Analisis dan pengenalan sistem pemantauan konsumsi energi untuk gedung-gedung publik besar

Abstrak: Dalam makalah ini, klasifikasi spesifik dan perincian perangkat konsumsi energi dari peralatan yang terpasang dalam sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik besar akan dianalisis secara rinci, dan informasi data yang terdeteksi oleh konsumsi energi gedung-gedung publik besar akan dianalisis secara dinamis dengan bantuan GPRS / Wi Fi dan teknologi transmisi nirkabel lainnya, sehingga dapat memberikan kontribusi praktis terhadap upaya konservasi energi dan pengurangan konsumsi di Tiongkok, memantau konsumsi energi gedung-gedung publik besar, dan secara efektif mengoptimalkan dan mengendalikan jika ditemukan konsumsi energi yang berlebihan.

Kata kunci: sistem pemantauan; Perangkat konsumsi energi; Sistem kontrol

0.Latar Belakang

Kementerian Konstruksi Tiongkok telah mengusulkan bahwa melalui analisis statistik big data, pada akhir tahun 2020, total area konstruksi negara tersebut telah melampaui 40 miliar meter persegi, dan konsumsi energi bangunan akan mencapai 1,09 miliar ton batu bara standar. Energi yang dikonsumsi langsung oleh bangunan dalam proses konstruksi dan penggunaan telah mencapai sekitar 30% dari total konsumsi energi seluruh masyarakat. Saat ini, terdapat beberapa masalah dalam pengukuran, transmisi, dan pengawasan penghematan energi terhadap konsumsi energi bangunan publik besar di Tiongkok. Manajemen konsumsi energi yang ekstensif akan menyebabkan banyak pemborosan konsumsi energi sampai batas tertentu. Pemantauan konsumsi energi dan manajemen penghematan energi bangunan publik besar telah menjadi fokus konservasi energi dan pengurangan konsumsi di Tiongkok. Meskipun Tiongkok telah melakukan pengawasan informatisasi, terdapat banyak masalah penyembunyian dalam proses pelaporan data, yang secara langsung meningkatkan kesulitan statistik data konsumsi energi karena rendahnya tingkat otomatisasi pengumpulan data dan rendahnya tingkat informatisasi manajemen. Untuk mencapai pengumpulan data konsumsi energi yang akurat dan pengendalian dinamis konsumsi energi yang efektif, makalah ini akan menganalisis sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik besar secara rinci.

1. Pengembangan sistem pemantauan konsumsi energi pada gedung-gedung publik besar di dalam dan luar negeri

Melihat ke luar negeri, teknologi bangunan pintar asing telah relatif matang, dan tingkat cerdas dan otomatis dari data konsumsi energi dan pemantauan informasi juga relatif tinggi. Untuk negara-negara maju, terutama untuk bangunan publik yang besar, perhatian besar diberikan pada pemantauan konsumsi energi, peralatan pemantauan konsumsi energi yang cerdas terus ditingkatkan, dan sistem rekayasa beroperasi dengan stabil. Untuk Tiongkok, meskipun teknologi bangunan pintar telah diterapkan, ia tidak memiliki sistem integrasi bangunan pintar yang sistematis, konsep dan ide yang relevan belum terbentuk, dan masih ada kesenjangan besar dengan negara-negara asing. Selama pengoperasian banyak sistem bangunan pintar di Tiongkok, kurangnya mekanisme operasi keseluruhan dari sistem yang relevan akan menyebabkan masalah hasil dua kali lipat dengan setengah usaha, yang mengakibatkan pemborosan investasi. Sistem pemantauan bangunan pintar yang real-time, keandalan, dan stabilitas sulit untuk mencapai tingkat standar dunia. Saat ini, banyak perusahaan teknologi informasi asing telah mengembangkan produk sistematis yang cocok untuk sistem pemantauan konsumsi energi bangunan publik yang besar. Honeywell dari Amerika, Johnson Controls dari Amerika, Siemens dari Jerman, dan perusahaan-perusahaan lain telah secara aktif melakukan penelitian dan pengembangan produk sistem pemantauan konsumsi energi, sehingga dapat mendorong pengoperasian sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik besar nasional agar lebih stabil dan efisien. Meskipun terdapat ketidaksempurnaan dalam pengembangan gedung-gedung pintar di Tiongkok, gedung-gedung pintar tersebut secara aktif dikembangkan di bawah upaya bersama negara dan perusahaan-perusahaan. Sistem pengukuran dan manajemen konsumsi energi Shanghai Yuanshang dari Tiongkok dan sistem manajemen energi gedung BEMS dari Advantech semuanya menunjukkan nilai uniknya dan digunakan secara luas dalam pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik besar di Tiongkok.

