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關鍵詞：大型公共建筑；能耗監測；數據采集
中圖分類號：TU113文獻標識碼： A
引言
隨著我國經濟社會的發展，各行業對能耗的需求與日益增，同時由于能源的過度開發使用，對環境資源壓力的影響也越來越大，因此節能減排是我國各級政府長期以來的戰略目標和倡導節能環保的一項重要舉措。城市建設快速發展，居住建筑和公共建筑的年竣工面積連續增長，建筑能耗也隨之增長。建筑能耗是當前社會三大能耗之一，占社會總能耗的26.7%，并且隨著經濟的發展和人口的增加還在不斷地增加。特別是國家機關辦公建筑和大型公共建筑，這些建筑是人員密集、十分寬敞的地方，建筑能耗十分巨大，但由于建筑能耗基數巨大，節能潛力最大的也是國家機關辦公建筑和大型公共建筑，只需要在公共建筑建立節能監管體系，實施很小的節能方案改造，積少成多，便可以直接帶來巨大的經濟效益，減少大型公共建筑的運行成本。
一、研究公共建筑能耗監測系統的意義
建設能耗監測系統的目的是實時掌握城市所有國家機關辦公建筑和大型公共建筑的耗能情況，系統主要通過監控每棟樓的用電負荷來判斷是否耗能，及時發現問題并提醒業主進行改造。四川省首批列入試點的兩家單位是西華大學和成都市建委大廈。按照計劃，到今年底成都市將完成能耗監測平臺基礎建設，建立監測數據中心；并逐步完成國家機關建筑和大型公共建筑的監測平臺建設。
隨著系統的逐步完善和推廣，更多的國家機關建筑和大型公共建筑將接入城市能耗監測系統的管理范疇。通過智能化的能耗信息監測系統，將能耗數據自動采集上傳到服務器數據庫中，系統監管平臺對重點建筑能耗進行實時監測，通過能耗統計、能源審計、能耗管理、能效公示、用能定額和超定額加價等制度，加強和提高國家機關辦公建筑和大型公共建筑的物業管理部門能耗運行管理水平。
有了能耗實時監測數據的指導，建筑主管部門可以對于一些能源消耗較大的建筑物集中進行改造。例如對建筑的外墻結構進行改動，加裝保溫材料；對建筑的空調系統、照明系統、計算機機房中心、電梯系統進行整改，調整運行時間，合理分配用電時段，減少不必要的能耗設備。通過建立能耗監管體系，使國家機關建筑和大型公共建筑實現優化耗能，建筑單位面積的能耗降低到同類建筑最低能耗標準，實現節能減排的目標。
二、Microsoft SQL Server 數據庫
數據庫采用微軟公司 MS SQL Server 2000。大部分用戶均是 windows 操作系統，在主流的數據庫平臺中 Oracle 和 Microsoft SQL Server 的選擇上，考慮到性能、系統資源占用、部署成本、易維護性等多方面的因素，系統采用 Microsoft SQL Server 作為后臺數據庫系統。
MicrosoftSQLServer 能提供超大型系統所需的數據庫服務。大型服務器可能有成千上萬的用戶同時連接到SQL Server 實例。SQL Server 為這些環境提供了全面的保護，具有防止問題發生的安全措施，例如，可以防止多個用戶試圖同時更新相同的數據。SQL Server 還在多個用戶之間有效地分配可用資源，比如內存、網絡帶寬和磁盤I/O。超大型Internet站點可將其數據分開存放在多臺服務器上，從而使處理負荷分散到多臺計算機上，使站點能為成千上萬的并發用戶提供服務。
三、公共建筑能耗監測系統設計
（一）、軟件功能設計
國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測管理系統利用互聯網連接各個建筑安裝的數據采集器，同時通過 Web 服務提供給用戶服務，數據中心軟件系統的功能設計如下圖所示：
圖1系統功能框架圖
系統分為用戶界面層、應用層、數據層、網絡層四層架構：
用戶界面層是提供用戶交互服務，面向的用戶主要有監管領導、物業人員、系統管理員、建筑業主、社會公眾，這些用戶使用系統分配的用戶名和密碼登錄到系統，系統自動根據用戶類別分配權限。
應用層是針對具體的能耗監測業務應用，包含電能數據采集服務、協議數據解析、數據邏輯處理、數據上傳下載、信息協同服務、統計分析服務、物業管理服務、能耗網站服務、短信息服務、建筑信息維護、系統管理功能。數據層是中心服務器的后臺數據庫，整個系統的數據中心，按照目前設計的功能，采用不同的數據庫表，存儲了建筑基本信息庫、分類分項能耗庫、GIS 地理信息庫（建筑位置）、數據采集器原始數值庫（數據采集器上傳的歷史數據）、人員權限庫；網絡層是系統的基礎設施庫，根據數據傳輸的內容和途徑分為移動通信網（數據采集器上傳數據的網絡 GPRS 和短信息）、建筑內部局域網（建筑物內部的集中傳輸數據的網絡）、政府電子政務網（政府監管部門用戶使用的網絡）、Internet 互聯網（公眾用戶和中心服務器架設的網絡）。其中政府電子政務網與互聯網之間屬于兩個物理隔離的網絡，存在數據交換問題，中心服務器可采用網閘方式將數據擺渡到電子政務網的服務器中心，實現數據同步。
（二）、數據采集
1、能耗計量裝置
建筑物能耗計量裝置主要包括電能表、熱量表及水表等。
（1）熱量表
熱量表是用于測量及顯示水流經熱交換系統釋放或吸收熱量的儀表，分為整體式和組合式兩種。熱量表流量測量裝置以測量方式為標準，主要可分為電磁及超聲波式、機械式和壓差式三大類，熱量表溫度測量裝置主要分為接觸式和非接觸式兩大類。熱量表應帶有檢測接口或數據通信接口，接口形式可為RS485 或無線接口；熱量表還應具有斷電數據保護功能。
（2）電能表
能耗監測系統中使用的電能表應具有監測和計量三相（單相）有功電能和有功功率或電流的功能，多功能電能表至少應具有監測和計量三相電流、電壓、有功功率、功率因數、有功電能、最大需量及總諧波含量的功能。電能表均應具有數據遠傳功能，至少具有符合RS485 標準的串行電氣接口，采用Modbus 標準開放協議或符合《多功能電能表通信協議》（DL/T 645-2007）中的相關規定。電能表精確度等級應不低于1.0級，配用電流互感器的精確度等級應不低于0.5 級。
（3）水表
遠傳水表是在普通水表的基礎上加裝電子采集模塊而成，電子模塊完成信號采集、數據處理、存儲并將數據通過通信線路上傳給中繼器或手持式抄表器。遠傳水表采用一體式設計的表體，可以實時地記錄并保存用戶用水量。每塊水表都有唯一的代碼，當接收到抄表指令后可即時將數據上傳給管理系統。
2、數據采集器
數據采集器是一種采用嵌入式微計算機系統的建筑能耗數據采集專用裝置，具有數據采集、處理、存儲、傳輸以及現場設備運行狀態監控和故障診斷等功能。系統硬件主要包括微處理器、I/O 接口、人機接口及通信接口四部分，軟件部分主要由監控程序和功能執行程序組成。
數據采集器應具有以下功能：
支持根據上位機或數據中心命令采集和主動定時采集兩種數據采集模式，定時采集周期可靈活配置（5 分鐘到1 小時可調）；支持對面向不同種類能源、不同品牌的計量裝置，包括電能表及熱量表等進行數據采集；在數據傳輸前對數據包進行加密處理，采用AES 加密和MD5 身份認證機制。
結束語
