Analyse et mise en place d'un système de suivi de la consommation énergétique des grands bâtiments publics

Résumé : dans cet article, la classification spécifique et les dispositifs détaillés de consommation d'énergie des équipements installés dans le système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics seront analysés en détail, et les informations sur les données détectées par la consommation d'énergie des grands bâtiments publics seront dynamiquement analysé à l'aide du GPRS / Wi-Fi et d'autres technologies de transmission sans fil, afin d'apporter une contribution pratique à la cause de la conservation de l'énergie et de la réduction de la consommation en Chine, surveiller la consommation d'énergie des grands bâtiments publics et optimiser et contrôler efficacement si elle est excessive la consommation d'énergie est trouvée.

Mots clés : système de surveillance ; Dispositif de consommation d'énergie ; Système de contrôle

0.Contexte

Le ministère chinois de la construction a proposé que, grâce à l'analyse statistique des mégadonnées, d'ici la fin de 2020, la superficie totale de construction du pays ait dépassé 40 milliards de mètres carrés et que la consommation d'énergie des bâtiments atteindra 1,09 milliard de tonnes de charbon standard. L'énergie directement consommée par les bâtiments en cours de construction et d'utilisation représente environ 30 % de la consommation totale d'énergie de l'ensemble de la société. À l'heure actuelle, il existe certains problèmes dans la mesure, la transmission et la surveillance des économies d'énergie de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics en Chine. Une gestion extensive de la consommation d'énergie entraînera dans une certaine mesure beaucoup de gaspillage de consommation d'énergie. La surveillance de la consommation d'énergie et la gestion des économies d'énergie des grands bâtiments publics sont devenues au centre des efforts d'économie d'énergie et de réduction de la consommation en Chine. Bien que la Chine ait supervisé l'informatisation, il existe de nombreux problèmes de dissimulation dans le processus de communication des données, ce qui augmente directement la difficulté des statistiques sur les données de consommation d'énergie en raison du faible degré d'automatisation de la collecte des données et du faible degré d'informatisation de la gestion. Afin de parvenir à une collecte précise de données sur la consommation d'énergie et à un contrôle dynamique efficace de la consommation d'énergie, cet article analysera en détail le système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics.

1. Développement d'un système de surveillance de la consommation d'énergie pour les grands bâtiments publics au pays et à l'étranger

À l’étranger, la technologie étrangère des bâtiments intelligents est relativement mature, et le niveau intelligent et automatique de données sur la consommation d’énergie et de surveillance des informations est également relativement élevé. Pour les pays développés, en particulier pour les grands bâtiments publics, une grande attention est accordée à la surveillance de la consommation d'énergie, les équipements intelligents de surveillance de la consommation d'énergie sont constamment améliorés et le système d'ingénierie fonctionne de manière stable. Pour la Chine, bien que la technologie des bâtiments intelligents ait été appliquée, il lui manque un système systématique d'intégration des bâtiments intelligents, des concepts et des idées pertinents n'ont pas été formés et il existe encore un grand écart avec les pays étrangers. Lors du fonctionnement de nombreux systèmes de bâtiments intelligents en Chine, l'absence de mécanisme de fonctionnement global des systèmes concernés entraînera le problème du double du résultat avec la moitié de l'effort, ce qui entraînera un gaspillage d'investissement. Le temps réel, la fiabilité et la stabilité du système de surveillance intelligent des bâtiments sont difficiles à atteindre le niveau standard mondial. À l'heure actuelle, de nombreuses entreprises étrangères de technologie de l'information ont développé des produits systématiques adaptés au système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics. L'américain Honeywell, l'américain Johnson Controls, l'allemand Siemens et d'autres sociétés ont activement mené la recherche et le développement de produits de système de surveillance de la consommation d'énergie, afin de promouvoir le fonctionnement du système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics nationaux pour qu'il soit plus stable et plus efficace. Bien qu'il existe des imperfections dans le développement des bâtiments intelligents en Chine, ils se développent activement grâce aux efforts conjoints de l'État et des entreprises. Le système chinois de mesure et de gestion de la consommation d'énergie Shanghai Yuanshang et le système de gestion de l'énergie des bâtiments Advantech BEMS montrent tous leur valeur unique et sont largement utilisés dans la surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics en Chine.