2 Pengumpulan data pemantauan konsumsi energi pada gedung-gedung publik besar

2.1 Pengumpulan data pemantauan konsumsi energi

Sistem data internal konsumsi energi gedung publik besar bersifat kompleks, dan terdapat banyak unit yang mengonsumsi energi. Agar dapat berfungsi dengan baik dalam kerangka sistem pemantauan konsumsi energi gedung publik besar, konten data pemantauan konsumsi energi gedung publik besar perlu dikontrol. Menurut persyaratan dalam konten khusus gedung perkantoran lembaga negara dan gedung publik besar yang dikeluarkan oleh Tiongkok, konten pemantauan informasi data konsumsi energi gedung publik besar ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1 Konten pengumpulan data pemantauan konsumsi energi

2.2 Pengolahan data pemantauan konsumsi energi

Dalam proses pemantauan konsumsi energi bangunan umum yang besar, informasi data konsumsi energi dapat dideteksi dengan bantuan perangkat inspeksi dan pengukuran umum, dan berbagai data dapat dipantau berdasarkan klarifikasi nilai puncak dan lembah perangkat pengukuran konsumsi energi. Verifikasi daya dalam meteran watt jam. Untuk memastikan efektivitas pengumpulan data dan informasi, pengumpulan data dan informasi dapat dilakukan dua kali berturut-turut, dan kesalahan dari dua pengumpulan data dan informasi dapat dikontrol untuk memastikan bahwa daya kurang dari dua kali daya puncak peralatan konsumsi energi di jalan. Atas dasar memastikan keakuratan pengumpulan informasi data, perlu juga untuk melakukan perhitungan data konsumsi energi sub item, melakukan deteksi dengan bantuan perangkat pengukuran, dan memastikan tingkat pengukuran dan deteksi dalam kombinasi dengan metode perhitungan berbagai indikator konsumsi energi.

3Kerangka kerja konstruksi sistem pemantauan konsumsi energi untuk bangunan publik besar

3.1 Kerangka sistem

Sistem pemantauan konsumsi energi pada bangunan publik berskala besar yang dipelajari dalam makalah ini dirancang sesuai dengan persyaratan "sistem pemantauan konsumsi energi pada bangunan kantor lembaga negara dan bangunan publik berskala besar - panduan pengembangan perangkat lunak", yang secara efektif memenuhi standar desain yang ditetapkan di negara kita. Modus konstruksi kerangka kerja sistem pemantauan konsumsi energi pada bangunan publik berskala besar ditunjukkan pada Gambar 2. Tujuan utamanya adalah untuk memperoleh informasi data front-end dari pengumpul. Untuk sumber daya informasi dan lapisan data, tujuannya adalah untuk mencapai perolehan dan transmisi informasi data konsumsi energi langsung pada bangunan publik berskala besar, dan mengklasifikasikan informasi data konsumsi energi yang dikumpulkan. Untuk lapisan aplikasi, mencakup empat tingkat: manajemen data dan informasi, analisis dan tampilan, layanan informasi, dan manajemen latar belakang. Banyak kata yang dibahas dalam berbagai tingkatan. Fungsi lapisan aplikasi dalam pemantauan konsumsi energi pada bangunan publik berskala besar digunakan untuk pemrosesan informasi data konsumsi energi, tampilan, dan pemantauan informasi data. Pada lapisan aplikasi, setiap fungsi dapat dianggap sebagai modul sistem yang independen. Saat merancang modul lapisan aplikasi, setiap modul pemrosesan harus relatif independen untuk mengurangi interferensi timbal balik antara setiap modul dan membuka jalan bagi pemrosesan informasi data konsumsi energi berikutnya. Untuk lapisan kinerja, tugasnya adalah menganalisis informasi data konsumsi energi bangunan publik berskala besar untuk berbagai peran dalam masyarakat yang dikombinasikan dengan kebutuhan aktualnya sendiri.