大型公共建筑能耗監測系統能夠實時記錄建筑物用能狀況，自動進行能耗數據處理，完成建筑能耗結構、建筑用能效率及建筑節能潛力數據分析，并將相關統計數據報送上一級數據中心。大型公共建筑能耗監測系統的建設是一個長期的過程，需要業主和廣大設計人員的共同努力。能耗監測系統為大型公共建筑節能改造提供數據支持，建設和完善能耗監測系統能夠為實現建筑節能規劃目標奠定堅實的基礎。
參考文獻
裝分類和分項能耗計量裝置,采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據,實現建筑能耗的實時監測和動態分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱。
該系統由數據采集系統、數據傳輸系統、數據中心三部分組成。監測數據主要包含兩個方面的內容:分類能耗和分項能耗。其中,分類能耗是指根據建筑消耗的主要能源種類劃分進行采集和整理的能耗數據。分項能耗是指根據建筑消耗的各類能源的主要用途劃分進行采集和整理的能耗數據。
1.分類能耗
2.用電量
3.用水量
4.燃氣量
5.集中供熱耗熱量
6.集中供冷耗冷量
其他能源
其中分析用電量可以得到以下分項能耗:
1.照明插座用電
2.空調用電
3.動力用電
4.特殊用電
實例應用:
某商場基本信息
建筑面積(m2):22000
建筑層數:地下1層;地上4層
變壓器:3臺 1000KVA
功率因數: 0.93/0.94/1.00
以下是供電局采集的數據:
2009年:用電量7699210(kWh),單位建筑面積用電量350(kWh/(m2·a))
2010年:用電量7452783(kWh),單位建筑面積用電量339(kWh/(m2·a))
2009~2010年逐月用電量
根據分項能耗的要求,我們對3臺低壓柜的28條低壓出線回路進行了監測。
共設了內置多功能表3臺(可計量無功,諧波),三相電能表28臺。
冷量表1臺(本工程不涉及熱量表),數據通訊網關1臺。
將電能表箱直接設于變配電房內,方便監測及走線。當采集后的用能數據通過RJ-485雙絞線傳輸到數據通訊網關,數據通訊網關再通過網絡端口將能耗數據傳輸到遠程能耗監測數據中心的服務器,由服務器實現能耗數據的分類存儲,并能將能耗數據到互聯網,用能單位及上級單位可以通過遠程WEB訪問實時了解建筑用能情況。
照明插座用電:
該建筑插座用電設備主要包括臺式電腦、復印機、打印機、傳真機、飲水機及其他臨時插座用電設備,上班時間由使用人員自行開啟。
商場區域照明主要采用T5熒光燈和雙U型節能筒燈兩種燈具形式,T5熒光燈單管功率為14W,節能筒燈單盞功率為13W。超市區域照明采用T5熒光燈,單管功率為28W。商場內辦公室照明采用T8熒光燈,單管功率為40W。
室外照明采用射燈,室外照明總安裝功率為19.2kW。
照明控制方式:商場及超市區域照明為手動控制,一般早上上班由工作人員自主開啟,晚上下班手動關閉;辦公室照明及插座用電設備一般早上上班時由員工自主開啟,下午下班時手動關閉。室外景觀照明為定時控制,不同季節根據天氣情況設定開啟時間。
空調用電:
空調冷源系統設置在地下一層,共3臺螺桿式4機頭冷水機組,單臺機組總制冷量為1305 kW,總裝機容量為3915 kW,每臺輸入功率為4×90kW;冷凍水泵共4臺,單臺功率45kW;冷卻水泵共4臺,單臺功率45kW;冷卻塔置于屋頂,共六組,風機電機功率為7.5kW/臺。
空調冷凍水系統為一次泵系統,冷凍水供回水溫度為7/12℃,冷凍水供應商場以及超市兩個區域。系統采用兩管制,水平管路同程。冷水機組和水泵分別并列后通過管道相連。
空調風系統為一次回風全空氣系統,每層均設置四臺空氣處理機組。其中三臺額定制冷量為458.7kW,電機輸入功率為11kW;另外一臺額定制冷量為394.8kW,電機輸入功率為11kW。四層設有新風機,新風由新風機引入,送至各樓層空調機房與回風混合,經空氣處理機組熱濕處理后送至空調區域。全年沒有根據季節調節新風比和新風量。
動力用電:
(1)該商場配有貨梯2臺,扶梯6臺,平板梯1臺。貨梯功率為11kW/臺;扶梯功率為11kW/臺;平板梯功率為11W/臺。所有電梯均未設變頻控制裝置。
(2)該商場設有一臺生活水泵供應商場日常用水,水泵功率為5.5kW。
從監測結果以及供電局提供的資料分析,
該建筑為商場類建筑,建筑內空調系統主要3~11月運行(其他時段根據需要開啟)而照明和電梯設備全年運行。從2009~2010年逐月用電量統計結果,可以看出,6~10月份用電量較高,因為這段期間空調系統運行時間較長,且負荷率較高。此外,1月份用電量也很高,這主要是源于節假日(圣誕、元旦、春節)商場客流量的增加帶來的用電量的增加。2~4月和11月用電量較低,因這段期間屬于非空調季,室內外氣溫比較舒適,且節假日較少,空調系統開啟時間較短。
【關鍵詞】分項計量 能耗監測系統 建筑
當前，環境急劇惡化，能源過度消耗，已經危及到我們的生活，越來越多的人開始關注我們生存的空間，但是很少有人認識到建筑物是能源消耗的大戶。據統計，全球建筑能源消耗占到了總能源消耗的40%以上，已經超過了工業和交通消耗。而在我國，隨著房地產市場的蓬勃發展，以及城鎮化速度的加快，每年新增建筑面積超過了20億平方米，相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。與此同時，建筑使用能耗每年大約達到 6 億噸標準煤，接近全國總能耗的30%。在這種背景下，黨的十提出的建設資源節約型和環境友好型社會的新要求，要控制能源消費總量，加強節能降耗，確保國家能源安全。
1 能耗監測系統與分項計量的聯系
能耗監測指的是對建筑物內能源消耗對象的檢測。基于分項計量的能耗檢測系統指的是通過對建筑物安裝分類和分項耗能計量裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集建筑物能耗數據，實現對建筑物內重要能耗的實時監測與動態分析、管理的系統。分析計量能耗數據的主要收集對象：水量、電量、燃氣量、暖氣、冷氣、其它能源應用量（熱水、 煤、 油等）。
電能是能源消耗的主要來源。2008年印發的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則》將電能耗系統分項為：照明插座用電、空調用電、動力用電、特殊用電。其中的特殊用電，指的是非建筑內常規功能用電設備的耗電量。如游泳池、餐廳、洗衣房等，都是消耗量大、用電量密集的場所。因為電能量消耗比較分散，所以有別與其它幾項能耗對象的收集，需要在建筑配電系統中加裝具有開放通訊協議的電能表進行分項計量，實現電能分項收集。
通過使用能耗分項計量管理系統，不僅能使用對建筑物內能耗量進行數據的收集，還能夠分析診斷設備運行狀況，查詢建筑節能潛力，增強節能能力，實現建筑節能的科學化與系統化。
2 能耗分項計量管理系統的架構
系統由四個部分組成，分別是采集層、 傳輸層、 管理層和應用層。其中，硬件系統包括采集層、傳輸層、管理層，軟件系統屬于應用層。硬件系統的功能：完成數據采集、傳輸、發送、存儲等，軟件系統的功能：數據糾錯、統計、展示、分析等。
