Aplicación y selección de productos del sistema de monitorización de energía eléctrica en edificios inteligentes

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Compañía Acrel, Ltd.

Abstracto:En las últimas décadas, la economía moderna de China ha continuado su desarrollo, y la tecnología informática, las tecnologías de la información y otras industrias relacionadas también han experimentado un rápido progreso. A medida que los edificios comerciales, residenciales y públicos aumentan sus requisitos de gestión inteligente y ahorro energético, los sistemas de monitorización energética se han integrado gradualmente en la vida cotidiana de las personas y desempeñan un papel fundamental. La optimización del entorno económico ha incrementado las demandas de fiabilidad, seguridad, confort y eficiencia en los entornos de oficina y vivienda. Los edificios inteligentes han surgido a la medida de los tiempos, logrando la combinación perfecta de calidad de vida y servicios de información, convirtiéndose en la industria de la construcción del siglo XXI. Los edificios inteligentes no solo representan la fortaleza nacional y el nivel tecnológico del país, sino que también reflejan la preocupación del desarrollo social por la naturaleza humana.

Palabra clave:Monitoreo de energía eléctrica, inteligencia, sistema de monitoreo

1. Características de los edificios inteligentes

Los edificios inteligentes son logros modernos que combinan paisajes culturales con naturaleza ecológica. Con el objetivo de proporcionar a las personas un entorno de vida seguro, confiable, cómodo y natural y un estilo de vida activo y saludable. Integra la comunicación de datos, la comunicación de voz y la comunicación multimedia de todo el edificio o toda la comunidad para formar una red de comunicación con un contenido amplio y rico. Un método de comunicación tan moderno satisface eficazmente las necesidades de trabajo eficientes y de ritmo rápido de la sociedad de la información moderna. Un sistema de monitoreo electrónico proporciona una plataforma de sistema inteligente para el monitoreo y la gestión unificados de la distribución de energía de alto y bajo voltaje, el intercambio de información y el uso compartido de recursos en el edificio.

2. Descripción general del sistema de monitoreo de energía

El sistema de monitoreo de energía utiliza tecnología de red moderna y tecnología de video por computadora para monitorear los parámetros operativos, registros de eventos, registros de ondas y otros datos del sistema de energía. Al mismo tiempo, se transmite continuamente a la computadora de monitoreo de energía e implementa comandos de control remoto, para que los gerentes de operación puedan comprender completamente el estado operativo del sistema de energía a través del centro de monitoreo. Por lo tanto, la ubicación y la causa de la falla se pueden juzgar con precisión y rapidez, el proceso de trabajo se simplifica y el personal puede proporcionar una forma limitada de resolver el problema de manera específica.

3. Aplicación del sistema de monitorización de energía en edificios inteligentes

Los sistemas de monitorización energética se utilizan ampliamente en edificios inteligentes. La energía solar, los invernaderos solares, la tecnología de aire acondicionado con bomba de calor de anillo de agua y la tecnología de cavidad con bomba de calor geotérmica son ejemplos de ello. Los equipos secundarios de la sala de distribución eléctrica (dispositivos automáticos de seguridad, instrumentos de medición tradicionales, control de operación, sistema de señalización) constituyen un sistema de monitorización energética que abarca la iluminación, la distribución eléctrica, la calefacción, la comunicación, las alarmas y otros aspectos, y se utilizan ampliamente en edificios inteligentes. Los sistemas relacionados se comunican con dispositivos inteligentes, como el sistema de automatización de equipos de construcción, el sistema de red de comunicación, el sistema de ofimática y el sistema automático de alarma contra incendios, para lograr la comunicación mutua y el intercambio de información entre los sistemas de automatización. Beneficios de los sistemas de monitorización electrónica:

Los paneles solares del solario captan gran cantidad de calor y lo transmiten al sistema de visualización automático. Al mismo tiempo, el sistema automático de generación de energía distribuye la electricidad generada a cada rincón del hogar mediante la conversión energética. Utilizar eficazmente los recursos renovables, reducir costos, minimizar las averías y maximizar los beneficios de los recursos eficientes. Los invernaderos solares minimizan las desventajas de las plantas afectadas por las estaciones, y la fotosíntesis más eficiente optimiza al máximo los frutos. La sistematización, la protección ambiental, la estandarización y la eficiencia son condiciones necesarias para el futuro desarrollo económico circular y sostenible, y se han convertido en la única opción para promover el desarrollo económico en la era de la información.

4. El papel del sistema de monitorización de energía en los edificios inteligentes

Debido al desarrollo de nuevas tecnologías de sistemas como la tecnología de red, la tecnología de video, la tecnología de comunicación y la distribución inteligente de energía, y la aplicación de sistemas de monitoreo de energía en edificios inteligentes, el futuro edificio inteligente se está desarrollando en la dirección de intensificación, sistematización y estandarización. Una forma de vida confiable, segura, conveniente y simple permite a las personas disfrutar de un mayor grado de vida ecológica.