Gambar 2 Kerangka Konstruksi Sistem Pemantauan Konsumsi Energi untuk Bangunan Publik Besar

3.2 Arsitektur perangkat lunak

Pemantauan konsumsi energi pada bangunan umum yang besar umumnya dikontrol dan dikelola dengan bantuan aplikasi perangkat lunak. Perangkat lunak sistem pemantauan konsumsi energi pada bangunan umum yang besar yang disebutkan dalam makalah ini mencakup terminal pemantauan, basis data, sistem manajemen data, sistem akuisisi data, firewall, jaringan komunikasi, konsentrator, dan terminal akuisisi informasi data bangunan. Informasi data konsumsi energi yang dikumpulkan oleh sistem bangunan cerdas akan dikirimkan ke konsentrator data untuk pemrosesan terpusat informasi data konsumsi energi dan status operasi seperti meteran energi listrik, meteran air, meteran pendingin, dan meteran gas di dalam bangunan. Konsentrator akan mengubah informasi data menjadi paket protokol TCP/IP. Di bawah tindakan firewall, jaringan komunikasi akan mendorong pengoperasian modul pemrosesan informasi data dan mengirimkan informasi data konsumsi energi yang relevan ke basis data. Sistem akuisisi data mengelola protokol komunikasi terminal bangunan di konsentrator dan memeriksa kesalahan dalam komunikasi data secara teratur. Melakukan pemrosesan data yang relevan untuk banyak konten seperti kehilangan data dan pekerjaan yang tidak normal, secara efektif memperoleh informasi data yang relevan dalam basis data, dan secara dinamis memantau, mengevaluasi, menganalisis, menyimpan, dan menampilkan konsumsi energi di dalam bangunan yang dikombinasikan dengan indikator pemantauan konsumsi energi yang ditetapkan oleh sistem. Terminal pemantauan umumnya akan memperoleh data yang relevan dari basis data dan memperoleh hasil evaluasi untuk analisis dan kontrol yang komprehensif. Terminal pemantauan akan menganalisis instruksi kontrol yang dikombinasikan dengan basis data, sistem akuisisi data, jaringan komunikasi, firewall, konsentrator, dll., untuk mengontrol status informasi data terminal akuisisi gedung.

4Teknologi utama sistem pemantauan konsumsi energi untuk gedung-gedung publik besar.

4.1 Teknologi akses terminal akuisisi konsumsi energi ganda

Dalam sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik yang besar, salah satu teknologi kunci adalah berbagai teknologi akses terminal akuisisi konsumsi energi, sehingga dapat mengintegrasikan dan mengumpulkan berbagai konsumsi energi di gedung-gedung publik. Ada berbagai teknologi akses dari beberapa terminal akuisisi konsumsi energi di berbagai merek sistem pemantauan konsumsi energi. Cara menghubungkan beberapa terminal akuisisi konsumsi energi dengan satu konsentrator sangat penting. Karena ada protokol pribadi untuk sistem pemantauan konsumsi energi yang berbeda, ketika memilih sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik yang besar, kita harus menganalisis sistem dari berbagai merek, mengklarifikasi protokol pribadi dan pengumpulan konsumsi energi serta mode koneksi setiap merek, dan memastikan bahwa sistem pemantauan konsumsi energi yang dikembangkan oleh berbagai merek dapat memenuhi kebutuhan penggunaan aktual gedung-gedung publik yang besar, Pastikan bahwa sistem perangkat lunak dapat dihubungkan dengan lancar ke berbagai terminal akuisisi konsumsi energi.

