enteliWEB能耗監(jiān)測(cè)與電能管理系統(tǒng)介紹

一、系統(tǒng)概述

二、系統(tǒng)構(gòu)成

（一）數(shù)據(jù)采集模塊

1. 傳感器與智能電表

• 這是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的源頭。傳感器用于獲取各種與能源消耗相關(guān)的物理量，如溫度、壓力、流量等，這些數(shù)據(jù)對(duì)于計(jì)算熱能、水能等消耗非常重要。而智能電表則是電能數(shù)據(jù)采集的核心設(shè)備，能夠精確測(cè)量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能等眾多參數(shù)。

• 例如，在一個(gè)工業(yè)廠房中，每臺(tái)大型設(shè)備都配備有智能電表，實(shí)時(shí)記錄設(shè)備的用電情況。這些電表通過(guò)高精度的電流互感器和電壓互感器獲取電流和電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路處理后，將數(shù)據(jù)傳輸給后續(xù)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

2. 數(shù)據(jù)采集器

• 數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)收集傳感器和智能電表的數(shù)據(jù)。它可以通過(guò)多種通信方式與設(shè)備相連，如 RS - 485、Modbus 協(xié)議等。采集器將分散的數(shù)據(jù)集中起來(lái)，并進(jìn)行初步的處理，如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、濾波等操作，以去除干擾信號(hào)和異常數(shù)據(jù)。

• 例如，在一個(gè)商業(yè)建筑中，數(shù)據(jù)采集器可以將各個(gè)樓層的智能電表和環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)收集起來(lái)，按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，然后將這些數(shù)據(jù)打包發(fā)送給上位機(jī)。

（二）數(shù)據(jù)傳輸模塊

1. 通信網(wǎng)絡(luò)

• 數(shù)據(jù)傳輸可以采用有線和無(wú)線兩種方式。有線方式包括以太網(wǎng)、光纖等，具有傳輸速度快、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，適用于數(shù)據(jù)量大、對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)所，如工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線。無(wú)線方式如 ZigBee、Wi - Fi、4G/5G 等則具有靈活性高、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，適合在分布較廣、布線困難的區(qū)域使用，如大型商業(yè)綜合體的不同店鋪之間。

• 例如，在一個(gè)園區(qū)內(nèi)，企業(yè)可以利用園區(qū)內(nèi)的以太網(wǎng)將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥茉垂芾碇行?；而?duì)于一些臨時(shí)的能耗監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò) 4G/5G 網(wǎng)絡(luò)可以快速搭建起數(shù)據(jù)傳輸通道。

2. 通信協(xié)議

• 為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和兼容性，系統(tǒng)采用了一系列通信協(xié)議。除了上述提到的 Modbus 協(xié)議外，還有 MQTT 協(xié)議等。MQTT 是一種輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，適用于低帶寬、高延遲的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠高效地將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嘶虮镜胤?wù)器。

• 例如，在智能家居系統(tǒng)中的能耗監(jiān)測(cè)與電能管理部分，設(shè)備可以通過(guò) MQTT 協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

（三）數(shù)據(jù)處理與分析模塊

1. 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器

• 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器接收傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、分類(lèi)和存儲(chǔ)。清洗數(shù)據(jù)是為了去除錯(cuò)誤、重復(fù)和不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。分類(lèi)存儲(chǔ)則是按照不同的能源類(lèi)型、設(shè)備、區(qū)域等進(jìn)行劃分，方便后續(xù)的查詢和分析。

• 例如，在一個(gè)學(xué)校的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，服務(wù)器會(huì)將教學(xué)樓、辦公樓、宿舍等不同區(qū)域的電能和其他能源消耗數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)，并且按照照明、空調(diào)、辦公設(shè)備等不同設(shè)備類(lèi)型進(jìn)一步細(xì)分。

2. 數(shù)據(jù)分析軟件

• 這是系統(tǒng)的核心部分之一。通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件，可以進(jìn)行多種復(fù)雜的分析。能耗趨勢(shì)分析可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的擬合，繪制出能源消耗隨時(shí)間變化的曲線，從而預(yù)測(cè)未來(lái)的能耗趨勢(shì)。能耗對(duì)比分析則可以比較不同設(shè)備、不同區(qū)域、不同時(shí)間段之間的能耗差異，找出能源浪費(fèi)的環(huán)節(jié)。

• 例如，通過(guò)對(duì)比醫(yī)院不同科室的電能消耗，發(fā)現(xiàn)某些科室由于設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)等原因?qū)е履芎妮^高，從而采取針對(duì)性的節(jié)能措施。

（四）用戶界面與管理模塊

1. 監(jiān)控大屏

• 監(jiān)控大屏通常安裝在能源管理中心或相關(guān)管理部門(mén)的辦公場(chǎng)所，用于直觀地展示能源消耗的實(shí)時(shí)情況。通過(guò)各種圖表（如柱狀圖、折線圖、餅圖等）和圖形化界面，展示能源消耗的分布、動(dòng)態(tài)變化等信息。

