基于分项计量的能耗监测系统研究

摘 要 随着资源节约型与环境友好型社会建设的不断推进，建筑节能成为了一个热议的话题，分项计量的能耗监测系统在建筑物的使用也越来越多。本文首先介绍了能源监测系统与分项计量的联系，其次分析了能耗分项计量管理系统的架构，然后探讨能耗分项计量管理系统的实施作用，最后提出能耗分项计量管理系统实施过程的一些注意事项。

【关键词】分项计量 能耗监测系统 建筑

当前，环境急剧恶化，能源过度消耗，已经危及到我们的生活，越来越多的人开始关注我们生存的空间，但是很少有人认识到建筑物是能源消耗的大户。据统计，全球建筑能源消耗占到了总能源消耗的40%以上，已经超过了工业和交通消耗。而在我国，随着房地产市场的蓬勃发展，以及城镇化速度的加快，每年新增建筑面积超过了20亿平方米，相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。与此同时，建筑使用能耗每年大约达到 6 亿吨标准煤，接近全国总能耗的30%。在这种背景下，党的十八大提出的建设资源节约型和环境友好型社会的新要求，要控制能源消费总量，加强节能降耗，确保国家能源安全。

1 能耗监测系统与分项计量的联系

能耗监测指的是对建筑物内能源消耗对象的检测。基于分项计量的能耗检测系统指的是通过对建筑物安装分类和分项耗能计量装置，采用远程传输等手段及时采集建筑物能耗数据，实现对建筑物内重要能耗的实时监测与动态分析、管理的系统。分析计量能耗数据的主要收集对象：水量、电量、燃气量、暖气、冷气、其它能源应用量（热水、 煤、 油等）。

电能是能源消耗的主要来源。2008年印发的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则》将电能耗系统分项为：照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电。其中的特殊用电，指的是非建筑内常规功能用电设备的耗电量。如游泳池、餐厅、洗衣房等，都是消耗量大、用电量密集的场所。因为电能量消耗比较分散，所以有别与其它几项能耗对象的收集，需要在建筑配电系统中加装具有开放通讯协议的电能表进行分项计量，实现电能分项收集。

通过使用能耗分项计量管理系统，不仅能使用对建筑物内能耗量进行数据的收集，还能够分析诊断设备运行状况，查询建筑节能潜力，增强节能能力，实现建筑节能的科学化与系统化。

2 能耗分项计量管理系统的架构

系统由四个部分组成，分别是采集层、 传输层、 管理层和应用层。其中，硬件系统包括采集层、传输层、管理层，软件系统属于应用层。硬件系统的功能：完成数据采集、传输、发送、存储等，软件系统的功能：数据纠错、统计、展示、分析等。

系统硬件由一台 PC 机和多个单片机采集终端组成。由单片机采集系统对各分项电量进行采集，传输到PC机。软件系统采用的常用的编程开发工具VB6.0。按照功能模块划分为：串口通信模块、数据显示和存储模块、数据分析模块。

整个监测系统又由几个子系统组成。

（1）现场数据采集系统。通过此系统来对电表、水表、气表等以便的数据进行收集、储存和传输，完成仪表更换的相关数据处理， 实现远程实施动态分项计量监测。

（2）数据传输接收系统的 “双通道” 设计。双通道由数据传输通道和信息控制通道构成。数据传输通道用来上传采集的仪表数据，信息控制通道用来保持采集器和数据中心服务器进行双向的通信。

（3）数据通信工作站。主要用于与现场数据采集设备的通信，包括信道连接、命令下达、数据处理及储存。

（4）数据服务器。使用 windows操作平台，运行ORACLE大型商用数据库，以此来对数据进行储存与管理，为确保数据服务器配置冗余磁盘陈列RAD5。

（5）异步消息中间件。消息中间件是一种高效可靠的数据传输手段。基于当前系统负载量的加大，将数据通信层直接面对数据库，有可能导致系统出现瓶颈的问题，可以由信息中间件进行缓冲来解决。

3 能耗分项计量管理系统的实施作用

通过使用能耗分项计量管理系统，建筑物内的各种能源消耗设备的数据都会清晰的呈现，并且在采集、传输、储存、分析等一系列的过程中得到很好的使用。特别是对电能的监测，可以对各类电能比例达到精确的掌控。具体有以下几个优点：

3.1 自动抄表

为物业公司节省人力物力。

3.2 方便制定节能方案

通过自动统计，使分析人员有更多的时间来进行分析，制定出完善的节能方案，从而达到节能效益的更大化。

3.3 有助于建立健全运行维护管理制度

能够快速的发现问题，并对物业相关岗位人员进行教育培训，建立完善的监管预警机制，使系统能够长期稳定。

3.4 培养业主的节能意识

通过将能耗数据进行公布，业主可以看到建筑物的耗能情况，再加上物业节能方面的宣传，使业主的节能意识得到提升，使双方共同为节能社会的创建做出自己的贡献。

4 能耗分项计量管理系统实施过程的一些注意事项

4.1 现场监测

由于大型公共建筑内部配电系统复杂，经常在实际的运行中加入许多新的电器设备，所以，合理选择计量支路对保证分项计量数据的正确有着非常重要的作用。也因此，在现场监测的系统中，必须要有明确的步骤与流程。流程：逐步调查—方案设计—设备选型—计量施工—传输调试。保證数据的准确性。

4.2 远程传输网络

指的是数据采集器与数据中心之间的远程传输。数据的传输必须要有严格的流程。流程：认证—加密—授权—解析—续传—报警。保证数据的可靠性与稳定性。

4.3 能耗监测平台

为了保证监测平台的数据能得到最佳的使用效果，防止数据的遗漏与浪费，需要有专业的系统管理人员、能耗分析人员和数据维护人员，并形成强大的战斗力。

5 结语

通过以上的研究，我们可以看出，能耗分项计量管理系统在建筑节能中起到了很大的作用。而随着资源节约型与环境友好型社会建设的不断推进，在建筑物的应用普及能耗分项计量管理系统将是大势所趋。

参考文献

[1]王弘成，李鑫.能耗分项计量管理系统的应用[J].智能建筑与城市信息，2013（03）.

[2]陈梅，张永坚，牛祺飞.公共建筑能耗监测系统研究[J].电子测量与仪器学报，2009.（05）.

作者简介

孙恒（1984-），女，吉林省长春市人。曾获得吉林建筑大学硕士学位。现为吉林建筑大学城建学院实验师。主要研究方向为公共建筑能耗监测及太阳能与建筑一体化。

作者单位

吉林建筑大学城建学院 吉林省长春市 130000