capacidad de almacenamiento de información de datos sobre el consumo de energía. Durante la transmisión y comunicación de información de datos, se debe seleccionar un estándar de comunicación de datos RS485 estable para garantizar el funcionamiento de alta calidad de la información de datos almacenada.

5Introducción al sistema de monitoreo del consumo de energía ankerui

El sistema de monitoreo en línea del consumo de energía Acrel-5000 es un sistema de análisis y gestión de energía del lado del usuario. Basado en el sistema de gestión de energía eléctrica, agrega recolección y análisis centralizados de capacidad de agua, gas, carbón, petróleo y calor (refrigeración). Al subdividir y contar todo el consumo de energía por parte del usuario, muestra el uso y consumo de diversas energías a los administradores o tomadores de decisiones con datos y gráficos intuitivos. Es conveniente descubrir puntos de alto consumo de energía o hábitos de consumo de energía irrazonables. ahorre energía de manera efectiva y proporcione soporte de datos precisos para una mayor transformación de ahorro de energía o actualización de equipos de los usuarios. Los usuarios pueden implementar auditorías energéticas de acuerdo con las regulaciones nacionales pertinentes, analizar la situación actual, encontrar problemas, aprovechar el potencial de ahorro de energía, proponer medidas prácticas de ahorro de energía y enviar informes de auditoría energética al departamento administrativo de conservación de energía del gobierno popular. en o por encima del nivel del condado.

5.1 Estructura de la plataforma

El sistema de monitoreo en línea del consumo de energía Acrel-5000 toma computadoras, equipos de comunicación y unidades de medición y control como herramientas básicas, y adopta uno o más modos de red combinados de bus de campo, red de anillo de fibra óptica o comunicación inalámbrica según la situación real del sitio, proporcionando una plataforma básica para la adquisición de datos en tiempo real, gestión remota y control de grandes edificios públicos, que puede formar cualquier sistema de monitorización complejo con equipos de detección. Es abierto, en red, unificado y configurable, y adopta la estructura integrada inteligente jerárquica, jerárquica y distribuida orientada a objetos. Establezca la siguiente jerarquía:

Figura 3 estructura de plataforma

5.2 Funciones de la plataforma

(1) El sistema puede contar el consumo de energía de cada clasificación de edificios: electricidad, agua, gas, calefacción central, refrigeración central y otros consumos de energía según el año de servicio, y convertirlo automáticamente en el consumo de carbón estándar correspondiente, de modo que para reflejar el consumo de energía y el consumo energético integral de cada clasificación de edificios en el año en curso. El sistema muestra la proporción del consumo de energía de los cuatro subelementos de energía principales del edificio en forma de gráfico circular. El sistema muestra la tendencia de consumo de diversos consumos de energía con curvas y gráficos, lo que resulta conveniente para que el propietario comprenda el consumo de energía en tiempo real y de forma intuitiva.

(2) El sistema puede consultar el consumo de energía según el nombre de la sucursal de consumo de energía clasificado y mostrar el consumo máximo de energía del día actual y del mes actual. Muestra la comparación del consumo de energía del día actual, el mes actual, el año actual y el mismo período de ayer, el mismo período del mes pasado y el mismo período del año pasado. El consumo de energía de las últimas 48 horas, 31 días, 12 meses y 3 años se muestra en una barra. La esquina superior derecha muestra la curva de los últimos 15 minutos (el medidor de electricidad muestra la curva de potencia y el medidor de flujo muestra la curva de caudal).

(3) El sistema selecciona y establece puntos de medición del consumo de energía de acuerdo con la distribución del consumo de energía del edificio, de modo que el sistema de monitoreo del consumo de energía pueda cubrir todo el edificio. El usuario del sistema puede acceder al informe estadístico de consumo de energía de cada nodo de consumo de energía del edificio a través de la interfaz correspondiente para reducir el "funcionamiento, emisión, goteo y fuga" y el error de medición del consumo de energía.

(4) De acuerdo con las directrices para la recopilación de datos de consumo de energía de subelementos de edificios residenciales, el sistema divide el consumo de energía de los edificios en enchufes de iluminación, acondicionadores de aire, energía y energía especial, selecciona y configura dispositivos de medición, divide y elabora estadísticas de acuerdo a áreas de consumo de energía o áreas funcionales, y muestra el consumo de energía del área en forma de declaraciones y gráficos de barras comparativas.

(5) El sistema puede ubicar con precisión equipos o áreas con gran consumo de energía, a fin de facilitar la gestión para formular un sistema de evaluación del desempeño de ahorro de energía y promover la implementación efectiva de la conservación y reducción del consumo de energía. Establezca archivos de registro de operación para equipos clave que consumen energía, rastree y registre los resultados del análisis y evaluación de eficiencia energética durante la operación del equipo durante un largo tiempo y proporcione una base para la operación y el mantenimiento del equipo en combinación con registros de mantenimiento del equipo.

(6) El sistema proporciona una función de gestión de autoridad jerárquica y proporciona una interfaz abierta de mantenimiento de información para usuarios con autoridad. Los usuarios pueden agregar, eliminar, modificar y consultar la información de edificios y puntos de medición dentro del rango de monitoreo del sistema. La información del edificio incluye el tipo de edificio, la antigüedad de la construcción, el área del edificio, la cantidad de personal del edificio, etc. El sistema también proporciona una función de entrada manual para información de medición que no se puede recopilar automáticamente, de modo que los usuarios puedan controlar el consumo de energía general de los edificios.

5.3 Carga de datos

De acuerdo con los requisitos de la especificación del protocolo de interfaz de la plataforma del sistema definida en la especificación técnica del sistema de monitoreo en línea para el consumo de energía de los usuarios clave de energía, el sistema de monitoreo en línea para el consumo de energía de ankerui cargará la información básica, el instrumento de medición. información, datos de consumo de energía y datos de eficiencia energética de las empresas consumidoras de energía a la plataforma provincial o nacional, y los datos cargados se cifrarán y transmitirán a través del protocolo HTTPS. Si la transmisión de datos falla o se agota el tiempo de espera (fallo de la red), los datos se retransmitirán hasta que se reciba un mensaje de respuesta exitoso.

5.4 Selección de contadores de energía

6. Conclusión

En una palabra, el sistema de monitoreo del consumo de energía de los grandes edificios públicos tiene ciertas ventajas y puede satisfacer las actuales necesidades sociales de desarrollo de ahorro de energía verde en el proceso de operación. Por lo tanto, en combinación con las necesidades de desarrollo actuales de la industria de la construcción de China, debemos innovar activamente el sistema de monitoreo del consumo de energía y los equipos relacionados de los grandes edificios públicos, mejorar las instalaciones de soporte relevantes del sistema de monitoreo del consumo de energía y analizar dinámica y oportunamente el consumo de energía. de grandes edificios públicos, encontrar oportunamente los problemas causados ​​por el consumo excesivo de energía y realizar mejoras específicas, implementar verdaderamente las necesidades de desarrollo de conservación de energía y reducción del consumo en China y el mundo.