Analiza i wprowadzenie systemu monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej

Streszczenie: w artykule szczegółowo przeanalizowana zostanie specyficzna klasyfikacja i wyszczególnione urządzenia zużywające energię urządzeń zainstalowanych w systemie monitorowania zużycia energii dużych budynków użyteczności publicznej, a informacje o danych wykryte na podstawie zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej będą dynamicznie analizowane za pomocą GPRS/Wi Fi i innych technologii transmisji bezprzewodowej, aby wnieść praktyczny wkład w sprawę oszczędzania i zmniejszania zużycia energii w Chinach, monitorować zużycie energii w dużych budynkach użyteczności publicznej oraz skutecznie optymalizować i kontrolować, jeśli jest nadmierne stwierdzono zużycie energii.

Słowa kluczowe: system monitorowania; Urządzenie zużywające energię; System sterowania

0.Tło

Ministerstwo budownictwa Chin zaproponowało, że na podstawie analizy statystycznej dużych zbiorów danych do końca 2020 r. całkowita powierzchnia zabudowy w kraju przekroczyła 40 miliardów metrów kwadratowych, a zużycie energii w budynkach sięgnie 1,09 miliarda ton standardowego węgla. Energia bezpośrednio zużywana przez budynki w procesie budowy i użytkowania stanowi około 30% całkowitego zużycia energii przez całe społeczeństwo. Obecnie występują pewne problemy w zakresie pomiaru, przesyłu i nadzorowania energooszczędności zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej w Chinach. Ekstensywne zarządzanie zużyciem energii spowoduje w pewnym stopniu wiele strat związanych ze zużyciem energii. Monitorowanie zużycia energii i zarządzanie oszczędzaniem energii w dużych budynkach użyteczności publicznej stały się głównym tematem oszczędzania energii i ograniczania zużycia energii w Chinach. Chociaż Chiny sprawują nadzór nad informatyzacją, istnieje wiele problemów z utajnieniem w procesie raportowania danych, co bezpośrednio zwiększa trudność statystyki danych dotyczących zużycia energii ze względu na niski stopień automatyzacji gromadzenia danych i niski stopień informatyzacji zarządzania. Aby uzyskać dokładne gromadzenie danych o zużyciu energii i skuteczną dynamiczną kontrolę zużycia energii, w artykule szczegółowo przeanalizuję system monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej.

1. Opracowanie systemu monitorowania zużycia energii dla dużych budynków użyteczności publicznej w kraju i za granicą

Patrząc za granicą, zagraniczna technologia inteligentnego budynku jest stosunkowo dojrzała, a inteligentny i automatyczny poziom danych i monitorowania informacji o zużyciu energii jest również stosunkowo wysoki. W krajach rozwiniętych, szczególnie w przypadku dużych budynków użyteczności publicznej, dużą wagę przywiązuje się do monitorowania zużycia energii, inteligentny sprzęt do monitorowania zużycia energii jest stale udoskonalany, a system inżynieryjny działa stabilnie. W Chinach, mimo że zastosowano technologię inteligentnego budynku, brakuje systematycznego systemu integracji inteligentnego budynku, nie powstały odpowiednie koncepcje i pomysły i nadal istnieje duża przepaść w stosunku do innych krajów. Podczas działania wielu systemów inteligentnego budynku w Chinach brak ogólnego mechanizmu działania odpowiednich systemów doprowadzi do problemu dwukrotnie większego wyniku przy połowie wysiłku, co spowoduje stratę inwestycji. Pracę w czasie rzeczywistym, niezawodność i stabilność inteligentnego systemu monitorowania budynku trudno osiągnąć na poziomie światowych standardów. Obecnie wiele zagranicznych przedsiębiorstw informatycznych opracowało pasujące, systematyczne produkty do systemu monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej. Firmy American Honeywell, American Johnson Controls, niemiecki Siemens i inne firmy aktywnie prowadziły badania i rozwój produktów systemów monitorowania zużycia energii, aby promować działanie systemu monitorowania zużycia energii w dużych krajowych budynkach użyteczności publicznej, aby było bardziej stabilne i wydajne. Choć w rozwoju inteligentnych budynków w Chinach występują niedoskonałości, to aktywnie rozwijają się one w ramach wspólnych wysiłków państwa i przedsiębiorstw. Chiński system pomiaru i zarządzania zużyciem energii Shanghai Yuanshang oraz system zarządzania energią w budynkach Advantech BEMS wykazują swoją wyjątkową wartość i są szeroko stosowane w monitorowaniu zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej w Chinach.