2 Collecte de données de suivi de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics

2.1 Collecte de données de surveillance de la consommation d'énergie

Le système de données interne sur la consommation énergétique des grands bâtiments publics est complexe et il existe de nombreuses unités consommatrices d'énergie. Afin de faire du bon travail dans le cadre du système de surveillance de la consommation énergétique des grands bâtiments publics, il est nécessaire de contrôler le contenu des données de surveillance de la consommation énergétique des grands bâtiments publics. Conformément aux exigences relatives au contenu spécifique des immeubles de bureaux de l'organe d'État et des grands bâtiments publics émises par la Chine, le contenu de surveillance des informations sur les données de consommation d'énergie des grands bâtiments publics est présenté dans la figure 1.

Figure 1 Contenu de la collecte de données de surveillance de la consommation d'énergie

2.2 Traitement des données de suivi de la consommation d'énergie

Dans le processus de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics, les informations sur les données de consommation d'énergie peuvent être détectées à l'aide de dispositifs généraux d'inspection et de mesure, et diverses données peuvent être surveillées sur la base de la clarification des valeurs de pointe et de vallée de la mesure de la consommation d'énergie. dispositifs. Vérifiez la puissance dans le wattheure mètre. Afin de garantir l'efficacité de la collecte de données et d'informations, la collecte de données et d'informations peut être effectuée deux fois de suite, et les erreurs des deux collectes de données et d'informations peuvent être contrôlées pour garantir que la puissance est inférieure à deux fois la puissance de crête. des équipements consommateurs d'énergie sur la route. Pour garantir l'exactitude de la collecte d'informations sur les données, il est également nécessaire d'effectuer le calcul des données de consommation d'énergie des sous-éléments, d'effectuer la détection à l'aide d'appareils de mesure et de garantir le niveau de mesure et de détection en combinaison avec la méthode de calcul de divers indicateurs de consommation d’énergie.

3Cadre de construction d'un système de suivi de la consommation énergétique des grands bâtiments publics

3.1 Cadre du système

Le système de surveillance de la consommation d'énergie des bâtiments publics à grande échelle étudié dans cet article est conçu en étroite conformité avec les exigences du « système de surveillance de la consommation d'énergie des immeubles de bureaux des organes de l'État et des bâtiments publics à grande échelle - manuel d'orientation pour le développement de logiciels », qui répond efficacement les normes de conception spécifiées dans notre pays. Le mode de construction du cadre du système de surveillance de la consommation d'énergie pour les grands bâtiments publics est illustré à la figure 2. Son objectif principal est d'obtenir les informations de données frontales du collecteur. Pour les ressources d'information et la couche de données, il s'agit de réaliser l'acquisition et la transmission d'informations de première main sur la consommation d'énergie dans les grands bâtiments publics et de classer les informations de données de consommation d'énergie collectées. Pour la couche applicative, il couvre quatre niveaux : gestion des données et informations, analyse et affichage, service d'information et gestion en arrière-plan. De nombreux mots sont abordés à différents niveaux. La fonction de la couche d'application dans la surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics est utilisée pour le traitement, l'affichage et la surveillance des informations sur les données de consommation d'énergie. Dans la couche application, chaque fonction peut être considérée comme un module système indépendant. Lors de la conception du module de couche application, chaque module de traitement doit être relativement indépendant pour réduire les interférences mutuelles entre chaque module et ouvrir la voie au traitement ultérieur des informations sur les données de consommation d'énergie. Pour la couche de performance, il s'agit d'analyser les données de consommation d'énergie des bâtiments publics à grande échelle pour différents rôles dans la société en combinaison avec leurs propres besoins réels.

