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企業將具有戰略決策、資本運營與研發設計、市場營銷等高端功能的總部建立在交通便利、市場繁榮、人才密集、資本發達的中心城市，這種現象稱之為總部經濟?？偛拷洕陌l展必然帶動其基地的快速布局和建設。總部經濟基地有著建筑規模大、運行時間長、功能復雜、能源種類多且消耗高等特點，采用傳統的人工取值、抄表、統計等方式進行能源管理存在著數據不準確、傳輸速度慢、處理周期長、資源浪費大等問題，與現行提倡的“綠色總部基地”相矛盾。物聯網技術是一種以互聯網通信技術為基礎，以微控制系統或計算機為控制核心，通過采集末端各種傳感器數據，運用一定科學計算法得出對應的控制信號，對終端設備進行閉環控制的一種先進技術。為了提高總部經濟基地的能源管理服務水平，更好地做好節能減耗工作，同時快速定位故障點，針對基地范圍大、建筑多、設備雜等特點和能源管理需求，設計了一套基于物聯網技術的能源管理系統，主要包括基地監測中心、現場通信子網、變電所線路電力監測、單體建筑電力監測、水系統計量與監測、空調新風節能監測控制和變電所環境監測七個部分。

1系統結構設計

針對總部經濟基地自身特點，仔細分析能源管理的實際需求，采用先進的分布式監控技術和系統集成技術。系統由監測中心平臺、現場通信網絡、智能傳感器裝置、智能網關（用于連接第三方智能計量裝置）等組成。系統在統一的能源管理平臺下，通過數據共享機制，實現對基地內建筑用能進行全面的、實時的用能計量、能源質量監測、安全管理、節能控制。系統設計有以下特點：（1）系統集成在總部基地自動控制（BA）系統，在同一信息平臺采集、調度，便于各系統的整合，減少重復投資，同時便于維護。（2）系統利用設備專網資源，采用基地內鋪設設備光纖環網作為能源數據的主干傳輸網絡，通過主干網與LonWorks分布式高速控制網絡的無縫連接，構建成覆蓋全基地的分布式高速控制網絡系統。（3）實現總部基地水、電等能源的分類計量及用電分項計量等監測。用電總計通過讀取安裝在變電所低壓進線的具有遠傳接口智能電表數據累加實現，用電分項計量數據通過讀取安裝在變電所低壓配電柜所有出線回路的具有遠傳接口智能電表數據獲得，用水總計通過在市政各總管網上安裝遠傳智能水表計量累加獲得。通過實時數據發現用能問題，同時對重點用能系統進行專項用能計量和監測。（4）利用現代傳感器技術、變頻技術和LonWorks分布式高速控制網絡技術，對基地內多聯機（VRV）空調系統及新風系統進行全面的閉環節能控制，大幅降低空調能耗。（5）對基地內變電所進行環境監控，通過視頻監控確保設備及用能安全，有效實現重要設備場所的無人值守。通過安裝溫感、煙感裝置監測重要設備場所設備安全狀態及異常報警。

2硬件設計

2.1現場傳感器。智能電表使用的是三相多功能電力終端NLA-PM100D，采集三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、功率因素、頻率及諧波等電能參數，具有在線分析各種用電回路的需量、識別有效負荷與無效能耗、監測變電站的開關狀態等功能，同時自帶LonWorks網絡接口，方便使用。智能遠傳水表采用單流束葉輪技術，計數器部分采用成熟可靠的干式技術，計數器內部沒有任何部件與水接觸，同時具備自動采集并能遠程傳輸數據。2.2現場通信子網?，F場通信子網由智能網絡控制器、各類智能表計、智能網關等組成。系統選擇i.LONSmartServer作為現場通信子網中的智能網絡控制器，主要功能是執行LonWorks現場控制網絡至以太網的路由通信功能，起到雙向通信控制功能。其一，i.LONSmartServer可以向上通過系統通訊網路與控制中心進行數據傳遞交換，保證控制中心可以快速獲取關鍵數據；其二，i.LONSmartServer可以向下通過雙絞線與現場各類傳感器設備進行數據交換，完成傳感器設備的數據采集和發送，實現遠程監測、遠程測量和遠程控制等功能，同時起到各類通信協議轉換作用?，F場采用Lonworks雙絞線控制網絡，具有拓撲結構靈活、傳輸介質和方式多樣、傳輸速度快、抗干擾能力強等特點。Lon-works現場網絡采用了P-CSMA/CD技術，使用了可實時通信、網絡的LONTALK通信協議，符合國際標準，可真正實現產品的互換性、網絡極容易擴充、修改和維護。此外LonWorks網絡與Internet無縫連接，可以實現遠程監控與遠程操作。2.3變電所線路電力監測系統。變電所配置智能網關讀取高壓配電自動監控系統參數，接入能管系統，實現電量計量及參數檢測報警（如電壓、電流、斷路器狀態、功率因數等，故障報警）。在基地內各個變電所內低壓室低壓進線配置三相多功能電力監控終端，用于變電所低壓側用電的總計量及電能質量的監測。對變電所各個低壓出線回路配置三相多功能電力監控終端，用于對各個出線回路的計量及電能質量監測。2.4空調新風節能監測控制。目前總部基地使用較多的暖通系統是多聯機（VRV）空調和新風系統相結合的工作方式。總部基地能源管理系統利用溫度傳感器及網絡控制技術，實現多聯機（VRV）空調和新風系統自動化控制。對空調機組配置通信接口及智能網關，接入到能效提升和柔性調峰控制平臺，通過能效提升和柔性調峰控制平臺，對多聯機（VRV）空調系統進行集中控制。新風系統根據溫度傳感器、空氣質量傳感器等監測數值，自動啟動停止對應的新風機組、調節新風閥開度。