2 Gromadzenie danych dotyczących monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej

2.1 Gromadzenie danych dotyczących monitorowania zużycia energii

Wewnętrzny system danych o zużyciu energii dużych budynków użyteczności publicznej jest złożony i występuje wiele jednostek zużywających energię. Aby dobrze wykonywać swoją pracę w ramach systemu monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej, konieczna jest kontrola zawartości danych dotyczących monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej. Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi szczegółowej zawartości budynków organów państwowych i dużych budynków użyteczności publicznej wydanymi przez Chiny, zawartość monitorowania informacji o zużyciu energii w dużych budynkach użyteczności publicznej pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1 Zawartość gromadzonych danych dotyczących monitorowania zużycia energii

2.2 Przetwarzanie danych dotyczących monitorowania zużycia energii

W procesie monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej informacje o zużyciu energii można wykryć za pomocą ogólnych urządzeń kontrolnych i pomiarowych, a różne dane można monitorować na podstawie wyjaśnienia wartości szczytowych i dolinowych pomiaru zużycia energii urządzenia. Sprawdź moc na liczniku watogodzin. Aby zapewnić skuteczność gromadzenia danych i informacji, gromadzenie danych i informacji można przeprowadzić dwa razy z rzędu, a błędy w obu procesach gromadzenia danych i informacji można kontrolować, aby zapewnić, że moc jest mniejsza niż dwukrotność mocy szczytowej urządzeń zużywających energię na drodze. W celu zapewnienia dokładności zbierania informacji o danych konieczne jest również wykonanie obliczeń danych podpozycji zużycia energii, przeprowadzenie detekcji za pomocą urządzeń pomiarowych oraz zapewnienie poziomu pomiaru i detekcji w połączeniu z metodą obliczeniową różne wskaźniki zużycia energii.

3 Ramy konstrukcyjne systemu monitorowania zużycia energii dla dużych budynków użyteczności publicznej

3.1 Struktura systemu

Badany w tym artykule system monitorowania zużycia energii w wielkopowierzchniowych budynkach użyteczności publicznej został zaprojektowany w ścisłej zgodności z wymaganiami „Systemu monitorowania zużycia energii w budynkach urzędów organów państwowych i wielkopowierzchniowych budynków użyteczności publicznej – wytyczne dotyczące tworzenia oprogramowania”, który skutecznie spełnia standardy projektowe określone w naszym kraju. Ramowy tryb budowy systemu monitorowania zużycia energii dla dużych budynków użyteczności publicznej pokazano na rysunku 2. Jego głównym celem jest uzyskanie informacji o danych wejściowych kolektora. W przypadku zasobów informacyjnych i warstwy danych ma to na celu pozyskanie i przesłanie z pierwszej ręki informacji o zużyciu energii w dużych budynkach użyteczności publicznej oraz klasyfikację zebranych informacji o zużyciu energii. Dla warstwy aplikacji obejmuje cztery poziomy: zarządzanie danymi i informacjami, analiza i wyświetlanie, obsługa informacyjna oraz zarządzanie w tle. Wiele słów jest omawianych na różnych poziomach. Funkcja warstwy aplikacyjnej w monitorowaniu zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej jest wykorzystywana do przetwarzania informacji o zużyciu energii, wyświetlania i monitorowania informacji o danych. W warstwie aplikacji każdą funkcję można traktować jako niezależny moduł systemu. Projektując moduł warstwy aplikacji, każdy moduł przetwarzający powinien być stosunkowo niezależny, aby zmniejszyć wzajemne zakłócenia pomiędzy każdym modułem i utorować drogę do późniejszego przetwarzania informacji o zużyciu energii. W przypadku warstwy wydajności chodzi o analizę informacji o zużyciu energii w dużych budynkach użyteczności publicznej dla różnych ról w społeczeństwie w połączeniu z ich własnymi rzeczywistymi potrzebami.