Figure 2 : cadre de construction du système de surveillance de la consommation d'énergie pour les grands bâtiments publics

3.2 Architecture logicielle

Le suivi de la consommation énergétique des grands bâtiments publics est généralement contrôlé et géré à l'aide d'une application logicielle. Le logiciel du système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics mentionné dans ce document couvre le terminal de surveillance, la base de données, le système de gestion de données, le système d'acquisition de données, le pare-feu, le réseau de communication, le concentrateur et le terminal d'acquisition d'informations sur les données du bâtiment. Les informations sur les données de consommation d'énergie collectées par le système de bâtiment intelligent seront transmises au concentrateur de données pour le traitement centralisé des informations sur les données de consommation d'énergie et l'état de fonctionnement tels que le compteur d'énergie électrique, le compteur d'eau, le compteur de refroidissement et le compteur de gaz dans le bâtiment. Le concentrateur convertira les informations de données en paquets de protocole TCP/IP. Sous l'action du pare-feu, le réseau de communication favorisera le fonctionnement du module de traitement des données et transmettra les informations pertinentes sur les données de consommation d'énergie à la base de données. Le système d'acquisition de données gère le protocole de communication du terminal du bâtiment dans le concentrateur et vérifie régulièrement les erreurs de communication des données. Effectuer un traitement de données pertinent pour de nombreux contenus tels que la perte de données et les travaux anormaux, obtenir efficacement des informations de données pertinentes dans la base de données et surveiller, évaluer, analyser, stocker et afficher de manière dynamique la consommation d'énergie dans le bâtiment en combinaison avec les indicateurs de surveillance de la consommation d'énergie définis. par le système. Le terminal de surveillance obtiendra généralement les données pertinentes de la base de données et obtiendra les résultats de l'évaluation pour une analyse et un contrôle complets. Le terminal de surveillance analysera les instructions de contrôle en combinaison avec la base de données, le système d'acquisition de données, le réseau de communication, le pare-feu, le concentrateur, etc., de manière à contrôler l'état des informations sur les données du terminal d'acquisition du bâtiment.

4Technologies clés du système de suivi de la consommation énergétique des grands bâtiments publics.

4.1 Technologies d'accès aux terminaux d'acquisition de consommation d'énergie multiples

Dans le système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics, l'une des technologies clés est une variété de technologies d'accès aux terminaux d'acquisition de la consommation d'énergie, afin d'intégrer et de collecter une variété de consommation d'énergie dans les bâtiments publics. Il existe différentes technologies d'accès à plusieurs terminaux d'acquisition de consommation d'énergie dans différentes marques de systèmes de surveillance de la consommation d'énergie. La manière de connecter plusieurs terminaux d’acquisition de consommation d’énergie à un seul concentrateur est très importante. Parce qu'il existe des protocoles privés pour différents systèmes de surveillance de la consommation d'énergie, lors de la sélection du système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics, nous devons analyser les systèmes de différentes marques, clarifier les protocoles privés et les modes de collecte et de connexion de la consommation d'énergie de chaque marque, et assurer que le système de surveillance de la consommation d'énergie développé par différentes marques peut répondre aux besoins réels d'utilisation des grands bâtiments publics, garantir que le système logiciel peut être connecté en douceur à différents terminaux d'acquisition de consommation d'énergie.

4.2 Technologie de développement de logiciels système

Dans l'application réelle du système de surveillance de la consommation d'énergie des bâtiments publics à grande échelle, il est nécessaire d'introduire la technologie de développement de cette plate-forme logicielle en combinaison avec le cadre global et les caractéristiques des modules du système. Avec l'aide de Java, javascrip et d'autres langages de programmation pour la conception du codage des programmes, le référentiel de données est connecté à la technologie de stockage en nuage pour garantir la sécurité et l'énorme capacité de stockage des informations sur les données de consommation d'énergie. Pendant la transmission et la communication des informations de données, une norme de communication de données RS485 stable doit être sélectionnée pour garantir le fonctionnement de haute qualité des informations de données stockées.

