Análise e introdução de sistema de monitorização de consumo de energia para grandes edifícios públicos

Resumo: neste artigo, serão analisadas detalhadamente a classificação específica e os dispositivos discriminados de consumo de energia dos equipamentos instalados no sistema de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos, e as informações dos dados detectados pelo consumo de energia de grandes edifícios públicos serão dinamicamente analisado com a ajuda de GPRS / Wi Fi e outras tecnologias de transmissão sem fio, de modo a dar uma contribuição prática para a causa da conservação de energia e redução do consumo na China, monitorar o consumo de energia de grandes edifícios públicos e otimizar e controlar efetivamente se for excessivo o consumo de energia é encontrado.

Palavras-chave: sistema de monitoramento; Dispositivo de consumo de energia; Sistema de controle

0. Plano de fundo

O Ministério da Construção da China propôs que, através da análise estatística de big data, até ao final de 2020, a área total de construção do país ultrapassasse os 40 mil milhões de metros quadrados e o consumo de energia dos edifícios atingiria 1,09 mil milhões de toneladas de carvão padrão. A energia consumida diretamente pelos edifícios no processo de construção e utilização representa cerca de 30% do consumo total de energia de toda a sociedade. Actualmente, existem alguns problemas na medição, transmissão e supervisão da poupança de energia do consumo de energia de grandes edifícios públicos na China. O gerenciamento extensivo do consumo de energia causará, até certo ponto, muito desperdício de consumo de energia. A monitorização do consumo de energia e a gestão da poupança de energia de grandes edifícios públicos tornaram-se o foco da conservação de energia e da redução do consumo na China. Embora a China tenha realizado a supervisão da informatização, existem muitos problemas de ocultação no processo de comunicação de dados, o que aumenta directamente a dificuldade das estatísticas de dados de consumo de energia devido ao baixo grau de automatização da recolha de dados e ao baixo grau de informatização da gestão. A fim de obter uma coleta precisa de dados de consumo de energia e um controle dinâmico eficaz do consumo de energia, este artigo analisará detalhadamente o sistema de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos.

1. Desenvolvimento de sistema de monitoramento do consumo de energia para grandes edifícios públicos no país e no exterior

Olhando para o exterior, a tecnologia estrangeira de construção inteligente tem sido relativamente madura, e o nível inteligente e automático de dados de consumo de energia e monitoramento de informações também é relativamente alto. Para os países desenvolvidos, especialmente para grandes edifícios públicos, é dada grande atenção à monitorização do consumo de energia, o equipamento inteligente de monitorização do consumo de energia é constantemente melhorado e o sistema de engenharia funciona de forma estável. Para a China, embora a tecnologia de construção inteligente tenha sido aplicada, falta-lhe um sistema sistemático de integração de edifícios inteligentes, conceitos e ideias relevantes não foram formados e ainda existe uma grande lacuna com países estrangeiros. Durante a operação de muitos sistemas de construção inteligentes na China, a falta de um mecanismo geral de operação dos sistemas relevantes levará ao problema do dobro do resultado com metade do esforço, resultando num desperdício de investimento. O tempo real, a confiabilidade e a estabilidade do sistema inteligente de monitoramento de edifícios são difíceis de atingir o nível padrão mundial. Actualmente, muitas empresas estrangeiras de tecnologia da informação desenvolveram produtos sistemáticos correspondentes para o sistema de monitorização do consumo de energia de grandes edifícios públicos. A americana Honeywell, a americana Johnson Controls, a alemã Siemens e outras empresas realizaram ativamente a pesquisa e o desenvolvimento de produtos de sistemas de monitoramento de consumo de energia, de modo a promover a operação do sistema de monitoramento de consumo de energia de grandes edifícios públicos nacionais para ser mais estável e eficiente. Embora existam imperfeições no desenvolvimento de edifícios inteligentes na China, eles estão a desenvolver-se activamente sob os esforços conjuntos do Estado e das empresas. O sistema de medição e gerenciamento de consumo de energia Shanghai Yuanshang da China e o sistema de gerenciamento de energia de edifícios Advantech BEMS mostram seu valor único e são amplamente utilizados no monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos na China.

2 Coleta de dados de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos

2.1 Coleta de dados de monitoramento do consumo de energia

O sistema interno de dados de consumo de energia de grandes edifícios públicos é complexo e existem muitas unidades consumidoras de energia. Para fazer um bom trabalho no âmbito do sistema de monitorização do consumo de energia dos grandes edifícios públicos, é necessário controlar o conteúdo dos dados de monitorização do consumo de energia dos grandes edifícios públicos. De acordo com os requisitos relativos ao conteúdo específico dos edifícios de escritórios dos órgãos estatais e dos grandes edifícios públicos emitidos pela China, o conteúdo de monitorização das informações de dados de consumo de energia dos grandes edifícios públicos é mostrado na Figura 1.

