浅析节能监管平台数据的分析及相关产品选型

时间：2023-11-09

摘要：目前全国大部分省市都已建立节能监管平台，已积累了大量建筑的能耗数据，这些数据未能在建筑节能中得以有效应用。从能耗数据分析、应用两方面入手，对节能监管平台数据在建筑节能中的实际运用进行剖析。再针对节能监管平运行过程中出现的问题，提出一些改进建议。

关键词：节能监管平台;能耗分析;数据应用

0引言

自住建部2007年10月发布《关于加强机关办公和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》后，各省市开始了不同规模的建筑节能监管平台建设。截至2015年末，全国33个省市(含计划单列市)已累计对9000余栋公共建筑进行能耗动态监测。尽管节能监管平台建设的主要目的是促使此类建筑提高节能运行管理水平，为节能改造提供数据参考。但对于节能监管平台中的建筑能耗数据具体如何应用，当前讨论的是少之又少。对此，本文通过对节能监管平台能耗数据的分析，探讨研究节能监管平台下的能耗数据在建筑节能中的运用以及对采集和应用能耗数据时出现的问题提出相应的建议。

1节能监管平台简介

依据《国家相关技术导则及规范，节能监管平台系统架构可归纳为三部分:终端仪表、数据采集传输层、应用展示层。

其中终端仪表层为计量水、电、气等各个分类分项的计量表以及计量表安装的拓扑结构，主要负责计量电量、水量、气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量等能耗数据; 数据采集传输层包括数据采集器、网络，主要负责采集终端仪表的用能数据，并将数据通过有线或无线网络打传至数据，负责接收上报的数据包，同时对数据包进行数据解析、存储、展示。

通过节能监管平台应用展示层发布的站点(见图2)，登陆后即可查看纳入节能监管平台的建筑能耗数据。

2建筑能耗数据分析

因此属于特殊用电分项的数据机房用电曲线很平稳，若报表曲线中该分项在某个时间点出现突变，则表明数据机房中用能设备出现故障，需要进行故障排查。

观察办公G的空调用电，日报表中空调能耗在非工作时段每小时依然有过100 kW·h的耗电，判断原因可能为空调系统中存在设备在非工作时段依然在运行，需对用于监测空调系统下的各个用能设备计量表数据做进一步排查。

2.2单表能耗分析

通过单表能耗分析，可统计该表各个时段的用能情况。也可根据各个时段的用能情况，判断该表所监测的用能是否正常。

图3出现空调用电不合理情况，接下来对建筑空调用电分项计量表进行排查。该分项下安装有风机盘管用电、冷却泵、冷水机组计量回路。对这些计量表当日逐时能耗进行查询(见表1及图4)，发现风机盘管、冷却泵已关闭，但冷水机组依然在运行，造成用电浪费。与管理维护人员沟通，这是由于操作人员疏忽，忘记关闭冷冻泵、冷却泵电源所致，为此造成每日约185kW·h的额外电耗。

通过节能监管平台站点内各个功能模块可查看到的数据，分别对建筑能耗各项数据进行分析。

2.1 分项能耗分析

通过分项能耗分析，可统计该建筑各个分项的用能情况。查看能耗曲线，能直观体现各个分项用能每时、每日、每月的趋势(见图3)，可通过观察曲线判断用能是否正常。

从图3对办公G的能耗统计报表看出，该主要能耗来自于空调用电和特殊用电。建筑内设有数据机房，其中的用能设备每日24h不间断运行，

2. 3 能耗指标分析

根据录入的建筑面积、人数、空调使用面积等参数，平台自动计算出该的各项能耗指标，该指标可与本地的能耗定额进行对比，业主可以根据对比结果来确定建筑当前用能情况，是否需要对建筑进行节能改造。

节能监管部门可看到每类建筑能耗指标的排名以及对标情况(见图5)，可督促用能高的单位进行节能改造或其他降低建筑能耗的工作。

3建筑能耗数据应用

3.1 能耗异常报警

对节能监管平台和能耗监测项目运行的全过程进行监测并对异常情况进行报警，异常报警类型主要有:能耗数据采集器及各计量点等设备故障报警、用能监测报警(如能耗异常追踪)、电平衡率报警、用能限报警。

报警信息可通过邮件、短信、手机APP等方式向相关管理、维护人员进行发送，通知相关人员，可帮助维护人员及时发现用能设备异常原因，做出对应的处理。如某用能设备发生故障可及时进行检修、换;人离开用能设备未关闭，维护人员收到提醒可返回及时关闭，避免用能浪费，从而提升使用者的节能意识。

同时，节能监管平台也会对报警事件进行分析，主要为系统的异常运行状态或故障原因诊断分析提供依据和分析手段。节能监管平台运行过程中所产生的各种报警时间均会被自动记录和存储，通过对事件的发生时间、范围对象、事件的类型、事件的等级以及事件描述关键字搜索查询，即可快速地实现对目标事件的查询和分类。

3.2 能源平衡及损耗统计分析

能源平衡及损耗统计分析主要为建筑的电、水等各项能源在使用过程中的各个环节提供能量平衡分析，及时发现能量在使用过程中的跑冒滴漏和异常用能等能源浪费的问题，提醒用户及时进行干预。通过分别统计重要用能环节的能源供给量和能源消耗量并计算两者之间的差值损耗量，来评估各环节的用能损耗程度。比如对用水系统的干管计量和各个支管的计量消耗量之和进行损耗分析，有利于及时发现是否存在水管漏水或者违规用水的情况;对用电系统的低压进线计量和各馈线回路的计量消耗量之和进行损耗分析，来评估判断是否存在违规用电、窃电等异常用电现场，帮助用户发现并纠正能源使用过程中的能源浪费问题，降低能源综合运行成本。