系統硬件由一臺 PC 機和多個單片機采集終端組成。由單片機采集系統對各分項電量進行采集，傳輸到PC機。軟件系統采用的常用的編程開發工具VB6.0。按照功能模塊劃分為：串口通信模塊、數據顯示和存儲模塊、數據分析模塊。
整個監測系統又由幾個子系統組成。
（1）現場數據采集系統。通過此系統來對電表、水表、氣表等以便的數據進行收集、儲存和傳輸，完成儀表更換的相關數據處理， 實現遠程實施動態分項計量監測。
（2）數據傳輸接收系統的 “雙通道” 設計。雙通道由數據傳輸通道和信息控制通道構成。數據傳輸通道用來上傳采集的儀表數據，信息控制通道用來保持采集器和數據中心服務器進行雙向的通信。
（3）數據通信工作站。主要用于與現場數據采集設備的通信，包括信道連接、命令下達、數據處理及儲存。
（4）數據服務器。使用 windows操作平臺，運行ORACLE大型商用數據庫，以此來對數據進行儲存與管理，為確保數據服務器配置冗余磁盤陳列RAD5。
（5）異步消息中間件。消息中間件是一種高效可靠的數據傳輸手段。基于當前系統負載量的加大，將數據通信層直接面對數據庫，有可能導致系統出現瓶頸的問題，可以由信息中間件進行緩沖來解決。
3 能耗分項計量管理系統的實施作用
通過使用能耗分項計量管理系統，建筑物內的各種能源消耗設備的數據都會清晰的呈現，并且在采集、傳輸、儲存、分析等一系列的過程中得到很好的使用。特別是對電能的監測，可以對各類電能比例達到精確的掌控。具體有以下幾個優點：
3.1 自動抄表
為物業公司節省人力物力。
3.2 方便制定節能方案
通過自動統計，使分析人員有更多的時間來進行分析，制定出完善的節能方案，從而達到節能效益的更大化。
3.3 有助于建立健全運行維護管理制度
能夠快速的發現問題，并對物業相關崗位人員進行教育培訓，建立完善的監管預警機制，使系統能夠長期穩定。
3.4 培養業主的節能意識
通過將能耗數據進行公布，業主可以看到建筑物的耗能情況，再加上物業節能方面的宣傳，使業主的節能意識得到提升，使雙方共同為節能社會的創建做出自己的貢獻。
4 能耗分項計量管理系統實施過程的一些注意事項
4.1 現場監測
由于大型公共建筑內部配電系統復雜，經常在實際的運行中加入許多新的電器設備，所以，合理選擇計量支路對保證分項計量數據的正確有著非常重要的作用。也因此，在現場監測的系統中，必須要有明確的步驟與流程。流程：逐步調查―方案設計―設備選型―計量施工―傳輸調試。保證數據的準確性。
4.2 遠程傳輸網絡
指的是數據采集器與數據中心之間的遠程傳輸。數據的傳輸必須要有嚴格的流程。流程：認證―加密―授權―解析―續傳―報警。保證數據的可靠性與穩定性。
4.3 能耗監測平臺
為了保證監測平臺的數據能得到最佳的使用效果，防止數據的遺漏與浪費，需要有專業的系統管理人員、能耗分析人員和數據維護人員，并形成強大的戰斗力。
5 結語
通過以上的研究，我們可以看出，能耗分項計量管理系統在建筑節能中起到了很大的作用。而隨著資源節約型與環境友好型社會建設的不斷推進，在建筑物的應用普及能耗分項計量管理系統將是大勢所趨。
參考文獻
[1]王弘成，李鑫.能耗分項計量管理系統的應用[J].智能建筑與城市信息，2013（03）.
[2]陳梅，張永堅，牛祺飛.公共建筑能耗監測系統研究[J].電子測量與儀器學報，2009.（05）.
作者簡介
孫恒（1984-），女，吉林省長春市人。曾獲得吉林建筑大學碩士學位。現為吉林建筑大學城建學院實驗師。主要研究方向為公共建筑能耗監測及太陽能與建筑一體化。
關鍵詞：能耗監測系統；節能；數據采集系統
1引言
目前，建筑能耗監測系統在我國還處于初期階段，技術還不成熟，沒有獲取建筑耗能真實統計數據的有效方法，直接后果是建筑節能工作一直帶有很大的盲目性，甚至誤導工作方向和重點。本文所指的能耗監測系統應用于大型公共建筑，是通過對建筑安裝特定的分類和分項能耗計量裝置（例如智能電表、智能水表、智能氣表等等），采用GPRS/WI-FI等無線數據傳輸等方式把實時能耗數據傳送到監測軟件平臺，在線能耗監測軟件平臺通過實時監測和動態分析采集到的數據，為節能改造提供有力的數據支撐。
早在2008年，住建部頒發了《關于印發國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則的通知》，主要針對建筑能耗監測軟件技術規范做了明確的說明。目前國內大型公共建筑采用的建筑能耗監測手段相對還比較落后，有的甚至還采用手工抄錄的方式，效率低而且容易產生誤差，無法實現實時監測，這對掌握大型公共建筑用能情況，了解用能問題，方便管理者制定相關的節能措施造成困難。
本文首先針對建筑能耗監測系統的整體軟件平臺框架：整體框架采用SaaS模式設計、網絡傳輸框架采用無線網絡傳輸方式、數據傳輸采用xm編碼加密方式傳輸在客戶端再加密的方式進行讀取，然后研發出實現以上功能的關鍵技術，最后針對廣州市荔灣區25棟大型公共建筑能耗監測的數據進行了模擬。
2國內外同類技術情況
國外樓宇智能化已經發展的相當成熟，并且智能化、信息數字化程度較高。現在發達國家的智能建筑系統大都是按照建筑物使用功能進行設置，這是沒有刻意把智能化放在建設目標上，但是智能化系統的裝備方式是先進的，系統的設置是完備的，系統的工程設計是準確的，系統的運行狀態是良好的。
我國仍缺少高技術的樓宇智能化系統集成技術、理念、態度。另外，在準確把握智能建筑的設計定位、高質量的工程實施與系統有效運行管理方面，與國外發達國家相比還有一定的差距。正是因為缺少相應的規范，樓宇智能化設計方面也存在缺乏全面性和長遠性的情況，施工質量難以保證，造成一些應用樓宇智能化系統的建筑缺少各系統整體運作機制，結果事倍功半，造成投資的浪費。樓宇能耗監測系統在實時性、可靠性、穩定性等方面都達到了很高的水準，已經形成了包括美國霍尼韋爾、美國江森自控、德國西門子等公司在內的一系列智能樓宇能耗監測系統產品。
智能建筑自1984年1月出現以來（美國康涅狄格州哈特福德市的都市大廈），在歐、美、日及世界各地得到迅速發展，其中以美國、日本興建最多。目前，美國有智能大廈數萬幢。表1是國外幾種成熟智能樓宇能耗監測系統產品的對比表。
表1智能樓宇能耗監測系統產品的對比
序號產品名稱主要功能1江森自控的合同能源管理通過對項目進行能源計量與審計，找出能源浪費的所在，然后提出能源改造的解決方案，最后和客戶簽訂合同，為客戶提供節能項目的設計和管理服務2西門子的能源監測和控制系統以ASP技術為依托，用戶的消耗數據通過西門子中央服務器，利用用戶專屬的安全站點獲得，能耗數據通過Web手動或自動上傳，這樣的監測系統保證了用戶能耗的透明度與可控制性3霍尼韋爾的能源管理系統將大型公共建筑分項能耗獲取、數據傳輸、數據庫與數據分析、模型等技術結合起來，對多棟建筑的多臺設備或用戶的能耗進行綜合管理，建立公共建筑基本信息及能耗數據庫，從而研究出有效的節能運行方案
國內智能樓宇的發展尚屬起步階段，但在國家和企業的共同推動作用下，雖然起步較晚，但發展極其迅速（表1）。樓宇智能化產品的主要代表有上海元上能耗計量管理系統以及研華BEMS樓宇能源管理系統。其中這兩者之間各有其優點，如表2所示。
