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摘要:介紹了智能建筑能源管理的概念和意義,提出了智能建筑能源管理系統(tǒng)的結構,并進行了系統(tǒng)設計,實現(xiàn)了建筑能源的監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)可以優(yōu)化能耗系統(tǒng)的運行,降低建筑能耗,同時保證建筑環(huán)境。
關鍵字:智能建筑;能源管理;節(jié)能減排
引言
目前,我國約90%的大型公共建筑是典型的能耗(電力)大戶。隨著能源需求的日益緊張,采取多種手段實現(xiàn)建筑節(jié)能是不可避免的選擇??照{、照明、供暖、電梯、辦公設備等能耗已經成為建筑業(yè)主關注的問題,以控制和降低建筑運營過程中消耗的能量,包括空調、照明、供暖、電梯和辦公設備。后來降低了建筑運營成本,提高了能源利用效率。
針對這種情況,智能建筑未來的發(fā)展方向必將是節(jié)能環(huán)保和多領域技術的大規(guī)模發(fā)展。以建筑能源管理為核心,整合所有與能源利用相關的系統(tǒng),進行協(xié)調控制,科學選擇和制定能源利用控制管理方案,實現(xiàn)建筑智能化,達到節(jié)能減排的綜合效應,在保證建筑便捷可靠的前提下提高建筑質量。
1智能建筑能源管理架構
智能建筑能源管理是協(xié)調、控制和整合智能建筑的照明、動力、通風、空調和安全系統(tǒng)。基于智能測量、建筑配電自動化和分布式能源監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控、分析、控制和評估用戶的能源供應系統(tǒng)、能源使用設備、建筑分布式能源和儲能設備,以用戶能源管理為核心,支持微網的獨立運行,實現(xiàn)清潔能源的合理充分利用,提高用戶的能源使用效率。因此,其系統(tǒng)架構圖如圖1所示。智能建筑能源管理整體架構圖。
智能化測量就是實時收集建筑物的能源信息,為其他系統(tǒng)提供基本的信息支持。
建筑配電自動化系統(tǒng)完成智能開關設備、公共用電設施監(jiān)控、故障自動檢測與故障隔離、電能質量控制等。建筑配電自動化系統(tǒng),實現(xiàn)建筑低壓電路多電源供電,提高供電可靠性和停電響應及時性,滿足優(yōu)質用電需求。
建筑物分布式能源是由建筑物的各種分布式能源、儲能裝置、蓄冷蓄熱負荷、監(jiān)控和保護裝置組成的集合體,具有參與電網錯峰避峰、利用清潔能源、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經濟的作用。
建筑自動化系統(tǒng)采用優(yōu)化控制手段,結合現(xiàn)代計算機技術,有效監(jiān)控管理建筑各系統(tǒng)設備,使各子系統(tǒng)設備始終處于有序、協(xié)同、有序運行的狀態(tài),保證建筑內部環(huán)境,降低建筑能耗。
圖1智能建筑能源管理整體架構圖
2智能建筑能源管理系統(tǒng)設計
智能建筑能源管理系統(tǒng)基于上述系統(tǒng)集成和功能要求,采用分層分布式結構設計,系統(tǒng)自上而下分為三層:
監(jiān)控管理層:為現(xiàn)場操作人員和管理人員提供足夠的信息(包括建筑供能信息、電能質量信息、各子系統(tǒng)運行狀態(tài)和能源使用信息等)。),制定能量優(yōu)化策略,優(yōu)化設備運行,通過聯(lián)動控制實現(xiàn)能源管理,提高經濟效益和環(huán)境效益。
通信層:通過通信網絡關閉,將各子系統(tǒng)使用的非標準通信協(xié)議統(tǒng)一轉換為標準協(xié)議,將監(jiān)控數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)傳輸?shù)街悄芙ㄖ茉垂芾砥脚_。
現(xiàn)場設備層:指測控保護裝置、儀表、各子系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等,分布在高低壓配電柜中。
圖2能源管理平臺分層設計圖
能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場設備層是整個系統(tǒng)的硬件支撐平臺,是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。設計清晰合理的現(xiàn)場設備層是實現(xiàn)建筑智能電能管理系統(tǒng)的基礎。
能源管理系統(tǒng)訪問的設備種類繁多,使用的物理接口類型和協(xié)議類型復雜,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型也不同。為了保證智能建筑能源管理系統(tǒng)的可維護性和可擴展性,所有設備都將測量數(shù)據(jù)和設備的運行狀態(tài)送至通信網絡關機。通信網絡關機使用相應的通信協(xié)議進行分析,所有數(shù)據(jù)按照設定的順序包裝成統(tǒng)一的標準協(xié)議,送到智能建筑能源管理監(jiān)控管理層。
監(jiān)控管理層是智能建筑能源管理系統(tǒng)的核心,它負責為用戶提供實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、電能質量分析、能源評估等功能,并通過交互技術為用戶提供能源使用策略制定和聯(lián)動控制等功能,具體功能如下。
實時信息監(jiān)控;歷史能源分析;等待能量優(yōu)化控制策略;聯(lián)動控制
3安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
3.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是一個用戶端能源管理分析系統(tǒng)。在電能管理系統(tǒng)的基礎上,增加了水、氣、煤、油、熱(冷)量的集中采集和分析。通過對用戶端的所有能耗進行細分和統(tǒng)計,各種能源的使用和消耗可以通過直觀的數(shù)據(jù)和圖表顯示給管理者或決策層,從而找出高能耗點或不合理的能耗習慣,有效節(jié)能,為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支持。用戶可以按照國家有關規(guī)定實施能源計算,分析現(xiàn)狀,找出問題,挖掘節(jié)能潛力。
3.2應用場所
系統(tǒng)設計、施工和運營維護適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測和管理。
3.3系統(tǒng)功能
系統(tǒng)概況;能源概況;能源統(tǒng)計;復利率統(tǒng)計;同比分析;能源流向圖;夜間能耗分析;設備管理;用戶報告
4系統(tǒng)硬件配置
5結論
智能建筑能源管理是通過收集設備運行狀態(tài)、能耗信息、報警、歷史數(shù)據(jù)等信息,結合實際運行負荷需求和電價政策,對建筑能耗進行數(shù)字化和集成化,結合新的能源供電模式和新的能源設備配置,從而科學選擇和制定能耗控制管理方案,整體協(xié)調控制供能設備,實現(xiàn)建筑能源智能化。
智能建筑能源管理系統(tǒng)采用分層分布式結構設計,集成多個閉環(huán)子系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)分析和展示功能,保證系統(tǒng)具有高可維護性和高可擴展性。在保證建筑環(huán)境的前提下,該系統(tǒng)的運行可以優(yōu)化建筑供能系統(tǒng)的運行,降低智能建筑的能耗。
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