5Introduction au système de surveillance de la consommation d'énergie ankerui

Le système de surveillance en ligne de la consommation d'énergie Acrel-5000 est un système de gestion et d'analyse de l'énergie côté utilisateur. Basé sur le système de gestion de l'énergie électrique, il ajoute une collecte et une analyse centralisées de la capacité d'eau, de gaz, de charbon, de fioul et de chaleur (refroidissement). En subdivisant et en comptant toute la consommation d'énergie côté utilisateur, il montre l'utilisation et la consommation de diverses énergies aux gestionnaires ou aux décideurs avec des données et des graphiques intuitifs. Il est pratique de découvrir les points de consommation d'énergie élevée ou les habitudes de consommation d'énergie déraisonnables. économiser efficacement de l'énergie et fournir un support de données précis pour la transformation ultérieure des utilisateurs en matière d'économie d'énergie ou la mise à niveau des équipements. Les utilisateurs peuvent mettre en œuvre un audit énergétique conformément aux réglementations nationales en vigueur, analyser la situation actuelle, détecter des problèmes, exploiter le potentiel d'économie d'énergie, proposer des mesures pratiques d'économie d'énergie et soumettre des rapports d'audit énergétique au département administratif des économies d'énergie du gouvernement populaire. au niveau ou au-dessus du niveau du comté.

5.1 Structure de la plateforme

Le système de surveillance en ligne de la consommation d'énergie Acrel-5000 prend les ordinateurs, les équipements de communication et les unités de mesure et de contrôle comme outils de base, et adopte un ou plusieurs modes de mise en réseau combinés de bus de terrain, de réseau en anneau à fibre optique ou de communication sans fil en fonction de la situation réelle du site, fournissant une plate-forme de base pour l'acquisition de données en temps réel, la gestion et le contrôle à distance de grands bâtiments publics, elle peut former n'importe quel système de surveillance complexe avec équipement de détection. Il est ouvert, en réseau, unitisé et configurable, et adopte la structure intégrée intelligente hiérarchique, hiérarchique et distribuée orientée objet. Établissez la hiérarchie suivante :

Structure de la plate-forme de la figure 3

5.2 Fonctions de la plateforme

(1) Le système peut compter la consommation d'énergie de chaque classification de bâtiments - électricité, eau, gaz, chauffage central, refroidissement central et autre consommation d'énergie en fonction de l'année de service, et la convertir automatiquement en consommation de charbon standard correspondante, de manière à pour refléter la consommation d'énergie et la consommation d'énergie globale de chaque classification de bâtiments au cours de l'année en cours. Le système affiche la proportion de la consommation d'énergie des quatre principaux sous-éléments énergétiques du bâtiment sous forme de diagramme circulaire. Le système affiche la tendance de consommation de diverses consommations d'énergie avec des courbes et des graphiques, ce qui permet au propriétaire de saisir la consommation d'énergie en temps réel et de manière intuitive.

(2) Le système peut interroger la consommation d'énergie en fonction du nom de la branche de consommation d'énergie classée et afficher la consommation d'énergie maximale du jour en cours et du mois en cours. Il montre la comparaison de la consommation d'énergie du jour en cours, du mois en cours, de l'année en cours et de la même période d'hier, de la même période du mois dernier et de la même période de l'année dernière. La consommation d'énergie des dernières 48 heures, 31 jours, 12 mois et 3 ans est affichée dans une barre. Le coin supérieur droit montre la courbe des 15 dernières minutes (le compteur électrique montre la courbe de puissance et le débitmètre montre la courbe de débit).