• 例如，在一個(gè)城市的能源管理部門(mén)，可以通過(guò)監(jiān)控大屏展示各個(gè)區(qū)域的電能消耗排名，用不同顏色的區(qū)域表示不同的能耗水平，方便管理人員快速把握全局情況。

2. 管理軟件平臺(tái)

• 管理軟件平臺(tái)為用戶提供了操作界面，用戶可以通過(guò)該平臺(tái)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、查看詳細(xì)的能耗報(bào)告、進(jìn)行能源成本核算等。同時(shí)，平臺(tái)還可以提供節(jié)能策略推薦功能，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，為用戶提供針對(duì)性的節(jié)能建議。

• 例如，企業(yè)的能源管理人員可以通過(guò)管理軟件平臺(tái)生成月度或年度的能耗報(bào)表，分析能源成本占總成本的比例，并且根據(jù)平臺(tái)推薦的節(jié)能策略，如設(shè)備升級(jí)、優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間等，來(lái)降低能源成本。

三、系統(tǒng)功能

（一）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能

1. 系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取能源消耗數(shù)據(jù)，特別是電能數(shù)據(jù)。對(duì)于電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)，如電壓、電流等，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控其變化情況。一旦出現(xiàn)異常，如功率突增、電壓驟降等情況，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員進(jìn)行檢查。

• 例如，在一個(gè)數(shù)據(jù)中心，當(dāng)服務(wù)器的電力消耗突然超出正常范圍，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，工作人員可以快速排查是業(yè)務(wù)量突增還是設(shè)備故障等原因?qū)е碌摹?/p>

2. 同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)還可以對(duì)能源質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如電能質(zhì)量（包括諧波含量、三相不平衡度等）。這對(duì)于一些對(duì)電能質(zhì)量要求較高的設(shè)備，如精密儀器、電子設(shè)備等，非常重要。

（二）能耗分析功能

1. 除了上述提到的能耗趨勢(shì)分析和對(duì)比分析外，系統(tǒng)還可以進(jìn)行能耗構(gòu)成分析。即分析能源消耗的主要構(gòu)成部分，如在工業(yè)企業(yè)中，確定生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備、照明、空調(diào)等各部分能耗占總能耗的比例。

• 基于這些分析，系統(tǒng)可以為用戶提供節(jié)能潛力評(píng)估。例如，通過(guò)評(píng)估發(fā)現(xiàn)企業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)能耗占比較高，且通過(guò)與同行業(yè)先進(jìn)水平對(duì)比，存在較大的節(jié)能空間，系統(tǒng)可以建議用戶對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

2. 另外，系統(tǒng)還可以進(jìn)行能耗分?jǐn)偡治?。在商業(yè)建筑或多部門(mén)的企業(yè)中，根據(jù)不同區(qū)域或部門(mén)的能耗使用情況，合理分?jǐn)偰茉闯杀?，為費(fèi)用結(jié)算提供依據(jù)。

（三）電能管理功能

1. 系統(tǒng)可以對(duì)電能進(jìn)行精細(xì)化管理。例如，通過(guò)對(duì)設(shè)備的用電時(shí)間、功率等參數(shù)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配。在峰谷電價(jià)的情況下，系統(tǒng)可以根據(jù)電價(jià)時(shí)段，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，以降低電費(fèi)成本。

• 同時(shí)，系統(tǒng)可以對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如在緊急情況下，遠(yuǎn)程切斷某些非關(guān)鍵設(shè)備的電源，保障重要設(shè)備的供電安全。

2. 電能管理還包括對(duì)無(wú)功功率的管理。通過(guò)監(jiān)測(cè)無(wú)功功率，系統(tǒng)可以采取措施（如投入無(wú)功補(bǔ)償裝置）來(lái)提高功率因數(shù)，減少無(wú)功損耗，從而提高電能的利用效率。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 工業(yè)領(lǐng)域

• 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，能耗監(jiān)測(cè)與電能管理系統(tǒng)可以幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低能源成本。例如，鋼鐵企業(yè)可以通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)高爐、軋機(jī)等大型設(shè)備的能耗情況，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，降低能源消耗。同時(shí)，通過(guò)分析不同車(chē)間的能耗差異，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力較大的環(huán)節(jié)，進(jìn)行針對(duì)性的節(jié)能改造。

2. 商業(yè)建筑領(lǐng)域

• 對(duì)于寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、酒店等商業(yè)建筑，系統(tǒng)可以用于控制建筑能耗。如通過(guò)監(jiān)測(cè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，根據(jù)室內(nèi)外溫度、人員密度等因素，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度和風(fēng)速，達(dá)到節(jié)能的目的。還可以通過(guò)系統(tǒng)為租戶提供透明的能源賬單，促進(jìn)租戶的節(jié)能意識(shí)。

3. 公共機(jī)構(gòu)領(lǐng)域

• 學(xué)校、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等公共機(jī)構(gòu)也可以利用能耗監(jiān)測(cè)與電能管理系統(tǒng)。例如，學(xué)校可以通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)教室、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所的能耗情況，開(kāi)展節(jié)能減排教育活動(dòng)，同時(shí)降低辦學(xué)成本。醫(yī)院可以通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，降低能源消耗，同時(shí)確保醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量。

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