國內已有樓宇能耗監測系統軟件在界面、數據實時性、監測結果分析、數據挖掘以及數據傳輸安全可靠性等方面都做的比較好，但是，數據采集基本都是基于在線數據采集分析技術來實現的，對于無線數據傳輸技術以及無線數據傳輸的加密性和安全性的研究比較少，因此，進一步限制了這些系統的環境適用性。
3能耗監測系統技術框架
3.1軟件系統整體框架
本文研究的大型公共建筑能耗監測軟件平臺，是一款基于《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統-軟件開發指導說明書》的要求進行設計，符合國家的規定的設計標準。軟件系統整體架構如圖1所示。
圖1軟件系統整體架構
如圖1所示，本文研究監測軟件平臺分為網絡技術設施層，主要功能是用于采集器前端數據傳輸。信息資源與數據層主要是存儲采集器采集到的分項能耗數據；應用層主要包括數據及消息管理系統、數據分析展示子系統、信息服務子系統和后臺管理子系統4個系統，每個管理系統下面由一個或多個子系統構成。應用層主要功能是用于數據處理、展示及數據監測功能，把應用層劃分為相對獨立的子系統模塊，可減少各子系統數據間的相互干擾，由于各個子系統模塊之間沒有數據交叉，因此，在后續軟件平臺維護將更加方便、系統的擴展和兼容性將變得穩定。最后是表現層，主要是數據的顯示。
3.2軟件系統整體框架
如圖2所示，本文中的建筑能耗監測系統，包含監控終端、數據庫、數據管理系統（MDMS）、數據采集系統（MDCS）、防火墻、通信網絡、集中器和樓宇采集終端。
圖2圖2軟件系統整體框架
樓宇采集終端發送相關數據至集中器，樓宇采集終端是指電能表、水表、冷量表、氣表中的一種或幾種，相關數據包含能耗數據、狀態信息及和時基信息等；集中器將相關數據轉換成TCP/IP協議數據包，通信網絡、防火墻發送至數據采集系統（MDCS）；數據采集系統（MDCS）對相關數據進行處理，并將已處理的相關數據發送至數據庫，數據庫對已處理的相關數據進行存儲、分析和展示；數據采集系統（MDCS）對集中器與樓宇采集終端之間的通信模式和通信協議進行管理，定時對通信狀態及通信數據進行自動查錯，并對數據丟失、工作狀態異常進行處理；數據管理系統（MDMS）從數據庫中獲取已處理的相關數據，根據系統設置的能耗監測指標體系進行統計分析和狀態評估，并將已分析和評估的結果發送至數據庫，數據庫對已分析和評估的結果進行存儲、分析和展示；監控終端從數據庫獲取已處理的相關數據和已分析和評估的結果，并進行綜合分析；監控終端根據綜合分析，經由數據庫、數據采集系統（MDCS）、防火墻、通信網絡、集中器，將控制指令發送至樓宇采集終端，改變樓宇采集終端的工作狀態。
4系統關鍵技術點
4.1多種能耗采集終端的接入
節能改造中，由于現存很多不同年代的能耗采集終端，對這些能耗采集終端的數據如何合理的采集是一個非常重大的問題，具體方法有全手工抄表和換智能表計自動抄表兩種方式。另外，對不同品牌的能耗采集終端，如何用同一個集中器進行連接，也是一個關鍵問題。因為不同的品牌，可能會很有私有協議的存在。
因此，對市面上能耗采集終端的主流品牌，要進行統計和協作，使得自己開發的集中器以及軟件系統能夠順利接入各種不同的能耗采集終端。
4.2軟件系統的開發
根據系統的整體框架分為多層結構的特點，本軟件平臺的開發引入“基于子系統平等開發方式”的系統設計模式，采用Java、JavaScrip等編程語言進行編碼，數據存儲數據庫采用阿里云數據庫，通訊技術采用穩定的RS485數據通訊標準，軟件系統結構如圖3所示。
圖3智能建筑集成系統框架
5主要創新點
本項目中的建筑能耗監測系統，其技術的先進性及創新性主要表現在：無線傳輸方式的應用可以有效降低布線的投入，節約成本。該系統可以將能耗采集終端采集的能耗數據傳輸到數據終端進行綜合分析，采集終端包括電能表、水表、冷量表、氣表，并可以將同種能耗按不同用途進行分類計量，從而實現能耗數據的分項計量和分類計量。樓宇采集終端與集中器之間的通信方式，可選擇有線方式或無線方式；有線方式為RS485、電力線通信（PLCC）、快速以太網（FE）中的一種或幾種；無線方式為Zigbee、RF（230～960MHz）中的一種或幾種；根據應用場景具體選擇不同的通信方式。
建筑能耗監測系統，對建筑能耗信息采集方式有兩種，一種是定時輪詢采集方式，集中器定時（15～60min）依次向所連接的各個樓宇采集終端發起采集信息的指令，各個樓宇采集終端依次向集中器發送各自能耗信息、工作狀態和時基信息，集中器收集各個樓宇采集終端的信息，并緩存在集中器的存儲單元中，由數據采集系統（MDCS）經由防火墻、通信網絡，不定時地獲取集中器的存儲單元中的信息。另一種是主動定點采集方式，監控終端對特定樓宇采集終端發起采集信息的指令，特定樓宇采集終端收到采集信息的指令之后，經由集中器、通信網絡、防火墻、數據采集系統（MDCS）、數據庫，將經過采集、傳輸和處理的能耗信息，發送至監控終端。從而實現能耗數據的實時監控。
（1）應用創新。該系統運用計算機技術，可以根據能耗指標體系，將能耗采集終端采集的能耗數據傳輸到數據終端進行綜合分析，實現對寫字樓建筑能耗的實時監測，是一種新型能耗監測系統，推動了能耗監測平臺的發展。
（2）技術創新。在該項目中通過有線和無線方式將樓宇監測終端，包括電能表、水表、冷量表、氣表等，與數據中心聯系起來，實現了能耗數據的分項、分類計量，無線傳輸方式的運用降低了成本，提高了效率。同時采用定時輪詢采集方式和主動定點采集方式進行能耗信息采集，實現了能耗數據的實時監控。
6平臺應用
本文研究的平臺選取了廣東省廣州市荔灣區25棟大型公共建筑的用能數據進行模擬，如圖4、圖5。
圖4廣州市荔灣區25棟建筑能耗模擬
【關鍵詞】大型建筑；能耗檢測；節能
【 abstract 】 this paper, taking shenzhen as an example, for some big construction energy consumption to evaluate detection system, at the same time is to through to the analysis and research of the related data, find out about the large effective measures of energy saving building energy consumption, the summary for the problem of large energy consumption detection work, put forward effective solution, for the normal maintenance of large public buildings energy consumption system and detection are summarized.