4.2 Teknologi pengembangan perangkat lunak sistem

Dalam penerapan aktual sistem pemantauan konsumsi energi gedung publik berskala besar, perlu diperkenalkan teknologi pengembangan platform perangkat lunak ini dalam kombinasi dengan keseluruhan kerangka kerja dan karakteristik berlapis modul sistem. Dengan bantuan Java, javascrip, dan bahasa pemrograman lain untuk desain kode program, repositori data dihubungkan dengan teknologi penyimpanan awan untuk memastikan keamanan dan kapasitas penyimpanan informasi data konsumsi energi yang besar. Selama transmisi dan komunikasi informasi data, standar komunikasi data RS485 yang stabil harus dipilih untuk memastikan pengoperasian informasi data yang tersimpan dengan kualitas tinggi.

5Pengenalan sistem pemantauan konsumsi energi ankerui

Sistem pemantauan daring konsumsi energi Acrel-5000 adalah sistem manajemen dan analisis energi di sisi pengguna. Berdasarkan sistem manajemen energi listrik, sistem ini menambahkan pengumpulan dan analisis terpusat atas kapasitas air, gas, batu bara, minyak, dan panas (pendinginan). Dengan membagi dan menghitung semua konsumsi energi di sisi pengguna, sistem ini menunjukkan penggunaan dan konsumsi berbagai energi kepada manajer atau pembuat keputusan dengan data dan bagan yang intuitif. Sistem ini memudahkan untuk mengetahui titik konsumsi energi yang tinggi atau kebiasaan konsumsi energi yang tidak masuk akal, menghemat energi secara efektif, dan memberikan dukungan data yang akurat untuk transformasi penghematan energi atau peningkatan peralatan lebih lanjut dari pengguna. Pengguna dapat menerapkan audit energi sesuai dengan peraturan nasional yang relevan, menganalisis situasi terkini, menemukan masalah, memanfaatkan potensi penghematan energi, mengajukan langkah-langkah penghematan energi praktis, dan menyerahkan laporan audit energi ke departemen administratif konservasi energi pemerintah rakyat di tingkat kabupaten atau di atasnya.

5.1 Struktur platform

Sistem pemantauan daring konsumsi energi Acrel-5000 menggunakan komputer, peralatan komunikasi, dan unit pengukuran dan kontrol sebagai peralatan dasar, dan mengadopsi satu atau lebih mode jaringan gabungan dari fieldbus, jaringan cincin serat optik, atau komunikasi nirkabel sesuai dengan situasi aktual lokasi, menyediakan platform dasar untuk akuisisi data waktu nyata, manajemen jarak jauh, dan kontrol gedung publik besar. Sistem ini dapat membentuk sistem pemantauan kompleks apa pun dengan peralatan deteksi. Sistem ini terbuka, berjejaring, terpadu, dan dapat dikonfigurasi, serta mengadopsi struktur terintegrasi cerdas hierarkis, hierarkis, dan terdistribusi berorientasi objek. Tetapkan hierarki berikut:

Gambar 3 struktur platform

5.2 Fungsi platform

(1) Sistem dapat menghitung konsumsi energi setiap klasifikasi bangunan - listrik, air, gas, pemanas sentral, pendingin sentral, dan konsumsi energi lainnya sesuai dengan tahun layanan, dan secara otomatis mengubahnya menjadi konsumsi batu bara standar yang sesuai, sehingga mencerminkan konsumsi energi dan konsumsi energi komprehensif setiap klasifikasi bangunan pada tahun berjalan. Sistem menampilkan proporsi konsumsi energi dari empat subitem daya utama bangunan dalam bentuk diagram lingkaran. Sistem menunjukkan tren konsumsi berbagai konsumsi energi dengan kurva dan grafik, yang memudahkan pemilik untuk memahami konsumsi energi secara real time dan intuitif.

(2) Sistem dapat menanyakan konsumsi energi menurut nama cabang konsumsi energi yang diklasifikasikan, dan menampilkan konsumsi energi puncak pada hari ini dan bulan ini. Sistem ini menunjukkan perbandingan konsumsi energi pada hari ini, bulan ini, tahun ini dan periode yang sama kemarin, periode yang sama bulan lalu dan periode yang sama tahun lalu. Konsumsi energi dalam 48 jam terakhir, 31 hari, 12 bulan dan 3 tahun terakhir ditampilkan dalam bentuk batang. Sudut kanan atas menunjukkan kurva 15 menit terakhir (meteran listrik menunjukkan kurva daya dan meteran aliran menunjukkan kurva laju aliran).