Figura 1 conteúdo de coleta de dados de monitoramento de consumo de energia

2.2 Processamento de dados de monitoramento de consumo de energia

No processo de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos, as informações dos dados de consumo de energia podem ser detectadas com a ajuda de dispositivos gerais de inspeção e medição, e vários dados podem ser monitorados com base no esclarecimento dos valores de pico e vale da medição do consumo de energia. dispositivos. Verifique a potência no medidor de watt-hora. A fim de garantir a eficácia da coleta de dados e informações, a coleta de dados e informações pode ser realizada duas vezes consecutivas, e os erros das duas coletas de dados e informações podem ser controlados para garantir que a potência seja inferior ao dobro da potência de pico dos equipamentos consumidores de energia na estrada. Para garantir a precisão da coleta de informações de dados, também é necessário realizar o cálculo dos dados de consumo de energia do subitem, realizar a detecção com a ajuda de dispositivos de medição e garantir o nível de medição e detecção em combinação com o método de cálculo de vários indicadores de consumo de energia.

3Quadro de construção do sistema de monitorização do consumo de energia para grandes edifícios públicos

3.1 Estrutura do sistema

O sistema de monitoramento do consumo de energia de edifícios públicos de grande porte estudado neste artigo foi projetado em estreita conformidade com os requisitos do "sistema de monitoramento do consumo de energia de edifícios de escritórios de órgãos estaduais e edifícios públicos de grande porte - manual de orientação para desenvolvimento de software", que atende efetivamente os padrões de design especificados em nosso país. O modo de construção do sistema de monitoramento do consumo de energia para grandes edifícios públicos é mostrado na Figura 2. Seu objetivo principal é obter informações de dados front-end do coletor. Para os recursos de informação e camada de dados, trata-se de conseguir a aquisição e transmissão de informações de dados de consumo de energia em primeira mão em grandes edifícios públicos e classificar as informações de dados de consumo de energia recolhidas. Para a camada de aplicação, abrange quatro níveis: gerenciamento de dados e informações, análise e exibição, serviço de informações e gerenciamento de background. Muitas palavras são abordadas em diferentes níveis. A função da camada de aplicação no monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos é utilizada para processamento de informações de dados de consumo de energia, exibição e monitoramento de informações de dados. Na camada de aplicação, cada função pode ser considerada como um módulo de sistema independente. Ao projetar o módulo da camada de aplicação, cada módulo de processamento deve ser relativamente independente para reduzir a interferência mútua entre cada módulo e preparar o caminho para o subsequente processamento de informações de dados de consumo de energia. Para a camada de desempenho, trata-se de analisar as informações de dados de consumo de energia de edifícios públicos de grande escala para diferentes funções na sociedade, em combinação com as suas próprias necessidades reais.

Figura 2 Estrutura de construção do sistema de monitoramento do consumo de energia para grandes edifícios públicos

3.2 Arquitetura de software

A monitorização do consumo de energia de grandes edifícios públicos é geralmente controlada e gerida com a ajuda de aplicações de software. O software do sistema de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos mencionado neste artigo abrange terminal de monitoramento, banco de dados, sistema de gerenciamento de dados, sistema de aquisição de dados, firewall, rede de comunicação, concentrador e terminal de aquisição de informações de dados prediais. As informações de dados de consumo de energia coletadas pelo sistema de construção inteligente serão transmitidas ao concentrador de dados para processamento centralizado de informações de dados de consumo de energia e status de operação, como medidor de energia elétrica, medidor de água, medidor de resfriamento e medidor de gás no edifício. O concentrador converterá as informações de dados em pacotes do protocolo TCP/IP. Sob a ação do firewall, a rede de comunicação promoverá o funcionamento do módulo de processamento de informações de dados e transmitirá as informações relevantes dos dados de consumo de energia para o banco de dados. O sistema de aquisição de dados gerencia o protocolo de comunicação do terminal predial no concentrador e verifica regularmente os erros na comunicação de dados. Realizar processamento de dados relevantes para muitos conteúdos, como perda de dados e trabalho anormal, obter efetivamente informações de dados relevantes no banco de dados e monitorar, avaliar, analisar, armazenar e exibir dinamicamente o consumo de energia no edifício em combinação com o conjunto de indicadores de monitoramento de consumo de energia pelo sistema. O terminal de monitoramento geralmente obterá dados relevantes do banco de dados e obterá os resultados da avaliação para análise e controle abrangentes. O terminal de monitoramento analisará as instruções de controle em combinação com o banco de dados, sistema de aquisição de dados, rede de comunicação, firewall, concentrador, etc., de forma a controlar o status das informações de dados do terminal de aquisição do edifício.