Rysunek 2 Ramy konstrukcyjne systemu monitorowania zużycia energii dla dużych budynków użyteczności publicznej

3.2 Architektura oprogramowania

Monitorowanie zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej jest zazwyczaj kontrolowane i zarządzane za pomocą aplikacji. Wymienione w artykule oprogramowanie systemu monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej obejmuje terminal monitorujący, bazę danych, system zarządzania danymi, system akwizycji danych, zaporę sieciową, sieć komunikacyjną, koncentrator oraz terminal gromadzenia informacji o budynku. Informacje o danych o zużyciu energii zebrane przez system inteligentnego budynku będą przesyłane do koncentratora danych w celu scentralizowanego przetwarzania informacji o zużyciu energii i stanie działania, takich jak licznik energii elektrycznej, wodomierz, licznik chłodu i gazomierz w budynku. Koncentrator dokona konwersji informacji o danych na pakiety protokołu TCP/IP. Pod działaniem zapory sieciowej sieć komunikacyjna będzie promować działanie modułu przetwarzania informacji o danych i przesyłać odpowiednie informacje o zużyciu energii do bazy danych. System akwizycji danych zarządza protokołem komunikacyjnym terminala budynkowego w koncentratorze i na bieżąco sprawdza błędy w transmisji danych. Przeprowadzaj odpowiednie przetwarzanie danych dla wielu treści, takich jak utrata danych i nienormalna praca, skutecznie uzyskuj odpowiednie informacje o danych w bazie danych oraz dynamicznie monitoruj, oceniaj, analizuj, przechowuj i wyświetlaj zużycie energii w budynku w połączeniu z zestawem wskaźników monitorowania zużycia energii przez system. Terminal monitorujący na ogół pozyskuje odpowiednie dane z bazy danych i uzyskuje wyniki oceny w celu kompleksowej analizy i kontroli. Terminal monitorujący przeanalizuje instrukcje sterujące w połączeniu z bazą danych, systemem akwizycji danych, siecią komunikacyjną, zaporą sieciową, koncentratorem itp., aby kontrolować stan informacji o danych terminala akwizycyjnego budynku.

4Kluczowe technologie systemu monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej.

4.1 Technologie dostępu do terminali do pomiaru zużycia energii wielorakiej

W systemie monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej jedną z kluczowych technologii jest różnorodna technologia dostępu do terminala pozyskiwania zużycia energii, tak aby integrować i gromadzić różnorodne zużycie energii w budynkach użyteczności publicznej. Istnieją różne technologie dostępu do wielu terminali pomiaru zużycia energii w różnych markach systemów monitorowania zużycia energii. Bardzo ważne jest podłączenie wielu terminali akwizycji zużycia energii do jednego koncentratora. Ponieważ istnieją prywatne protokoły dla różnych systemów monitorowania zużycia energii, wybierając system monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej, powinniśmy przeanalizować systemy różnych marek, wyjaśnić prywatne protokoły oraz sposoby gromadzenia i podłączenia zużycia energii dla każdej marki oraz upewnić się, że czy system monitorowania zużycia energii opracowany przez różne marki może zaspokoić rzeczywiste potrzeby użytkowania dużych budynków użyteczności publicznej. Zapewnić, aby system oprogramowania mógł być płynnie podłączony do różnych terminali pomiaru zużycia energii.

4.2 Technologia tworzenia oprogramowania systemowego

W rzeczywistym zastosowaniu wielkoskalowego systemu monitorowania zużycia energii w budynkach użyteczności publicznej konieczne jest wprowadzenie technologii rozwoju tej platformy oprogramowania w połączeniu z ogólną strukturą i charakterystyką warstw modułowych systemu. Za pomocą Java, javascrip i innych języków programowania do projektowania kodowania programów, repozytorium danych jest połączone z technologią przechowywania w chmurze, aby zapewnić bezpieczeństwo i ogromną pojemność przechowywania informacji o zużyciu energii. Podczas transmisji i komunikacji informacji o danych należy wybrać stabilny standard transmisji danych RS485, aby zapewnić wysoką jakość działania przechowywanych informacji.

