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(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)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(yùn)行，降低建筑能耗，同時(shí)保證建筑環(huán)境。

關(guān)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(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能是不可避免的選擇?？照{(diào)、照明、供暖、電梯、辦公設(shè)備等能耗已經(jīng)成為建筑業(yè)主關(guān)注的問題，以控制和降低建筑運(yùn)營過程中消耗的能量，包括空調(diào)、照明、供暖、電梯和辦公設(shè)備。后來降低了建筑運(yùn)營成本，提高了能源利用效率。

針對(duì)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(lǐng)域技術(shù)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(guān)的系統(tǒng)，進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，科學(xué)選擇和制定能源利用控制管理方案，實(shí)現(xiàn)建筑智能化，達(dá)到節(jié)能減排的綜合效應(yīng)，在保證建筑便捷可靠的前提下提高建筑質(zhì)量。

1智能建筑能源管理架構(gòu)

智能建筑能源管理是協(xié)調(diào)、控制和整合智能建筑的照明、動(dòng)力、通風(fēng)、空調(diào)和安全系統(tǒng)。基于智能測(cè)量、建筑配電自動(dòng)化和分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控、分析、控制和評(píng)估用戶的能源供應(yīng)系統(tǒng)、能源使用設(shè)備、建筑分布式能源和儲(chǔ)能設(shè)備，以用戶能源管理為核心，支持微網(wǎng)的獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)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(gòu)圖如圖1所示。智能建筑能源管理整體架構(gòu)圖。

智能化測(cè)量就是實(shí)時(shí)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(dòng)化系統(tǒng)完成智能開關(guān)設(shè)備、公共用電設(shè)施監(jiān)控、故障自動(dòng)檢測(cè)與故障隔離、電能質(zhì)量控制等。建筑配電自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)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(yīng)及時(shí)性，滿足優(yōu)質(zhì)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(chǔ)能裝置、蓄冷蓄熱負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置組成的集合體，具有參與電網(wǎng)錯(cuò)峰避峰、利用清潔能源、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的作用。

建筑自動(dòng)化系統(tǒng)采用優(yōu)化控制手段，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，有效監(jiān)控管理建筑各系統(tǒng)設(shè)備，使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有序、協(xié)同、有序運(yùn)行的狀態(tài)，保證建筑內(nèi)部環(huán)境，降低建筑能耗。

圖1智能建筑能源管理整體架構(gòu)圖

2智能建筑能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)自上而下分為三層：

監(jiān)控管理層:為現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)量信息、各子系統(tǒng)運(yùn)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(shè)備運(yùn)行，通過聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)能源管理，提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

通信層:通過通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉，將各子系統(tǒng)使用的非標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸?shù)街悄芙ㄖ茉垂芾砥脚_(tái)。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：指測(cè)控保護(hù)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(tái)分層設(shè)計(jì)圖

能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是整個(gè)系統(tǒng)的硬件支撐平臺(tái)，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。設(shè)計(jì)清晰合理的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是實(shí)現(xiàn)建筑智能電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

能源管理系統(tǒng)訪問的設(shè)備種類繁多，使用的物理接口類型和協(xié)議類型復(fù)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(hù)性和可擴(kuò)展性，所有設(shè)備都將測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)送至通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)機(jī)。通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)機(jī)使用相應(yīng)的通信協(xié)議進(jìn)行分析，所有數(shù)據(jù)按照設(shè)定的順序包裝成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)責(zé)為用戶提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、電能質(zhì)量分析、能源評(píng)估等功能，并通過交互技術(shù)為用戶提供能源使用策略制定和聯(lián)動(dòng)控制等功能，具體功能如下。

實(shí)時(shí)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(dòng)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(gè)用戶端能源管理分析系統(tǒng)。在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了水、氣、煤、油、熱(冷)量的集中采集和分析。通過對(duì)用戶端的所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，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(diǎn)或不合理的能耗習(xí)慣，有效節(jié)能，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。用戶可以按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，找出問題，挖掘節(jié)能潛力。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)和管理。

3.3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)概況；能源概況；能源統(tǒng)計(jì)；復(fù)利率統(tǒng)計(jì)；同比分析；能源流向圖；夜間能耗分析；設(shè)備管理；用戶報(bào)告

4系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)論

智能建筑能源管理是通過收集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能耗信息、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)等信息，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷需求和電價(jià)政策，對(duì)建筑能耗進(jìn)行數(shù)字化和集成化，結(jié)合新的能源供電模式和新的能源設(shè)備配置，從而科學(xué)選擇和制定能耗控制管理方案，整體協(xié)調(diào)控制供能設(shè)備，實(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集成多個(gè)閉環(huán)子系統(tǒng)，實(shí)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(hù)性和高可擴(kuò)展性。在保證建筑環(huán)境的前提下，該系統(tǒng)的運(yùn)行可以優(yōu)化建筑供能系統(tǒng)的運(yùn)行，降低智能建筑的能耗。

參考文獻(xiàn)

[1]胡江溢,王鶴,周昭茂.電力需求側(cè)管理的國際經(jīng)驗(yàn)及對(duì)我國的啟示[J].電網(wǎng)技術(shù),2007,31(18):10-14.

[2]康重慶,陳啟鑫,夏清.低碳電力技術(shù)的研究展望[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(2):1-7.

[3]董文茂.能源電廠推動(dòng)中國節(jié)能[J]I環(huán)境,2007(3):84-861DONGWen 2mao I Energy Efficiency Powerplant Pushs Energy Saving of China[J].1Environment,2007(3):84-861.

[4]翟青,康艷兵,牛波.美國節(jié)能管理工作特點(diǎn)及對(duì)我國的啟示中國能源,2003,25(7):8-141.

[5]高秀英.淺論電能質(zhì)量的問題與改善措施.[J].應(yīng)用能源技術(shù),2010,4:41-45.

[6]鄧清平,王廣宏.能源管理信息系統(tǒng)中信息技術(shù)應(yīng)用[J].節(jié)能環(huán)保,2007,(12):36-38.

[7]Jiang Lin,Charles Goldman.Developing An Energy Efficiency Industry in Shanghai[M].US: United States University of California,2004.

[8]MOSKOVITZDW,周伏秋,郁聰,等.大力推行能源電廠,支持實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能減排目標(biāo)[J].電力需求側(cè)管理,2007,9(4):2-51.

[9]蘇曉華,初艷鯤.VR技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].森林工程,2006,22(5):51-53.

[10]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.

[11]靳曉剛, 葉 舟, 張慎明. 智能樓宇能源管理研究.