4Tecnologias-chave do sistema de monitorização do consumo de energia para grandes edifícios públicos.

4.1 Múltiplas tecnologias de acesso a terminais de aquisição de consumo de energia

No sistema de monitorização do consumo de energia de grandes edifícios públicos, uma das tecnologias-chave é uma variedade de tecnologias de acesso ao terminal de aquisição de consumo de energia, de modo a integrar e recolher uma variedade de consumos de energia em edifícios públicos. Existem diferentes tecnologias de acesso a múltiplos terminais de aquisição de consumos de energia em diferentes marcas de sistemas de monitorização de consumos de energia. Como conectar vários terminais de aquisição de consumo de energia a um concentrador é muito importante. Porque existem protocolos privados para diferentes sistemas de monitorização de consumo de energia, ao selecionar o sistema de monitorização de consumo de energia de grandes edifícios públicos, devemos analisar os sistemas de diferentes marcas, esclarecer os protocolos privados e modos de recolha e ligação de consumo de energia de cada marca, e garantir que o sistema de monitorização do consumo de energia desenvolvido por diferentes marcas possa satisfazer as necessidades reais de utilização de grandes edifícios públicos. Garantir que o sistema de software possa ser facilmente ligado a diferentes terminais de aquisição de consumo de energia.

4.2 Tecnologia de desenvolvimento de software de sistema

Na aplicação real do sistema de monitoramento do consumo de energia de edifícios públicos em grande escala, é necessário introduzir a tecnologia de desenvolvimento desta plataforma de software em combinação com a estrutura geral e as características em camadas do módulo do sistema. Com a ajuda de Java, javascrip e outras linguagens de programação para design de codificação de programas, o repositório de dados é conectado à tecnologia de armazenamento em nuvem para garantir a segurança e a enorme capacidade de armazenamento de informações de dados de consumo de energia. Durante a transmissão e comunicação de informações de dados, um padrão de comunicação de dados RS485 estável deve ser selecionado para garantir a operação de alta qualidade das informações de dados armazenadas.

5Introdução ao sistema de monitoramento de consumo de energia ankerui

O sistema de monitoramento on-line do consumo de energia Acrel-5000 é um sistema de gerenciamento e análise de energia do lado do usuário. Baseado no sistema de gestão de energia elétrica, agrega coleta e análise centralizada de capacidade de água, gás, carvão, óleo e calor (resfriamento). Ao subdividir e contar todo o consumo de energia do lado do usuário, mostra o uso e consumo de diversas energias aos gestores ou tomadores de decisão com dados e gráficos intuitivos. É conveniente descobrir pontos de alto consumo de energia ou hábitos de consumo de energia irracionais, economizar energia de forma eficaz e fornecer suporte de dados precisos para futuras transformações de economia de energia ou atualização de equipamentos dos usuários. Os usuários podem implementar auditorias energéticas de acordo com os regulamentos nacionais relevantes, analisar a situação atual, encontrar problemas, aproveitar o potencial de economia de energia, propor medidas práticas de economia de energia e enviar relatórios de auditoria energética ao departamento administrativo de conservação de energia do governo popular. no nível do condado ou acima dele.

5.1 Estrutura da plataforma

O sistema de monitoramento on-line de consumo de energia Acrel-5000 utiliza computadores, equipamentos de comunicação e unidades de medição e controle como ferramentas básicas e adota um ou mais modos de rede combinados de fieldbus, rede em anel de fibra óptica ou comunicação sem fio de acordo com a situação real do local, fornecendo uma plataforma básica para aquisição de dados em tempo real, gerenciamento remoto e controle de grandes edifícios públicos. Pode formar qualquer sistema de monitoramento complexo com equipamento de detecção. É aberto, em rede, unitizado e configurável, e adota a estrutura integrada inteligente hierárquica, hierárquica e distribuída orientada a objetos. Estabeleça a seguinte hierarquia:

Figura 3 estrutura da plataforma

5.2 Funções da plataforma

(1) O sistema pode contar o consumo de energia de cada classificação de edifícios - electricidade, água, gás, aquecimento central, arrefecimento central e outros consumos de energia de acordo com o ano de serviço, e convertê-lo automaticamente no consumo padrão de carvão correspondente, de modo como refletir o consumo de energia e o consumo abrangente de energia de cada classificação de edifícios no ano em curso. O sistema exibe a proporção do consumo de energia dos quatro principais subitens de energia do edifício na forma de um gráfico de pizza. O sistema mostra a tendência de consumo dos diversos consumos de energia com curvas e gráficos, o que é conveniente para o proprietário compreender o consumo de energia em tempo real e de forma intuitiva.