El valor que genera el sistema de monitorización energética en edificios inteligentes:

Según datos de la encuesta: Cada año, los sistemas de monitoreo electrónico en diversas empresas, instituciones y lugares públicos relacionados gastan enormes cantidades de dinero en mantenimiento y configuración. Además, hay una gran pérdida de energía, lo que no solo causa un desperdicio de recursos sino que también afecta la vida normal de los residentes. Aquí hay dos ejemplos:

Caso 1: Recientemente, se produjo una falla transitoria muy grave en un equipo importante de una reconocida empresa fabricante de computadoras. Sin embargo, el sistema volvió a la normalidad rápidamente. Sin un sistema de monitoreo, esta falla no podría detectarse. Esta es una amenaza potencial grave, ya que el sistema de monitoreo electrónico instalado detectó la falla a tiempo y capturó y registró la forma de onda de la falla transitoria. Esta información le ahorró a la empresa DELL 25,000 yuanes en costos de mantenimiento de equipos.

Caso 2: En febrero de 2013, se rompió el cable conductor de la barra colectora n.° 1 a Jingzao, en una subestación de 220 kV de una central térmica. Al caer, el cable conductor tocó la barra colectora n.° 2, lo que provocó la pérdida de tensión en toda la estación y el corte de la línea de Jingzao. La línea se interrumpió, provocando la parada de la subestación Zaoshan de Hubei Jingmen Power Supply Company y de cinco subestaciones de 110 kV. El accidente provocó una pérdida de carga de 90 000 kW, lo que representa el 10,8 % de la carga total de la ciudad de Jingmen, y afectó a 63 000 usuarios, el 6,7 % de los usuarios de la ciudad. Esto ocasionó enormes pérdidas.

Para resolver este problema, la aplicación de edificios inteligentes está haciendo que los edificios inteligentes se desarrollen en la dirección de la intensificación, sistematización y estandarización. La aplicación de sistemas de monitoreo electrónico reduce el desperdicio de operación del equipo y el consumo de energía; utiliza de manera racional y efectiva las máximas ventajas del equipo, reduce las compras innecesarias, evita el desperdicio de recursos y ahorra mucho dinero; las fallas potenciales se descubren a tiempo, lo que reduce los costos de mantenimiento del equipo, no solo extiende la vida útil del equipo, sino que también logra la máxima utilización de los recursos; mejora la eficiencia de la gestión de la operación y reduce la carga de trabajo del personal de operación y mantenimiento; al mismo tiempo, también mejora la estabilidad y confiabilidad de la energía, acorta el tiempo de corte de energía, reduce los incendios, evita accidentes y garantiza la seguridad de la vida y la propiedad de las personas. Los usuarios también pueden disfrutar de una vida más inteligente, verde y respetuosa con el medio ambiente.

5. Análisis de ahorro energético y optimización de perspectivas de edificios inteligentes

Los edificios inteligentes se han convertido en la norma en la industria de la construcción del siglo XXI. Con el desarrollo económico y los requisitos teóricos del desarrollo sostenible, el ahorro energético en estos edificios debe seguir un modelo económico eficiente de bajo consumo, bajos insumos y alta producción. Es necesario que la economía circular no solo exista en empresas innovadoras de ahorro energético que dominen la tecnología más avanzada, sino que también se integre en todos los ámbitos de la vida. La característica principal de los edificios inteligentes es la eficiencia de los recursos. Al construir edificios más confortables y acordes con las exigencias modernas, los propietarios parten de la conservación de energía verde para ahorrar gastos. Los diseños de edificios sostenibles con el menor consumo energético y costes operativos suelen incluir las siguientes medidas técnicas: ① Ahorro energético. ② Reducir el uso de recursos limitados e impulsar el desarrollo de fuentes renovables y nuevas energías. ③ Humanismo en el entorno y la calidad. ④ Minimizar el impacto del emplazamiento y el entorno en la implementación y el desarrollo del edificio. ⑤ Nuevas propuestas para el arte y el espacio. ⑥ Inteligencia. Maximizar el aprovechamiento y el reciclaje de recursos.

En el futuro, los edificios inteligentes prestarán más atención al desarrollo de la naturaleza humana y a la maximización de los beneficios ambientales. Crear un entorno de vida saludable, cómodo, verde, respetuoso con el medio ambiente, simple y conveniente y una calidad de vida moderna es el deseo común de cada vez más personas. También es la base y el objetivo de la conservación de la energía en los edificios. El desarrollo futuro de los edificios inteligentes debe lograr los siguientes puntos:

①Cálido en invierno y fresco en verano, proporcionando a las personas un entorno de vida confortable.

②Buena ventilación, respiración fresca y suave.

③Luz suficiente, intente utilizar luz natural, iluminación natural, combinada con iluminación artificial.

4. Control manual inteligente. La ventilación, la iluminación, la calefacción, los electrodomésticos, etc. se pueden controlar mediante computadoras, que se pueden gestionar según programas predeterminados o controlar localmente. Satisface las diferentes necesidades de las personas en diferentes situaciones, al mismo tiempo que recicla recursos y reduce los desechos.