5Wprowadzenie do systemu monitorowania zużycia energii ankerui

System monitorowania zużycia energii online Acrel-5000 to system zarządzania energią i analizy po stronie użytkownika. Bazując na systemie zarządzania energią elektryczną, dodaje scentralizowane gromadzenie i analizę wydajności wody, gazu, węgla, ropy naftowej i ciepła (chłodzenia). Dzieląc i zliczając całe zużycie energii po stronie użytkownika, pokazuje menedżerom lub decydentom zużycie i zużycie różnej energii za pomocą intuicyjnych danych i wykresów. Wygodnie jest dowiedzieć się o punktach wysokiego zużycia energii lub nieuzasadnionych zwyczajach dotyczących zużycia energii, skutecznie oszczędzać energię i zapewniać dokładne wsparcie danych dla dalszej energooszczędnej transformacji użytkowników lub modernizacji sprzętu. Użytkownicy mogą przeprowadzić audyt energetyczny zgodnie z odpowiednimi przepisami krajowymi, przeanalizować obecną sytuację, znaleźć problemy, wykorzystać potencjał oszczędzania energii, zaproponować praktyczne środki oszczędzania energii i przedłożyć raporty z audytu energetycznego wydziałowi administracyjnemu ds. oszczędzania energii rządu ludowego na poziomie powiatu lub powyżej.

5.1 Struktura platformy

System monitorowania zużycia energii online Acrel-5000 wykorzystuje komputery, sprzęt komunikacyjny oraz jednostki pomiarowe i sterujące jako podstawowe narzędzia i przyjmuje jeden lub więcej połączonych trybów sieciowych: magistralę polową, sieć pierścieniową światłowodu lub komunikację bezprzewodową, w zależności od rzeczywistej sytuacji w obiekcie, zapewniając podstawowa platforma do gromadzenia danych w czasie rzeczywistym, zdalnego zarządzania i kontroli dużych budynków użyteczności publicznej. Może tworzyć dowolny złożony system monitorowania wraz z urządzeniami detekcyjnymi. Jest otwarty, połączony w sieć, ujednolicony i konfigurowalny oraz przyjmuje zorientowaną obiektowo, hierarchiczną, hierarchiczną i rozproszoną, inteligentną zintegrowaną strukturę. Ustal następującą hierarchię:

Rysunek 3. Konstrukcja platformy

5.2 Funkcje platformy

(1) System może policzyć zużycie energii dla każdej kategorii budynków – energii elektrycznej, wody, gazu, centralnego ogrzewania, centralnego chłodzenia i innego zużycia energii według roku użytkowania i automatycznie przeliczyć je na odpowiednie standardowe zużycie węgla, tak aby w celu odzwierciedlenia zużycia energii i całkowitego zużycia energii dla każdej klasyfikacji budynków w bieżącym roku. System wyświetla proporcję zużycia energii czterech głównych elementów mocy budynku w formie wykresu kołowego. System pokazuje trend zużycia energii za pomocą krzywych i wykresów, co pozwala właścicielowi na wygodne i intuicyjne zrozumienie zużycia energii w czasie rzeczywistym.

(2) System może sprawdzać zużycie energii zgodnie z nazwą gałęzi sklasyfikowanego zużycia energii i wyświetlać szczytowe zużycie energii w bieżącym dniu i bieżącym miesiącu. Pokazuje porównanie zużycia energii w bieżącym dniu, bieżącym miesiącu, bieżącym roku i tym samym okresie wczorajszym, tym samym okresie poprzedniego miesiąca i tym samym okresie ubiegłego roku. Zużycie energii w ciągu ostatnich 48 godzin, 31 dni, 12 miesięcy i 3 lat jest wyświetlane na pasku. W prawym górnym rogu pokazana jest krzywa z ostatnich 15 minut (licznik energii elektrycznej pokazuje krzywą mocy, a przepływomierz krzywą natężenia przepływu).