(2) O sistema pode consultar o consumo de energia de acordo com o nome da filial de consumo de energia classificado e exibir o pico de consumo de energia do dia atual e do mês atual. Mostra a comparação do consumo de energia do dia atual, do mês atual, do ano atual e do mesmo período de ontem, do mesmo período do mês passado e do mesmo período do ano passado. O consumo de energia nas últimas 48 horas, 31 dias, 12 meses e 3 anos é apresentado numa barra. O canto superior direito mostra a curva dos últimos 15 minutos (o medidor de eletricidade mostra a curva de potência e o medidor de vazão mostra a curva de vazão).

(3) O sistema seleciona e define pontos de medição do consumo de energia de acordo com a distribuição do consumo de energia do edifício, para que o sistema de monitoramento do consumo de energia possa cobrir todo o edifício. O usuário do sistema pode acessar o relatório estatístico de consumo de energia de cada nó de consumo de energia do edifício através da interface relevante para reduzir o “funcionamento, emissão, gotejamento e vazamento” e erros de medição do consumo de energia.

(4) De acordo com as diretrizes para coleta de dados de consumo de energia de subitens de edifícios residenciais, o sistema divide o consumo de energia dos edifícios em tomadas de iluminação, condicionadores de ar, energia e energia especial, seleciona e define dispositivos de medição, divide e faz estatísticas de acordo para áreas de consumo de energia ou áreas funcionais e exibe o consumo de energia da área na forma de demonstrativos e gráficos de barras de comparação.

(5) O sistema pode localizar com precisão equipamentos ou áreas com grande consumo de energia, de modo a facilitar a gestão para formular um sistema de avaliação de desempenho de economia de energia e promover a implementação eficaz da conservação de energia e redução do consumo. Estabelecer arquivos de registro de operação para os principais equipamentos consumidores de energia, rastrear e registrar os resultados da análise e avaliação de eficiência energética durante a operação do equipamento por um longo período e fornecer base para a operação e manutenção do equipamento em combinação com registros de manutenção do equipamento.

(6) O sistema fornece função hierárquica de gerenciamento de autoridade e fornece interface aberta de manutenção de informações para usuários com autoridade. Os usuários podem adicionar, excluir, modificar e consultar as informações de edifícios e pontos de medição dentro da faixa de monitoramento do sistema. As informações do edifício incluem tipo de edifício, idade da construção, área do edifício, número de funcionários do edifício, etc. O sistema também fornece função de entrada manual para informações de medição que não podem ser coletadas automaticamente, para que os usuários possam controlar o consumo geral de energia dos edifícios.

5.3 Carregamento de dados

De acordo com os requisitos da especificação do protocolo de interface da plataforma do sistema definida na especificação técnica do sistema de monitoramento on-line para consumo de energia dos principais usuários de energia, o sistema de monitoramento on-line para consumo de energia de ankerui carregará as informações básicas, instrumento de medição informações, dados de consumo de energia e dados de eficiência energética de empresas consumidoras de energia para a plataforma provincial ou nacional, e os dados carregados serão criptografados e transmitidos através do protocolo HTTPS. Se a transmissão de dados falhar ou expirar (falha de rede), os dados serão retransmitidos até que uma mensagem de feedback bem-sucedida seja recebida.

5.4 Seleção de medidores de energia

6. Conclusão

Em uma palavra, o sistema de monitoramento do consumo de energia de grandes edifícios públicos tem certas vantagens e pode atender às atuais necessidades sociais de desenvolvimento de economia de energia verde no processo de operação. Portanto, em combinação com as atuais necessidades de desenvolvimento da indústria de construção da China, devemos inovar ativamente o sistema de monitoramento do consumo de energia e equipamentos relacionados de grandes edifícios públicos, melhorar as instalações de apoio relevantes do sistema de monitoramento do consumo de energia, analisar de forma dinâmica e oportuna o consumo de energia de grandes edifícios públicos, encontrar oportunamente os problemas causados ​​pelo consumo excessivo de energia e fazer melhorias direcionadas. Implementar verdadeiramente as necessidades de desenvolvimento de conservação de energia e redução do consumo na China e no mundo.