力控基于樓宇能源管理系統(tǒng)

一、前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，大型公共建筑耗能的問題日益突出，對建筑執(zhí)行能耗量化管理以及效果評估，來控制降低建筑運(yùn)營過程中所消耗的能量，最終降低建筑的運(yùn)營成本，提高能源使用效率，已經(jīng)成為社會最為關(guān)注的問題。
力控科技長期致力于為客戶提供廣泛的能源管理解決方案，此能源系統(tǒng)作為樓宇管控一體化的能源綜合監(jiān)控信息化平臺，采用先進(jìn)的在線監(jiān)測技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)供能設(shè)備與耗能設(shè)備的直接對話，傳感器和執(zhí)行器、監(jiān)測和檢測間環(huán)環(huán)相扣，從而實(shí)現(xiàn)智能樓宇的數(shù)字化管理。
整個能源管理系統(tǒng)將從以下幾個方面著手，最終實(shí)現(xiàn)建筑管理輔助決策系統(tǒng)。
（1）實(shí)現(xiàn)對樓宇自控、cctv、門禁、智能空調(diào)、ups、電梯、變配電、照明、消防等子系統(tǒng)的大融合，通過匯總后由控制中心統(tǒng)一調(diào)度。
（2）減少能源消耗，采用實(shí)時能源監(jiān)控、分戶分項(xiàng)能源統(tǒng)計(jì)分析、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。通過重點(diǎn)能耗設(shè)備監(jiān)控、能耗費(fèi)率分析等多種手段，使管理者能夠準(zhǔn)確掌握能源成本比重和發(fā)展趨勢，制訂有的放矢的節(jié)能策略。與蓄能裝置、無功補(bǔ)償裝置聯(lián)動，達(dá)到移峰填谷、提高功率因數(shù)的目的。
（3）監(jiān)控辦公、居住環(huán)境舒適信息：主要包括環(huán)境的溫度、濕度、空氣質(zhì)量指標(biāo)等。
二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
智能樓宇能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用分層分布式結(jié)構(gòu), 系統(tǒng)自上而下共分四層：
現(xiàn)場設(shè)備層：指分布于高低壓配電柜中的測控保護(hù)裝置、儀表、以及樓宇自控、cctv、門禁、智能空調(diào)、ups、電梯、變配電、消防等子系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)通信層：使用通信網(wǎng)關(guān)可以將各個子系統(tǒng)所使用的非標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議, 將監(jiān)測數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸至智能樓宇能源管理平臺，并下發(fā)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
監(jiān)控層：具有良好的人機(jī)交互界面，scada軟件負(fù)責(zé)和國內(nèi)外各種樓宇控制廠家的檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完美的過程可視化，并且可與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)來進(jìn)行集成。實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫提供豐富的企業(yè)級信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具，大容量支持企業(yè)級應(yīng)用，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的海量存儲。
能源管理層：為現(xiàn)場操作人員及管理人員提供充足的信息(包含樓宇供用能信息, 電能質(zhì)量信息, 各子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及用能信息等)制定能量優(yōu)化策略, 優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行, 通過聯(lián)動控制實(shí)現(xiàn)能源管理, 提高經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。

圖1 樓宇能源管理系統(tǒng)框架

三、系統(tǒng)功能模塊組成
3.1 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集管理以樓宇管理過程中所涉及的各種控制，監(jiān)測，計(jì)量，檢測等為基礎(chǔ)，支持opc、dde、odbc等相關(guān)接口，全面采集各種數(shù)據(jù)采集器和人工錄入設(shè)備。
現(xiàn)場采集內(nèi)容覆蓋樓宇自控、cctv、門禁、智能空調(diào)、ups、電梯、變配電、消防等系統(tǒng)。其中主要關(guān)注核心系統(tǒng)運(yùn)行狀況、主要能耗管網(wǎng)狀態(tài)、環(huán)境介質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測等數(shù)據(jù)。將全樓宇的智能控制系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)采集進(jìn)入系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)監(jiān)視、存儲、報(bào)警、分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)平衡等使用。
主要功能包括：
★整合現(xiàn)場各種控制系統(tǒng)。
★整合建筑物內(nèi)各個耗能、產(chǎn)能、用能的信息孤島及子系統(tǒng)。
★將孤立的散點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，整合進(jìn)大型建筑節(jié)能集控智能平臺 。
★與有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)集成。
3.2 控制調(diào)度中心
該系統(tǒng)采用了云計(jì)算技術(shù)，可以提供利用同一平臺管理全球建筑機(jī)電設(shè)備的無限容量的架構(gòu)，能夠在同一平臺下融合和兼容目前主流自控廠家的產(chǎn)品?？梢约嫒莸膮f(xié)議不僅包括所有公開的bacnet、lonworks、m-bus、iec60870-5-101/102/103/104、dlt-645、cdt、modbus等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，還可以與樓宇自控系統(tǒng)主流品牌控制系統(tǒng)私有協(xié)議進(jìn)行兼容。技術(shù)人員遠(yuǎn)程即可了解現(xiàn)場參數(shù)，觀察現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)樓宇全過程的“可視化”管理，使能源“just in time”使用方針得以實(shí)現(xiàn)。該平臺基于云架構(gòu)技術(shù)，還可為專家和技術(shù)人員提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)功能。
需要整合、集控的子系統(tǒng)有樓宇自控系統(tǒng)、變配電調(diào)度系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、無功補(bǔ)償裝置、自發(fā)電裝置、蓄能裝置、饋電線路控制系統(tǒng)、門禁、消防監(jiān)測系統(tǒng)、智能中央空調(diào)控制系統(tǒng)等。
3.3 報(bào)警管理
系統(tǒng)平臺利用多個報(bào)警模型，負(fù)責(zé)過程，設(shè)備，質(zhì)量，安全指標(biāo)，能源限額的超限進(jìn)行多種方式的報(bào)警。包括模擬量報(bào)警，事件報(bào)警，重大變化連續(xù)重復(fù)報(bào)警，硬件設(shè)備報(bào)警等。支持一個完全分布式的報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警及事件的傳送，報(bào)警確認(rèn)處理以及報(bào)警記錄存檔。用戶可以自定義各種報(bào)警，報(bào)警信息可以通過不同方式傳送至用戶。
主要功能包括：
1）設(shè)備報(bào)警
重要能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)異常報(bào)警。
2）環(huán)境質(zhì)量報(bào)警
空氣質(zhì)量，溫度，濕度等異常報(bào)警。
3）電源故障報(bào)警
設(shè)備電源故障，ups斷電報(bào)警。
4）網(wǎng)絡(luò)通訊報(bào)警
設(shè)備通訊及網(wǎng)絡(luò)故障等異常報(bào)警。
5）報(bào)警級別設(shè)定
基于事件的報(bào)警，報(bào)警分組管理，報(bào)警優(yōu)先級管理。
6）報(bào)警和事件輸出方式
報(bào)警窗口、聲、光、電、短信、文件、打印等方式。

圖2 樓宇能源管理之報(bào)警管理模塊