(3) Le système sélectionne et définit les points de mesure de la consommation d'énergie en fonction de la répartition de la consommation d'énergie du bâtiment, afin que le système de surveillance de la consommation d'énergie puisse couvrir l'ensemble du bâtiment. L'utilisateur du système peut accéder au rapport statistique de consommation d'énergie de chaque nœud de consommation d'énergie du bâtiment via l'interface appropriée pour réduire les « courants, émissions, gouttes et fuites » et les erreurs de mesure de la consommation d'énergie.

(4) Conformément aux lignes directrices pour la collecte de données sur la consommation d'énergie des sous-éléments des bâtiments résidentiels, le système divise la consommation électrique des bâtiments en prises d'éclairage, climatiseurs, puissance et puissance spéciale, sélectionne et règle les appareils de mesure, divise et établit des statistiques en fonction. aux zones de consommation d'énergie ou aux zones fonctionnelles, et affiche la consommation d'énergie de la zone sous forme de relevés et de diagrammes à barres de comparaison.

(5) Le système peut localiser avec précision les équipements ou les zones à forte consommation d'énergie, de manière à faciliter la gestion pour formuler un système d'évaluation des performances d'économie d'énergie et promouvoir la mise en œuvre efficace des économies d'énergie et de la réduction de la consommation. Établir des fichiers d'enregistrement d'exploitation pour les principaux équipements consommateurs d'énergie, suivre et enregistrer les résultats d'analyse et d'évaluation de l'efficacité énergétique pendant le fonctionnement de l'équipement pendant une longue période et fournir une base pour le fonctionnement et la maintenance de l'équipement en combinaison avec les enregistrements de maintenance de l'équipement.

(6) Le système fournit une fonction de gestion des autorités hiérarchiques et fournit une interface ouverte de maintenance des informations pour les utilisateurs disposant d'une autorité. Les utilisateurs peuvent ajouter, supprimer, modifier et interroger les informations des bâtiments et des points de mesure dans la plage de surveillance du système. Les informations sur le bâtiment incluent le type de bâtiment, l'âge de la construction, la superficie du bâtiment, le nombre d'employés du bâtiment, etc. Le système fournit également une fonction de saisie manuelle des informations de mesure qui ne peuvent pas être collectées automatiquement, afin que les utilisateurs puissent maîtriser la consommation énergétique globale des bâtiments.

5.3 Téléchargement de données

Conformément aux exigences de la spécification du protocole d'interface de la plate-forme système définie dans les spécifications techniques du système de surveillance en ligne de la consommation d'énergie des principaux utilisateurs d'énergie, le système de surveillance en ligne de la consommation d'énergie d'ankerui téléchargera les informations de base, l'instrument de mesure informations, données sur la consommation d'énergie et données sur l'efficacité énergétique des entreprises consommatrices d'énergie vers la plate-forme provinciale ou nationale, et les données téléchargées seront cryptées et transmises via le protocole HTTPS. Si la transmission des données échoue ou expire (panne du réseau), les données seront retransmises jusqu'à ce qu'un message de retour réussi soit reçu.

5.4 Sélection des compteurs d'énergie

6. Conclusion

En un mot, le système de surveillance de la consommation d'énergie des grands bâtiments publics présente certains avantages et peut répondre aux besoins actuels de développement social et d'économie d'énergie verte en cours d'exploitation. Par conséquent, en combinaison avec les besoins actuels de développement de l'industrie de la construction en Chine, nous devons activement innover dans le système de surveillance de la consommation d'énergie et les équipements associés des grands bâtiments publics, améliorer les installations de soutien pertinentes du système de surveillance de la consommation d'énergie, analyser la consommation d'énergie de manière dynamique et opportune. des grands bâtiments publics, détecter en temps opportun les problèmes causés par une consommation excessive d'énergie et apporter des améliorations ciblées, mettre véritablement en œuvre les besoins de développement en matière d'économie d'énergie et de réduction de la consommation en Chine et dans le monde.