(3) System wybiera i wyznacza punkty pomiaru zużycia energii zgodnie z rozkładem zużycia energii w budynku, tak aby system monitorowania zużycia energii mógł objąć swoim zasięgiem cały budynek. Użytkownik systemu może uzyskać dostęp do raportu statystycznego dotyczącego zużycia energii każdego węzła zużycia energii w budynku za pośrednictwem odpowiedniego interfejsu, aby zredukować „pracę, emisję, kapanie i wyciek” oraz błąd pomiaru zużycia energii.

(4) Zgodnie z wytycznymi dotyczącymi gromadzenia danych o zużyciu energii podpozycji budynków mieszkalnych, system dzieli zużycie energii budynków na gniazda oświetleniowe, klimatyzatory, moc i moc specjalną, dobiera i ustawia urządzenia pomiarowe, dzieli i sporządza statystyki według do obszarów zużycia energii lub obszarów funkcjonalnych i wyświetla zużycie energii w obszarze w formie zestawień i porównawczych wykresów słupkowych.

(5) System może dokładnie zlokalizować sprzęt lub obszary o dużym zużyciu energii, aby ułatwić kierownictwu sformułowanie systemu oceny efektywności energetycznej i promować skuteczne wdrażanie oszczędzania energii i redukcji zużycia. Ustanów dokumentację operacji dla kluczowych urządzeń zużywających energię, śledź i rejestruj wyniki analizy i oceny efektywności energetycznej podczas pracy sprzętu przez długi czas oraz zapewnij podstawę do obsługi i konserwacji sprzętu w połączeniu z dokumentacją konserwacji sprzętu.

(6) System zapewnia funkcję hierarchicznego zarządzania uprawnieniami i zapewnia otwarty interfejs zarządzania informacjami dla użytkowników posiadających uprawnienia. Użytkownicy mogą dodawać, usuwać, modyfikować i przeglądać informacje o budynkach i punktach pomiarowych znajdujących się w zasięgu monitorowania systemu. Informacje o budynku obejmują typ budynku, wiek budowy, powierzchnię budynku, liczbę personelu budowlanego itp. System zapewnia również funkcję ręcznego wprowadzania informacji pomiarowych, których nie można zebrać automatycznie, dzięki czemu użytkownicy mogą kontrolować całkowite zużycie energii w budynkach.

5.3 Przesyłanie danych

Zgodnie z wymaganiami specyfikacji protokołu interfejsu platformy systemowej określonymi w specyfikacji technicznej systemu monitorowania on-line zużycia energii przez kluczowych odbiorców energii, system on-line monitorowania zużycia energii ankerui będzie przesyłał podstawowe informacje, przyrząd pomiarowy informacje, dane dotyczące zużycia energii i dane dotyczące efektywności energetycznej przedsiębiorstw zużywających energię na platformę wojewódzką lub krajową, a przesyłane dane będą szyfrowane i przesyłane za pomocą protokołu HTTPS. Jeśli transmisja danych nie powiedzie się lub upłynie limit czasu (awaria sieci), dane zostaną przesłane ponownie do czasu otrzymania pomyślnej wiadomości zwrotnej.

5.4 Dobór liczników energii

6 Wniosek

Jednym słowem system monitorowania zużycia energii w dużych budynkach użyteczności publicznej ma pewne zalety i może w trakcie eksploatacji zaspokoić aktualne potrzeby społeczne w zakresie rozwoju oszczędzania zielonej energii. Dlatego w połączeniu z bieżącymi potrzebami rozwojowymi chińskiego przemysłu budowlanego powinniśmy aktywnie wprowadzać innowacje w systemie monitorowania zużycia energii i związanym z nim wyposażeniu dużych budynków użyteczności publicznej, ulepszać odpowiednie urządzenia wspierające system monitorowania zużycia energii, dynamicznie i terminowo analizować zużycie energii dużych budynków użyteczności publicznej, wykryć w odpowiednim czasie problemy spowodowane nadmiernym zużyciem energii i wprowadzić ukierunkowane ulepszenia, Prawdziwie wdrożyć potrzeby rozwojowe w zakresie oszczędzania energii i redukcji zużycia energii w Chinach i na świecie.