3.3 节能策略

根据节能监管平台大量的能耗数据积累，结合以往的节能诊断、节能改造案例，在节能监管平台中集成一套具有推广的节能策略方案，对纳入节能监管平台的各个监测项目给出对应的节能降耗建议。

图6为节能监管平台针对某地方行政实施的能耗监测项目给出的节能策略。

节能策略采用的方法为通过录入的结构信息，给出维护结构的改造建议，以此达到隔热保温、降低能耗的效果;通过对建筑各分项能耗进行统计，对占比较重的用能项给出相应的节能降耗建议。节能策略详细流程如图7所示。

节能策略中给出的一些常用节能技术有: (1) 照明系统节能技术: ①换灯，使用同等照度但功率低LED节能灯具替换当前功率较大的灯具;

②增加控制器，照度和人体感应相结合，当满足一定照度和有人的情况下才可开启灯具。

(2)空调节能技术:①增加节能控制器，时间、温度和人体感应三者结合，当满足设定的时间段，设定的温度范围和有人在的情况下才可开启空调;②对于其他改造成本较高的例如换能效等级高的分体空调、。

(3)建筑维护结构改造:①外墙内保温，外墙内层增加或换隔热性能好的保温材料; ②屋面保温隔热技术，增加屋面保温隔热层，或采用屋面种植系统;③门窗保温隔热技术，换热反射镀膜玻璃、Low-E中空玻璃等节能玻璃，增设外遮阳装置，外窗玻璃贴膜。

对节能策略中给出的节能降耗建议，业主可从的实际情况出发，综合考虑技术性及适宜性、经济合理性以及节能改造技术措施实施的易操作性根据，通过多方比较，选择易于改造、便于施工、对正常办公生产干扰相对较少的适宜节能改造技术。

4建筑能耗数据存在问题和解决办法

4.1 信息不全

节能监管平台中需要录入每一栋的相关信息，主要包括建筑地址、建筑功能属性、建筑总面积、空调系统形式、建筑玻璃类型、办公人员人数等。多数公共建筑属于单一功能建筑，但一些单功能建筑中通常会附带少量的其他功能区域，例如某办公楼1层临街部分当做门面出租，或者部分楼层作为下属酒店运营。这些附加功能区域的能耗如果不加以区分，会使得能耗监管平台统计的该建筑能耗与实际情况偏离较远，对能耗指标的计算和节能策略带来影响。而总面积、办公人员人数等量化信息的统计若与实际偏差太大，则计算出来的单位面积能耗、人均能耗也就会与实际产生较大偏差，计算所得到的指标值也失去了参考。

4.2 分项计量回路安装不完整

能耗监测项目在前期的现场勘察、设计分项计量表安装方案时，若调研不充分、设计不完善，则会出现支路计量不完善，漏监测某些分项用能;或对同一个分项进行了二级和三级的计量，又把三级表当二级表进行计算。从而导致总能耗与分项能耗总和相差较大，或会出现分项能耗总和大于总能耗的情况，也让分项计量工程失去了它的意义。因此在建筑能耗监测系统勘察设计阶段，详细调研供配电分项计量回路设备的工作对节能监管平台数据统计的有效性显得尤为重要。

4.3 网络不稳定

节能监管平台的初衷是汇聚大量建筑用能数据，综合分析这些历史数据的能耗特征，为相关节能政策标准、为节能降耗提供数据支撑。因此，能耗数据的长期有效、高质量对建筑能耗分析、诊断和节能策略都至关重要。而在一些能耗监测项目运行过程中，项目单位对内部网络进行调整但未通知维护单位，使得采集设备无法连接服务器进行数据上报；而项目维护单位也未及时对此问题进行处理，致使该建筑能耗数据上报中断。

还有一些监测项目中，使用的移动网络，却将移动设备和采集设备安装在移动信号较弱的环境中，如建筑的负一层或负二层配电房，这就会使采集设备与服务器之间的通讯不稳定甚至中断导致能耗数据的丢失。

对于当前能耗监测项目中出现的网络不稳定情况，可采用无线网络形式来解决。当前我国4G网络已覆盖，将采集设备安装至移动网络信号较强的位置，即可避免网络不稳定的问题，也有利于项目维护，设备故障排查。

5高校综合能效解决方案

5.1校园电力监控与运维

集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维，班组重新优化整合，减少人力配置。

3.2后勤计费管理

采用网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。

3.2.1宿舍用电管理

针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可违规用电跳闸记录。

3.2.2商铺水电收费

针对校园市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理。

3.2.3充电桩管理平台

充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。

3.2.4智能照明管理

通过对高校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任路，任一个路灯的定时开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和节能。

3.3能源管理系统

针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。

按校园建筑的分类进行采集和统计的各类耗电数据。如办公类耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供决策，提高管理效能。

构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。

5.4智慧消防系统

智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就能够通知到达相关人员。

6结束语

节能监管平台运行至今，已累计大量实时能耗数据，如何真正利用这些数据对建筑用能情况进行分析诊断，充分挖掘建筑节能潜力，是当前我们着重研究的方向。本文对节能监管平台能耗数据的分析和应用进行阐述，以及对能耗数据出现问题提出解决建议，希望对节能监管平台在建筑节能中的应用起到一定的推动作用，从而实现公共建筑节能的稳定发展。

【参考文献】

【1】蒋义新.节能监管平台数据的分析与应用[J]广西壮族自治区建筑科学研究设计院.2019（5）：140-145.

【2】建筑节能与建筑发展“十三五”规划［J］．建筑监督检测与造价，2017，10(1) : 1-9．

【3】高校综合能效解决方案2022.5版.

【4】企业微电网设计与应用手册2022.05版.

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