【 key words 】 large construction; Detection of energy consumption; Energy saving
中圖分類：TU111.19+5文獻標識碼：A 文章編號：
1.緒論
城市建設在我國目前階段發展勢頭很猛，而對于一些一線城市而言，早就有相當一部分大型公共建筑初具規模，為人們日常的生活工作提供著更加便利的條件，而由此延伸出的一個問題，也是大家普遍關心的一個問題就是節能。本文中我們以深圳為例，將關于建筑能耗的問題作為議論點進行分析。深圳作為我國經濟發展的特區其建設問題，一直都為大家所關注，那么相關部門也開始關注建筑能耗所帶來的影響。
由于我國關于大型建筑能耗系統監管問題的水平并不高，所以也就導致很多相關管理水平的落后，這就會引起節能的大問題，為了解決相關的問題必須要有一套較為完善且具有科學性的建筑能耗檢測管理系統，協助深圳大型建筑解決能耗問題以及相應的管理措施。
2.深圳大型建筑能耗檢測系統
2.1監測工作原理
對于建筑能耗的檢測，其系統的設置和設計主要是包含軟件和硬件，其中軟件主要是用于采集數據、實時監測以及對于一些建筑的相關數據進行分析和檢查，而硬件的設施則包含的是配合軟件工作的具體儀器，軟硬件合作后完成目前深圳大型建筑能耗檢測的工作。對于軟件采集的數據主要是深圳市大型建筑的水、電、冷熱量等。而硬件網管通過設定后會向數據采集儀表相關的命令，而會在一定時間內受到來自數據采集器發送回來的適時數據，然后再網關內存儲起來，最后根據需要在預定時間內將數據發送到中心，而所有的數據都會在一定的時間內匯集到一起被上報到最高級的數據中心，數據傳輸的方式主要有兩種，其一是有線的方式，這種方式優勢是費用合理，且數據傳輸過程中穩定性極好，但其缺點是布線工作非常繁雜。其二是無線的方式，無線的方式主要優勢有不需要布線，非常的便捷，但是缺點是費用昂貴。對于有線無線的傳送方式相關單位應該根據情況進行合理的選擇和分配。
對于數據的檢測可以通過兩種方式去設計，第一就是將檢測的軟件設計成可以網頁瀏覽器的形式，第二，也可以將通過單機版軟禁的形式進行數據展示。根據工作的便捷和效率的問題去考慮，網頁瀏覽器的方式更加符合工作需求，而且對于數據的展示更加的清楚，同時其也不會像單機版的軟件那樣，需要一個一個安裝還需要進行定期的升級。
2.2大型建筑能耗種類劃分
建筑能耗主要分為六項：水電、熱量、冷量和其他。而這些數據也是采集的重點。在建筑中，電量是使用非常驚人的，由于一般的建筑內部可能會有很多設施，所以為了讓數據更加清晰其主要出自哪個部分，方便相關的分析工作的進行，這就需要將各個部分數據的消耗特點進行分類，比如空調用電歸類、照明用電歸類等等，當然這個分類并不需要多么的精細，只需要進行大分類就可以了。通過對于用電進行分類，可以分析出建筑的節能重點，制定出建筑整體的節能方案。
3.建筑能耗檢測系統作用
3.1數據的采集
對于大型建筑的實時能耗數據的采集主要分為兩種方式，第一就是自動的采集方式，主要是利用網絡進行即時的數據收集。第二種采集方式就是人工手動的采集方式。
通常在建筑中由于實際環境的限制，會導致一些數據無法通過相關系統進行實時的采集，這時就需要對于能耗的數據進行手動的采集，比如讓物業的相關工作人員將數據匯集上報，或者可以到建筑現場進行數據采集，將統計出來的數據進行手動的錄入。在進行數據采集的時候其實可以結合兩種采集方式，這樣對于數據的準確定以及范圍性都有幫助，使得節能方案更加的切合實際且有效。
3.2數據的匯總
對于數據進行分析和研究可以幫助能耗檢測系統的建立，真正實現管理工作。而由于深圳的建筑繁多，那么對于數據的采集也應該有一定的等級分管，建立完善的上報規則。相關部門可以將檢測數據上報分為三個等級，但對于深圳這種城市來說，可以分為兩個等級，區級、市級，將這些數據進行歸類整理上報，最終形成國家級的分類總數據，然后通過國家級數據進行統一的。
3.3實現數據可視
由于所采集的數據范圍跨度大，所以信息量自然也是海量的，只依靠人工對于數據進行分析和處理，工作速度是無法達到效果的，所以在進行此類工作的時候必須要依靠計算機，同時生成數據圖表，使其更加直觀的表現數據的起伏和變化，同時也能夠更加形象的展現出不同建筑中的能耗特點。
3.4建筑能耗分析
對于建筑數據采集分析的最終目的，就是為了能夠通過檢測的形式分析出節能的方案，而想要真正研究出建筑能耗方案，必然要對這些數據進行診斷分析，而診斷可分為人工和自動兩種，關于自動診斷主要是通過計算機進行數據的分析，而手段的分析則是通過對于現場采集的數據和遠程的上報數據進行結合，然后人工計算進行分析。
3.5能耗數據公式
相關的政府部門，應該大力的宣傳節能環保意識，提高民眾對于節能的認知，這樣子才可以有效的展開相關能耗的工作，促進節能事業的進步。對于檢測結果可以進行公示，這樣子的數據和能耗內容可以引起民眾的關注，提高公民的節能意識，從自己做起。
3.6節能產品評估
目前市面上有很多關于節能環保的產品，種類繁多，但是這些產品質量無法監測，良莠不齊，使得很多公民和企業無法進行選擇，所以必須要對于這些節能的產品以及節能的技術進行一個統一的評價，進行公示后，大家都會對于這些節能產品有深入的了解，這樣也可以杜絕一些個人或者企業本身有節能的想法，但是確選擇了沒有用的產品。
4.結論
4.1我國對于大型建筑能耗檢測系統的建設早已提上日程，對于這個問題必須要認真的對待，因為世界是一體的，而能源卻不是取之不竭的，如果不做節能環保的工作，那么要不了多久，人類就會為自己的行為付出代價，所以對于這樣一個新課題的研究，就必須要認真對待，利用各種先進的技術方式，也可以結合國外其他優秀的方式去進行嘗試。目前對于這個問題的研究還是存在著很多問題的，比如一些人力無法做到的困難，這些都會影響采集出的數據的準確性，而深圳市在現階段是示范城市，也就是成效較好的代表，所以必須要做到更好。
4.2深圳市的典型案例分析可知，利用數據監測系統是可以找到不合理的能耗數據，這樣就可以對于該地區或者該物業進行相應的學習和優化，進行更改能耗的弊端，幫助其真正投身到節能環保的行動中來。
5.結束語
綜上所訴，我們不難看出，深圳市作為項目示范城市，已經在能耗檢測系統上有了初步的成果，這也給我們接下來的研究工作帶來了很大的信心，而對于下一步工作，政府相關部門會積極投入更高的熱情，建立更多的可利用機制，并且落實相關研究工作的職責，排出由于技術影響的因素，根據深圳市未來的城市建設和規劃，將能耗檢測系統納入規劃中去，真正實現深圳大型建筑能耗檢測節能功能，提高節能效果。
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進行了探討分析。
【關鍵詞】公共建筑；能耗監測系統；軟件；平臺建設；技術框架
公共建筑能耗監測系統是指為耗電量、耗水量、耗氣量（天然氣量或者煤氣量）、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量與其他能源應用量的控制與測量提供解決方案的系統。為了達到高效智能化水平，降低運行成本，提高數據分類收集科學性，該監測方法主要應用了計算機自動化控制、無線網絡傳送等技術手段；它不僅能對現場運作的設備進行控制和監視，而且還能實現對實時數據的采集、設備的控制、測量、參數的調節和對各類信號進行報警的功能。
一、國內外能耗監測系統軟件的分析
國外建筑能耗監測軟件已經發展的比較成熟，并且智能化、信息數字化程度較高。現在發達國家的智能建筑系統大都是按照建筑物使用功能進行設置，這是沒有刻意把智能化放在建設目標上，但是智能化系統的裝備方式是先進的，系統的設置是完備的，系統的工程設計是準確的，系統的運行狀態是良好的。