(3) Sistem memilih dan menetapkan titik pengukuran konsumsi energi sesuai dengan distribusi konsumsi energi bangunan, sehingga sistem pemantauan konsumsi energi dapat mencakup seluruh bangunan. Pengguna sistem dapat mengakses laporan statistik konsumsi energi dari setiap simpul konsumsi energi bangunan melalui antarmuka yang relevan untuk mengurangi kesalahan "pengoperasian, emisi, tetesan, dan kebocoran" serta pengukuran konsumsi energi.

(4) Berdasarkan pedoman pendataan konsumsi energi sub-item bangunan tempat tinggal, sistem membagi konsumsi daya bangunan menjadi soket penerangan, AC, daya dan daya khusus, memilih dan menetapkan alat ukur, membagi dan membuat statistik berdasarkan area konsumsi energi atau area fungsional, dan menampilkan konsumsi energi area tersebut dalam bentuk pernyataan dan diagram batang perbandingan.

(5) Sistem ini dapat secara akurat menemukan peralatan atau area dengan konsumsi energi yang besar, sehingga memudahkan manajemen untuk merumuskan sistem evaluasi kinerja penghematan energi dan mendorong penerapan konservasi energi dan pengurangan konsumsi yang efektif. Membuat berkas catatan operasi untuk peralatan yang mengonsumsi energi utama, melacak dan mencatat hasil analisis dan evaluasi efisiensi energi selama pengoperasian peralatan dalam jangka waktu yang lama, dan menyediakan dasar untuk pengoperasian dan pemeliharaan peralatan yang dikombinasikan dengan catatan pemeliharaan peralatan.

(6) Sistem menyediakan fungsi manajemen otoritas hierarkis dan menyediakan antarmuka pemeliharaan informasi terbuka bagi pengguna yang memiliki otoritas. Pengguna dapat menambahkan, menghapus, mengubah, dan menanyakan informasi bangunan dan titik pengukuran dalam rentang pemantauan sistem. Informasi bangunan meliputi jenis bangunan, usia konstruksi, luas bangunan, jumlah personel bangunan, dll. Sistem juga menyediakan fungsi input manual untuk informasi pengukuran yang tidak dapat dikumpulkan secara otomatis, sehingga pengguna dapat menguasai konsumsi energi bangunan secara keseluruhan.

5.3 Pengunggahan data

Menurut persyaratan spesifikasi protokol antarmuka platform sistem yang ditetapkan dalam spesifikasi teknis sistem pemantauan daring untuk konsumsi energi pengguna energi utama, sistem pemantauan daring untuk konsumsi energi ankerui akan mengunggah informasi dasar, informasi instrumen pengukuran, data konsumsi energi, dan data efisiensi energi perusahaan konsumen energi ke platform provinsi atau nasional, dan data yang diunggah akan dienkripsi dan dikirimkan melalui protokol HTTPS. Jika pengiriman data gagal atau waktu habis (kegagalan jaringan), data akan dikirimkan ulang hingga pesan umpan balik yang berhasil diterima.

5.4 Pemilihan meteran energi

6 Kesimpulan

Singkatnya, sistem pemantauan konsumsi energi gedung-gedung publik besar memiliki keunggulan tertentu, dan dapat memenuhi kebutuhan pembangunan hemat energi hijau sosial saat ini dalam proses pengoperasiannya. Oleh karena itu, dalam kombinasi dengan kebutuhan pembangunan industri konstruksi Tiongkok saat ini, kita harus secara aktif berinovasi dalam sistem pemantauan konsumsi energi dan peralatan terkait gedung-gedung publik besar, meningkatkan fasilitas pendukung yang relevan dari sistem pemantauan konsumsi energi, menganalisis konsumsi energi gedung-gedung publik besar secara dinamis dan tepat waktu, menemukan masalah yang disebabkan oleh konsumsi energi yang berlebihan tepat waktu, dan melakukan perbaikan yang ditargetkan, Benar-benar menerapkan kebutuhan pembangunan konservasi energi dan pengurangan konsumsi di Tiongkok dan dunia.