6. Optimizar las perspectivas de aplicación de los sistemas de monitorización electrónica en el futuro

Como invención única de la era de la información, el sistema de monitoreo electrónico desempeña un papel insustituible en la producción y la vida de las personas. En los últimos años, el desarrollo económico también ha traído consigo una serie de problemas sociales: la pérdida de tierras es grave, la contaminación ambiental se intensifica, los delitos violentos aumentan, los sistemas de regulación social se desorganizan y la capacidad natural de autodepuración y autorrescate se debilita. Por lo tanto, el sistema de monitoreo de energía evolucionará desde la simple monitorización y visualización hacia una dirección más automatizada e inteligente. Logrará un almacenamiento masivo de información, completará la recopilación, el análisis y el procesamiento de datos de forma rápida y directa, y generará instrucciones efectivas. Facilitará la resolución de problemas de forma más rápida y precisa. Ahorrará más mano de obra y dinero, y logrará la conservación y el uso eficiente de los recursos naturales y sociales. Al mismo tiempo, se ampliarán más funciones nuevas:

(1) Avance: Aprovechar al máximo las últimas tecnologías modernas y futuras para desarrollar los logros científicos y tecnológicos más confiables.

(2) Confiabilidad: Convertirse en un producto tecnológico más maduro. Adaptarse al desarrollo social.

（3）Practicidad y conveniencia: es conveniente, seguro y duradero para satisfacer la demanda del mercado y las necesidades de uso reales en la mayor medida posible.

（4）Escalabilidad y economía: compatibilidad mejorada, diseño optimizado continuamente y rendimiento mejorado.

(5) Normalización y estructuración: Debido a las características realistas de que la información del mercado en sí no está sujeta a la voluntad subjetiva humana, los sistemas de monitoreo electrónico deben ser más estructurados, estandarizados y serializados.

7. Introducción y selección del sistema de monitoreo de energía Acrel

7.1 Descripción general

El sistema de monitoreo de energía IoT de Acrel es de Acrel Electric Co., Ltd. de acuerdo con los requisitos de automatización del sistema de energía y desatendida, un conjunto de sistemas de administración y monitoreo de subestaciones distribuidas jerárquicas desarrollados para niveles de voltaje de 35 kV y menores. El sistema se basa en la aplicación de tecnología de automatización de energía eléctrica, tecnología informática y tecnología de transmisión de información. Es un sistema abierto, en red, unificado y configurable que integra protección, monitoreo, control, comunicación y otras funciones. Es adecuado para redes eléctricas urbanas, subestaciones de redes eléctricas rurales y subestaciones de usuario con niveles de voltaje de 35 kV y menores. Puede realizar el control y la gestión de la orientación de la subestación y satisfacer las necesidades de subestaciones no tripuladas o menos tripuladas. Proporciona una garantía sólida para el funcionamiento seguro, estable y económico de la subestación.

7.2 Aplicación

(1) Edificio de oficinas (oficinas comerciales, edificios de oficinas de agencias estatales, etc.)

(2) Edificios comerciales (centros comerciales, edificios de instituciones financieras, etc.)

(3) Edificios turísticos (hoteles, restaurantes, lugares de entretenimiento, etc.)

(4) Edificios de ciencia, educación, cultura y salud (edificios de cultura, educación, investigación científica, medicina y salud, y deportivos)

(5) Edificios de comunicaciones (Correos y telecomunicaciones, comunicaciones, radio, televisión, centros de datos, etc.)

(6)Edificios de transporte (aeropuertos, estaciones, muelles, etc.)

(7)Fábricas, minas y edificios empresariales (petróleo, industria química, cemento, carbón, acero, etc.)

(8) Edificio de nueva energía (generación de energía fotovoltaica, generación de energía eólica, etc.)

7.3 Estructura del sistema

El sistema de monitoreo de energía IoT de Acrel adopta un diseño distribuido jerárquico, se puede dividir en tres capas: capa de administración de control de estación, capa de comunicación de red y capa de equipo de campo, el modo de red puede ser una estructura de red estándar, una estructura de red en estrella de fibra óptica, una estructura de red de anillo de fibra óptica, de acuerdo con la escala de consumo de energía del usuario, la distribución de equipos de consumo de energía y el área del piso, etc., el modo de red se considera de manera integral.

7.4 Selección de equipos

8.Conclusión

Los sistemas de monitoreo electrónico son un producto de la era de la información. Reflejan la búsqueda incansable y la esperanza de las personas por una mejor calidad de vida y procedimientos de trabajo simplificados en la era de la economía de alta eficiencia. Su amplia aplicación en edificios inteligentes promueve la inteligencia y la simplicidad en la vida de las personas y refleja la preocupación del desarrollo social, científico, tecnológico y económico por las personas. Su incorporación a la vida real hace que las personas valoren su seguridad, confiabilidad y alta eficiencia. Se puede decir que el sistema de monitoreo electrónico beneficia todos los aspectos de la vida. La dependencia de los sistemas electrónicos aumenta día a día.

Referencias:

[1] Manual de diseño y aplicación de microrredes empresariales de Acrel. Versión 2022.05