在2008年，住建部頒發了《關于印發國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則的通知》，主要針對建筑能耗監測軟件技術規范做了明確的說明。目前國內大型公共建筑采用的建筑能耗監測手段相對還比較落后，有的甚至還采用手工抄錄的方式，效率低而且容易產生誤差，無法實現實時監測，這對掌握公共建筑用能情況，了解用能問題，方便管理者制定相關的節能措施造成困難。
我國仍缺少高技術的建筑智能化系統集成技術、理念、態度。另外，在準確把握智能建筑的設計定位、高質量的工程實施與系統有效運行管理方面，與國外發達國家相比還有一定的差距。正是因為缺少相應的規范，建筑智能化設計方面也存在缺乏全面性和長遠性的情況，施工質量難以保證，造成一些應用智能化系統的建筑缺少各系統整體運作機制，結果事倍功半，造成投資的浪費。建筑能耗監測系統在實時性、可靠性、穩定性等方面都達到了很高的水準，已經形成了包括美國霍尼韋爾、美國江森自控、德國西門子等公司在內的一系列智能建筑能耗監測系統產品。
國內已有樓宇能耗監測系統軟件在界面、數據實時性、監測結果分析、數據挖掘以及數據傳輸安全可靠性等方面都做的比較好，但是，數據采集基本都是基于在線數據采集分析技術來實現的，對于無線數據傳輸技術以及無線數據傳輸的加密性和安全性的研究比較少，因此，進一步限制了這些系統的環境適用性。
二、公共建筑能耗監督系統軟件平臺建設
能耗監督系統軟件平臺主要有一般信息維護、采集、信息數據輸入、數據處理、顯示平臺、上傳和協同平臺等7個子平臺系統構成。
1、一般信息維護：為了收集到最原始的能耗數據，必須對公共建筑物的功能、用能類型和其他數據進行調查和分析，并做好維護和修正工作。公共建筑一般配備用能采集儀器及建筑物用電回路線并串聯關系圖。
2、采集：顧名思義，采集為一般性信息的采集和匯總，正常安裝建筑物內采集儀器的配置后，采用最新的計算機傳送系統，將采集儀器上的計量表數據收集至數據收集中央系統平臺，待后續分類處理和分析，此過程應保持連續性，確保正確性。
3、信息數據輸入：將收集到的能耗信息進行合理性分析并逐步驗證其正確性，再進行下一步處理。
4、數據處理：根據收集來的能耗信息，采用數學及物理電路信息處理方法，對其進行分析得出分類性的用能信息，逐步劃分出不同類別用能信息。
5、顯示平臺：用圖表或者信息報表的方式顯示出收集、處理后的數據并顯示需要的人群。
6、上傳：為了區域性的分析能耗情況，構建自動傳輸系統，將收集到的信息以規定的XML格式數據包上傳至更高級平臺系統，定時完成調度任務。
7、協同平臺：為了更好的推進建筑能耗監督系統平臺的建立，協同管理、監測、公告等各方面工作正常有序進行，構建協同平臺，逐步統籌和完善監督系統平臺工作。
三、公共建筑能耗監測技術框架
在當下的時展大環境下公共建筑能耗監測系統平臺主要是為了實現能耗的在線監測和動態分析，是通過對公共建筑物樓宇間單個用能點安裝用能手機裝置，采用計算機無線數據傳送技術快速采集樓宇用能情況并將收集來的信息在數據處理中心進行科學化處理。公共建筑能耗監測系統框架如圖1所示。
1、整體性框架。公共建筑物可根據收集來源和終端級別分為：（1）樓宇信息收集。（2）局部區域性信息平臺中心。（3）省級信息平臺中心。（4）國家級數據處理中心。能耗信息從最基礎的用能單位所安裝的監測平臺收集儀器上傳送至局部區域收集平臺，經初步處理上傳至更高級的數據處理中心，實現分區分步完成收集工作，最終針對不同公共建筑用能情況進行分類處理，編制管理報表。
2、計算機自動化傳送框架。計算機傳送框架可根據用途不同分為收集源端和遠程傳送網絡。收集源端網絡構建是以樓宇收集儀器信息為基礎的信息傳送系統。遠程傳送網絡是根據現在無線傳輸功能建立起聯系性網絡。
3、信息交流。根據傳輸方向不同可將信息交流分為上行和下行。（1）上行：局部系統按一定頻率進行采集后傳輸至上級系統平臺，待處理后逐步上傳至數據處理終端，數據處理中心不斷對接收的信息進行融合處理，得出所需的數據分析表有待下一步需求。（2）國家級數據處理中心根據收集到的信息進行能耗的功能性區別，分項數據和建筑物的分類數據的處理分析，并同步更新反饋至下級部門，根據實際可采用自動化調控收集終端采集器的采集頻率。
四、公共能耗監測系統的應用分析
以吉林建筑大學建立的公共建筑能耗監測平臺為例，可對該學校31棟公共建筑物能耗信息進行收集、傳送、動態監測和信息處理。某個公共建筑物通過收集的能耗信息可與該校能耗平均值進行橫向比較，也可進行最高值與最低值之間或與其他建筑物能耗等多維度對比分析，從而定量分析出建筑物的用能階級，對發現用能分配不均和非必要性能耗具有重要的指導性價值，為節能減排提供可能性
結束語
公共建筑能耗復雜，用能監督系統性不強，傳統意義上的單一式記錄工作存在漏洞，缺乏科學性和高效性且運行成本過高。在減低公共建筑實際運行過程中用能并保證必要用能的前提下，規范和引導合理分配用能，減少浪費減低運行成本已經作為一個有待解決的嚴峻問題。
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【關鍵詞】火電廠；單元機組；經濟指標；在線監測；能耗分析
中圖分類號： F406 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著經濟的快速發展，我國的各行業發展迅速，火電廠的發展也是迅猛前進，并且取得了前所未有的成績。對火電廠單元機組經濟指標在線監測及能耗分析系統的開發研究更是促進了火電廠的發展，因此，我們對單元機組經濟指標在線監測及能耗分析系統的開發研究是很有意義的。從目前而言，我國火電廠單元組經濟指標的管理還不夠完善，企業的管理水平也依然需要進一步改善，因此，在機組的正常運行下，加強對各種指標的在線監測，并進行能耗的分析具有重要意義。
二、火電廠在線監測優化軟件的應用及能耗分析的現狀
1、火電廠在線監測優化軟件的應用現狀
近10幾年，研究熱力系統節能分析的有關專著或論文越來越多，有較大影響的有《熱力發電廠》、《火電廠熱力系統節能理論》、《電廠熱力系統節能分析原理》、《熱力系統火用分析》、《節能原理》等。國外代表該領域的主要論著有《Steam Turbine and Their Cycle 》。目前有關系統節能降耗和機組性能在線監測軟件的開發模型是基于這些論著的基本思想而進行的。這些論著在一定程度上反映了熱力系統節能理論的前沿。從80年代開始，隨著計算機技術和控制理論不斷發展，國外火電廠優化軟件逐步開始應用，經多年試驗、使用、總結和完善，很多軟件包已比較成熟，經濟效益顯著。90年代，計算機硬、軟件發展及更新速度加快，不僅人機界面友好，系統互換性增強，而且隨著數據庫功能不斷完善和開發，各種高級應用軟件層出不窮。尤其是近幾年，企業管理信息系統(MIS)和企業資源計劃(ERP)系統的普遍應用，使得應用于火電廠的優化管理軟件有了很大發展和更多應用。
目前，機組性能分析和優化軟件已有單位做了大量的開發和試驗研究工作，如:由華北電力大學陳鴻偉教授等，在火電廠現有信息資源基礎上，基于模塊構設計思想，利用先進計算機技術開發研制的火電機組能損分析系統。該系統對于 C/S 模式和 B/S 模式進行分析比較得出了基于兩者混合模式的系統實現方案。針對系統數據采集和數據存儲等關鍵問題，采用了 OPC 技術規范、共享內存的設計思想，極大地提高了系統的安全性和實時性。由華北電力大學張春發教授等開發的基于 C/S 模式的火電機組耗差分析系統，該系統采用了先進的數學模型和模塊化思想，具有在線計算準確性高、運行維護方便、節約火電廠計算機資源等優點。張春發教授等還承擔了國家電力公司的重大科技項目“火力發電廠設備、系統及運行節能在線監測研究”的研究任務，該系統在電廠現有的數據采集系統(DAS)或信息管理系統(MIS)之上，利用先進的火電廠節能理論，以熱力系統為中心，對全廠主要熱力設備進行耗差分析，實時地反映出電廠的運行經濟情況，并以表格的形式集中地在線給出各熱力設備的主要運行參數的額定值、定壓運行應達值、滑壓運行應達值、實際運行值以及由于運行參數偏離應達值而造成的煤耗偏差。