3軟件設計

系統軟件可有效對總部基地電、水等各類能源的智能表計進行實時在線的數據采集、監測和計量，為能源精細化管理提供準確、連續的數據，保證數據源頭的可靠性。系統軟件采用B/S架構與C/S架構有機結合的方式，用B/S架構的軟件實現數據查詢的需求，用C/S架構的軟件實現系統的能源實時監控功能。系統開發使用C#開發語言和SQLServer數據庫，主要開發基于C/S的基地能源自動化監管系統軟件和基于B/S的基地能源查詢分析軟件，用WINDOWS2008Advancedserver和SQLServer2008數據庫搭建?；啬茉醋詣踊O管系統軟件用C#語言開發，主要對現場各種智能表計能源數據進行采集并存儲，對單體狀態、能源報表、設備節點的組態進行實時監測。基地能源查詢分析軟件主要為能源數據的查詢、統計與分析，供管理人員進行能源查詢、分析與預測，并作出科學的能源策略?；啬茉醋詣踊O管系統的數據存儲與操作軟件部分是在SQLServer2008數據庫基礎上進行二次開發的?？紤]總部經濟基地建筑規模大、運行時間長、功能復雜、能源種類多且消耗高等特點，在系統設計中會用到大量的數據存儲和讀取，這也是關系到系統運行快慢的重要部分。對于基地能源監測大數據的管理，系統采用了存儲管理方式，這樣雖然占用了一定的存儲資源，但是在效率上有了很大提升，為提高整個控制系統的響應速度打下了基礎。

4系統優勢

目前常用的能源管理方法分為人工傳統方法、設備檢測方法和自動能源管理方法，主要內容比較如下：（1）人工傳統方法。該方法主要使用在一些運行年代久遠的企業或基地，這些企業或基地使用的設備較為傳統，沒有安裝自動化檢測裝置，缺少數據自動傳輸功能。該方法多為粗放式能源管理方法，主要是使用人工抄表的方法采集數據，定期進行人工統計，或者根據能源購入總量及使用時間進行統計。（2）設備檢測方法。隨著科技的發展，一些傳統企業或基地開始對能源設備進行更新換代，對一些重點設備安裝了能源使用監測設備或使用了全自動的設備，這些設備工作的相關數據可以由設備單獨保存，工作人員可以讀取設備數據進行分析。（3）自動能源管理方法。進入互聯網時代，設備的發展也被賦予了互聯網因素，設備不僅可以自動完成能源相關數據讀取和檢測，還可通過互聯網技術實現數據通信和分享，全面進入了物聯網時代。這種方法完全剔除了人工現場檢測或數據分析部分，交由計算機和傳感器自動完成。基于物聯網技術的能源管理方法屬于自動能源管理方法的一種，具有以下優勢：①突破人工傳統方法的獲取數據方式，人工傳統方法在抄寫數據記錄時會可能會出現錄入錯誤，特別是總部經濟基地采集點多、數據多，使用人工傳統方法時很容易出錯。采用基于物聯網技術的能源管理方法，可以快速讀取數據，保證數據準確率，自動化讀取，減少工作錯誤。②基于物聯網技術的能源管理方法可以根據要求做到實時統計傳感器數據，可以快速響應控制系統要求，通過快速獲取數據及時分析判斷總部基地運行狀態，這點是人工傳統方法和設備檢測方法無法完成的。③人工傳統方法和設備檢測方法都是需要人工讀取、統計和分析，對人員的管理和工作流程的控制有著較高要求。基于物聯網技術的能源管理方法是一次投入，減少了人員的使用，避免了運營時人員管理和工作流程控制等問題，在減少運營成本的同時，消除了人員記錄主觀錯誤的風險。④基于物聯網技術的能源管理方法可以快速定位能源系統故障處，提升問題處理反應能力，確?？偛炕卣＿\轉。⑤基于物聯網技術的能源管理方法通過前端傳感器獲取數據，利用后臺控制系統可以對用能過高單位和用能危險單位進行合理控制，用閉環控制方法降低整個能源消耗。

5結語

本文設計的能源管理系統以物聯網技術為基礎，實現了總部經濟基地常規能源監測和重點用能系統（空調新風系統）監測控制相結合的系統設計。設計中綜合運用了互聯網快速通信、各類傳感器檢測、系統軟件開發、數據庫應用等領域的相關技術，有一定的實際使用價值。在分析了人工傳統方法、設備檢測方法和自動能源管理方法優劣的基礎上，發現屬于自動能源管理方法的基于物聯網技術的能源管理方法更適合在總部經濟基地使用。基于物聯網技術的總部經濟基地能源管理系統的建立不僅可全方位監控總部基地能源使用狀況，而且還可快速判斷出基地能源使用故障和故障位置，同時對重點用能系統（空調新風系統）進行了閉環式監測控制，提高了總部基地能源使用效率，減少了能源浪費，對總部經濟基地正常運轉起到了十分重要的作用。

作者:華磊 單位:江蘇省工程咨詢中心

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