2、能耗分析的現狀
針對火力發電廠機組能耗分析方面的研究發展過程主要包括如下幾個階段：初級階段。在上世紀80年代就有專家專門研究火力發電廠的能耗問題，直至90年代電力大發展時期有較正式的能耗分析軟件，比如耗差分析系統等。但那時的分析系統大部分采用手工獲取數據，手工加載計算模型的方式，使用起來非常不方便，而且考慮的深度遠遠不夠，比如沒有劃分合理的運行工況，能耗分析的結果準確性不高，過于孤立的考慮能耗分析，不能很好的對機組的優化運行起到指導作用等。中級階段。1998年熱工院侯子良教授提出SI這一概念，SIS 系統的準確定義是為火電廠全廠實時生產過程綜合優化服務的生產過程實時管理和監控的信息系統，其中能耗分析成為SIS系統中的重要高級功能。SIS是我國獨有的名詞，缺乏統一的執行和驗收標準，這一概念及其相應的產品在2001年至2008年這一段時間內得到了廣泛的應用，但絕大部分的SIS系統并沒有像宣傳的那樣站在非常高的高度上切實有效為發電企業帶來直觀的節能降耗效益。這一系統在2008年左右應用數量銳減，除市場飽和因素外，也證明了沒有直觀價值的產品沒有長久的生命力。2008年以后，一系列的問題導致國家空前重視節能問題，節能減排工作各方面的壓力都很大，如政府方面需兌現節能減排量的承諾，企業方面因能耗水平過高引起成本過高，競爭力降低，公眾方面關注環境惡化，災害頻發，節能環保意識明顯增強。從技術角度分析，沒有系統性的節能減排策略和綜合服務，條塊分割，多頭管理，雜亂無章，國家十大節能工程中“節能監測和技術服務體系”建設等嚴重滯后，這些都影響了節能工作的有序順利展開。
三、在線監測系統與火力發電廠能耗分析系統需求分析
1、在線監測系統勢在必行
（1）經濟性分析
雖然軟件包單項價格較高，但從取得的經濟效益和回報率看，增加這些初投資是值得的。目前能提供優化軟件的DCS供貨商均有詳細的技術經濟分析報告，并已在某些電廠尤其是大容量、自動化水平很高的機組上成功應用，取得了一定經濟效益。
雖然一些優化管理軟件所帶來的經濟和社會效益短期內不會充分顯示出來，但從長遠利益看，這種科學管理會給電廠帶來很大的收益。性能計算和優化軟件可將設備、機組乃至全廠的經濟指標詳細量化，運行人員可根據操作指導選擇最優化的運行方式；設備管理軟件通過對各種設備多層次的維護方式，降低損壞率，延長使用壽命。
（2）必要性
電廠是消耗一次能源并生產二次能源的耗能大戶，每年火電用煤約占全國煤總產量的1/4，因此，火電廠節能具有特別重要的意義。在線監測系統是促進電廠開展節能降耗工作的重要組成部分。
2、火力發電廠能耗分析系統需求分析
（1）系統功能性需求
自金融危機發生以來，能源企業對于節能工作的重視程度發生了很大的轉變。在市場經濟不景氣的情況下，誰能把能耗或者說成本控制的更好也就意味著誰的競爭力將更強，很多能源企業以前連節能專工都沒有，現在顯然發生了重大變化，企業樂于并不得不充分重視能耗的管理和控制工作。另外節能減排工作已上升為國家戰略，人均能源擁有量的不足和能源需求的加大以及能耗水平的居高不下都對國家的能源戰略提出了嚴峻的挑戰。這些大的環境無疑也在對能耗管理的提出進一步要求。
①數據采集與存儲
對底層控制系統生產過程數據進行采集，并統一時標、描述、量綱，在實時/歷史數據庫中記錄機組生命周期的運行過程信息。
②工況監視與查詢
通過采集全廠各生產過程控制系統實時信息，對全廠生產數據進行綜合處理、統計分析，使用戶可以在各終端上對全廠生產狀況進行實時監視，通過生產模擬圖、趨勢圖、棒狀圖和參數分類表等多種監視方式實時顯示各單元機組及輔助車間的主要運行參數和設備狀態。能對全廠生產數據進行綜合處理、統計分析，并能監視、查詢和打印，實時信息用 B/S 方式。
③能耗分析
能耗分析是用軟件實現節能降耗的核心模塊，也是本論文重點要闡述的問題。能耗分析面向全廠和各個機組，計算主機和輔助系統的各種效率和實際性能指標，為火力發電廠機組能耗分析系統本身其他高級功能和其他信息化系統提供能耗數據支撐。
④運行優化
運行優化功能模塊主要包括：工況分析、操作指導兩個部分。基于能耗分析的結果，充分結合發電廠運行規程和機組運行方式，進行優化調整，不僅僅是分析出能耗結果，而是同時給出具體的操作措施，幫助運行人員直觀的進行優化操作，從而讓機組持續保持經濟優化運行。
⑤報表系統
報表系統是實用性最強的功能模塊，雖然其本身并不包含多少創造性的東西，但是它卻是整個系統對外展示的重要窗口，是使用最頻繁的功能之一。報表系統應能實現自動生成日報表、月報表以及事件報表等。在報表中，可以選擇當前值，也可以是統計值，還可以是任何時間段內的計算值。報表格式應可以實現用戶自定義功能，支持Web方式。
⑥運行考核
考核的最終意義在于建立一種良好的管理評價體制，把能耗分析模塊計算出來的結果最終反饋到機組的實際運行中去，從而最終產生經濟效益。考核總體上可以分為兩大類，一類是基于安全性的考核，一類是基于經濟性的考核。
⑦系統管理
系統管理可以實現對本系統自身的管理以及外部擴展管理。所有能配置的功能都將在此得到靈活的處理，避免了大量的二次開發。系統管理可以讓發電廠從軟件本身解脫出來，把主要精力集中在節能降耗的具體措施上。另外通過系統管理可以讓系統方便的擴展，適應以后更加復雜的需求。
（2）系統非功能性需求
①觀感需求
版面布局應該盡量與節能監管部門目前使用的其他產品風格一致，默認情況下以灰色調為主；應該表現得穩重、權威；少用靚麗顏色，但確保重點突出。
②易用性需求
系統應該突出能源行業管理特點，避免純粹的軟件開發思維貫穿其始終。沒有經過培訓以及不懂英文的人，能夠迅速使用該產品；對專業工程師來說，可以通過系統非常容易滿足行業節能管理需求，可以在30分鐘內無需接受任何培訓就能熟練使用產品；對于年齡較大的，對電腦操作不熟悉的管理者，有直觀的系統總界面幫助其獲得信息，并能進行適度信息鉆取。
③可維護性需求
大批的非功能性的改進，維護時間限制在30分鐘內；單個新增功能菜單維護時間限制在5分鐘內；系統管理（含權限，部門，角色等）的維護時間限制在10分鐘內；所有跟前臺展現相關的參數均可以實現后臺配置和維護，維護時間不超過15分鐘；不同企業間信息查看和維護，不應該頻繁返回上一級操作后再選擇，應提供一站式信息服務。
四、系統設計
1、系統結構
由于系統需要進行大量的數據處理和邏輯分析，所以采用了以數據庫為核心的C/S結構模式。系統通過網絡從電廠MIS系統和DAS系統中獲取電力生產實時數據，其中煤、灰、煙化學分析數據要手工錄入。客戶端軟件是統一的，都是通過瀏覽查看信息，所有的開發和維護都是在服務器端進行。這樣的體系結構可以省略到現場采集數據的工作，同時數據來源準確可靠，節省開發成本。
2、數據庫表的設計
數據庫表的設計關系到整個系統的性能，是數據庫設計中的重要部分。根據數據的用途，建立4個數據庫表:實時表、分鐘表、最優值表、/值0安排表。
(1)實時表
實時表用來存儲系統計算和分析所需的實時數據，包括從MIS系統讀取的和手工錄入的。實時表是用來系統進行分析的數據源，同時也可以供參數實時監測調用。
(2)分鐘表
這里記錄的數據是統計實時數據在一分鐘內的平均值得到的，在此表基礎上可以形成“值”報表、日報表、月報表和年報表。
(3)最優值表
為了調用方便，將各工況的主要參數的最佳值保存在一個單獨表中。根據最佳值的確定方法，表中的值是能夠更新的。
(4)“值”安排表
系統具有“值”間指標競賽的功能，需要統計各“值”在工作中的工作成績，所以專門設計了一個值工作日期表，是每個“值”的工作記錄。
3、系統功能
(1)經濟指標在線監測
在線計算單元機組的經濟指標，實時監視機、爐運行狀態。
(2)經濟運行在線指導
基于計算出來的經濟指標及其煤耗偏差，為運行人員提供操作指導，可以提高機組的效率，及時消除故障隱患，確保安全運行。
(3)競價上網
計算單元機組的標準發電成本、供電成本，分析成本變化規律，為管理部門分析成本構成提供有效依據。
(4)設備狀態
該功能主要反映設備的當前狀態，為檢修提供必備的信息。對于汽輪機采用相對內效率反映其健康狀況的變化；對于凝汽器與回熱器，采用端差反映其健康狀況的變化。
(5)值間經濟指標競賽
按照電廠制定的“值際安全經濟指標競賽辦法”，統計各值每月完成的生產技術指標，并計算與額定值或者月度平均值的偏差，打出每個值的分數，供考核評比。
(6)運行報表
根據實時的經濟指標，形成全廠日報表、月報表和年報表。按照電廠規定格式打印上報有關部門，供領導查詢和考核。
(7)熱力試驗
系統可以仿真機組熱力系統運行，并進行熱力試驗報告的自動顯示和打印。
五、結束語
近年來我國的火電廠發展迅速，很多技術得到了廣泛的應用，單元機組經濟指標在線監測及能耗分析系統是針對電廠生產管理和竟價上網開發的，推動火電廠的進一步發展，因此，加強對火電廠單元機組經濟指標在線監測及能耗分析系統的研究是很有必要的。
參考文獻
[1]李蔚,任浩仁.300MW火電機組在線能耗分析系統的研制[J].中國電機工程學報,2002．
關鍵詞：電力；節能；效益；系統
引言
廣東惠州平海發電廠有限公司位于廣東省惠東縣大亞灣口東岸南端，南臨南海，西面與大亞灣核電站隔海相望，北距惠州市約100Km，距惠東縣城52Km，東距平海鎮約18Km。平海電廠規劃建設6臺100萬千瓦超超臨界燃煤發電機組，一期工程首先建設2臺100萬千瓦超超臨界燃煤發電機組，動態總投資為85億元人民幣。2008年10月7日，一期工程獲得了國家發改委的核準，一期工程2臺機組在2011年4月正式投入商業運行，年發電量可達到110億千瓦時，將有效緩解珠三角地區緊張的用電壓力。
1.工程概況：
為落實國務院與廣東省政府關于節能發電調度工作文件的精神，根據廣東省經濟和信息化委員會和廣東省發展和改革委員會聯合印發的《印發廣東省節能發電調度煤耗在線監測系統建設工作實施方案的通知》粵經信電力[2010]974號文件的要求，廣東省粵電集團有限公司需按照省經濟和信息化委、發展和改革委制定的《廣東省節能發電調度煤耗在線監測建設工作實施方案》建設下屬各單位火電機組的煤耗在線監測子站系統，滿足火電機組煤耗計算相關測點實時數據的接收、存儲、計算、分析、數據上傳至廣東省調度中心主站系統等應用功能，從而實現廣東省內所有火力發電機組實時煤耗在線監測與煤耗負荷數據的分析，按機組容量和類別進行煤耗排名，為節能發電調度提供數據依據，同時指導火力發電機組安全經濟運行。平海電廠做為第二批試點單位，從2011年7月初開始組建節能煤耗系統網絡，7月底開始節能煤耗在線監測系統的實施工作，目前該系統已經投入試運行。
2.節能煤耗系統建設介紹
2.1系統整體架構
節能煤耗在線監測系統分為主站與子站建設，從功能方面系統主要分為四大部分：（1）WEB界面管理器，提供數據展示、查詢與編輯的平臺，實現用戶對數據操作與曲線對比分析管理，是整個軟件的管理中樞。（2）以Oracle關系數據庫與PI實時數據庫為基礎的I/O數據接口，實現子站采集數據與計算數據的存儲、轉換與讀取功能。（3）數據采集與接收模塊為外部數據接口，實現采集平海電廠的生產實時數據，將接收到的實時數據提供給核心計算服務器進行計算分析。（4）核心計算服務，核心計算軟件根據指標計算模型與算法，實現煤耗計算與微增率計算等計算功能。采用上述系統架構后，采集實時數據源與計算結果數據分別導入Oracle與PI實時數據庫，使數據歷史存儲和利用分開，提高了數據管理和數據利用的效率；抽象出核心計算模塊也便于核心計算程序模塊式開發與分布式部署，使得各個核心算法的開發互不影響；通過XML文件實現WEB界面數據結構的生成和資源管理器界面的創建，能快速的適應客戶需求變更，也進一步提高了軟件的可測試性、可維護性和功能可擴展性。
2.2系統功能：結合軟件系統架構，充分考慮軟件的各種業務應用功能的相對獨立性和擴展性，系統采用先進的模塊化設計思想，系統共分為8個功能模塊：
2.2.1系統應用與配置管理模塊
完成應用系統的各種配置功能，包括系統配置、組織機構管理、權限配置管理、日志管理與系統監控。（1）系統配置用于完成應用系統的各種配置功能，包括各種數據字典的管理、用戶使用風格的配置和應用系統的維護功能；（2）組織機構管理，完成電廠的各級機構的設置、部門及崗位的管理，同時可以完成用戶的各種配置功能和用戶組的管理；（3）權限配置管理，主要完成角色的配置、角色的權限劃分、人員權限的分配、功能模塊權限管理，可實現多級授權；（4）日志管理，包括系統的各種消息（包括預警、報警信息等）的展示、配置以及操作日志的查詢維護功能；（5）系統監控，實時監控計算服務的狀態是否正常以及服務的日志查詢。
2.2.2系統數據配置管理模塊
提供本系統基本數據與指標體系的配置功能。主要包括調度機構配置、區域電廠信息配置、區域電廠單元配置、區域電廠機組配置、區域電廠專業配置、實時點配置管理、手工點配置管理與指標配置管理。
2.2.3數據采集與傳輸模塊
通過子站采集接口從控制系統或其它控制設備采集煤耗相關實時數據，并保存相關數據在子站實時數據庫中，同時把實時數據與計算結果上傳到主站的核心計算服務模塊中。并支持斷點續傳，有完善的容錯能力。
2.2.4曲線對比分析管理模塊
主要提供反平衡煤耗曲線、反平衡負荷煤耗曲線與煤耗微增率等曲線走向趨勢，可以在同一坐標系內對不同指標曲線進行趨勢情況的展示，依據指標自由組合查詢，按照時間的日、周、月、季與年來展現指標的實時、歷史曲線，以便于用戶監測、比較與分析各類指標。
2.2.5告警管理模塊
分系統告警與網絡告警。系統告警根據指標配置的計算公式與告警區間進行計算，并對計算結果數據進行分析，對超出了所設置目標值的告警指標，則進行告警提示，并提供指標公式校驗、指標上下限值區間驗證告警。網絡告警能夠增加、修改并刪除網絡組態，快速定位和分析產生故障的網絡設備。
2.2.6能耗計算模塊
提供指標煤耗計算與微增率計算功能。具體算法由計算引擎來實現，系統通過指標值的計算結果可以統計各時間段內指標值、平均值與目標值偏差的相互變化關系，作為電廠經濟性優化調度的基本依據。
2.2.7能耗監測分析模塊
能耗分析主要對廣東電網所屬火電廠及機組的負荷及煤耗曲線進行同比與環比的分布情況的對比分析，并統計出電網所屬火電廠、火電機組煤耗同比與環比增幅及排名。
2.2.8統計查詢與報表管理
提供統計并查詢電網所屬電廠與機組的機組運行狀態、實時與歷史供電煤耗、煤耗水平排名、當前和歷史負荷、手工數據與環保數據等。系統提供用戶常用報表及自定義報表功能。
3．節能煤耗系統和DCS系統整合
節能煤耗在線監測系統通過OPC接口讀取DCS數據，通過DCS接口機上的采集程序，將1號機和2號機的DCS數據采集出來，然后通過正向隔離網閘到2臺SIS機房核心冗余交換機，再通過SIS機房核心交換機將DCS數據接入到煤耗應用服務器的PI實時數據庫中，最后通過節能煤耗在線監測系統軟件經過嚴格、規范、復雜的計算，將實時數據和計算后的性能指標數據寫入到實時數據庫中進行存儲，最后將全部數據通過反向隔離裝置傳輸至通訊服務器，最終由通訊服務器將煤耗、負荷等關鍵數據上傳至中調。
