淺析電力物聯(lián)網(wǎng)在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用

    摘要:隨著電力體制改革的不斷深化,電力用戶借助分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)和電動汽車等新興技術(shù)已經(jīng)具備了參與電力交易的能力,但傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制方式卻難以適應(yīng)新時(shí)代開放電力市場的需求。國家電網(wǎng)有限公司所提出的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)(ubiquitouspowerinternetofthings,UPIoT)戰(zhàn)略可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)互連、狀態(tài)感知和優(yōu)化控制,是建設(shè)開放電力市場的有效技術(shù)支撐。基于此,分析了新時(shí)代電力系統(tǒng)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)以及建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的必要性;研究了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在開放電力市場中的典型應(yīng)用;對面向電力市場的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,為構(gòu)建現(xiàn)代化開放電力市場提供參考。
    關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能建筑;能源管理;有效運(yùn)用
    0引言
           **經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展,雖然在很大程度上推動了各國經(jīng)濟(jì)的快速增長,但是在不斷增長的經(jīng)濟(jì)中,能源問題一直以來都是**關(guān)注的重點(diǎn)。很多國家為了能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)與能源協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo),出臺了一系列的節(jié)能減排政策,這也足以說明國家對于能源還是比較重視的。近幾年建筑行業(yè)發(fā)展速度,人們居住環(huán)境加優(yōu)美、舒適,但是對于能源的需求也在日益增長,為此環(huán)保以及能源節(jié)約變得很嚴(yán)峻。
            智能建筑發(fā)展中,對于技術(shù)的要求較高,物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的融入是為智能建筑能源管理帶來了新的發(fā)展契機(jī)。而此次通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑能源管理中的有效運(yùn)用進(jìn)行分析,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)好地服務(wù)于人類給予了相關(guān)建議,在推動智能建筑快速發(fā)展的同時(shí),以達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對能源管理效果提升的目的。
    1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念
           物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以互聯(lián)網(wǎng)為依據(jù),其具備了較強(qiáng)的交流與溝通功能,屬于智能應(yīng)用系統(tǒng),目的是為了使服務(wù)的智能對象能夠有效地連接在一起,從而獲得不一樣的體驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)顯著的特點(diǎn)就是可以將不同類型的設(shè)備連接起來,為較終端客戶提供服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息的傳播過程中,互聯(lián)網(wǎng)則是。物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成部分主要包括傳感設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò),具備了全面感知、可靠傳遞、智能處理以及綜合應(yīng)用特征。其中全面感知作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),通過RFID標(biāo)簽的使用、不同類型的傳感器、二維條形碼等來將物體的信息進(jìn)行收集整理;而可靠傳遞則是由不同的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng),及時(shí)的傳遞物體的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,其是異地感知實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ);智能處理主要運(yùn)用的是大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等,來分析大量數(shù)據(jù),物體的管理實(shí)現(xiàn)了智能化;綜合應(yīng)用以不**業(yè)的不同業(yè)務(wù)特點(diǎn)為依據(jù),使其立存在與應(yīng)用,既包含著挖掘、分析、整合數(shù)據(jù),并且做出決策,對多個(gè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
    2智能建筑能源管理的重要性
    (1)智能建筑能源管理是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的需要
           目前世界經(jīng)濟(jì)增長迅速,不管是發(fā)展格局,還是面臨的危機(jī),都與能源有著千絲萬縷的關(guān)系,同樣我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源也發(fā)揮了不容忽視的作用。而經(jīng)濟(jì)發(fā)展中能源的短缺一直以來都是制約因素,所以要想推動經(jīng)濟(jì)不斷增長,節(jié)能減排工作要做到位。較近幾年,經(jīng)濟(jì)水平呈現(xiàn)出日益增長的趨勢,而人們的生活條件也越來越好,在建筑行業(yè)不同類型的高消耗設(shè)備被廣泛地應(yīng)用其中,并且從當(dāng)前的情況來看,應(yīng)用的速度仍未減緩,未來對于能源的需求會越來越高,所以建筑能源的使用增長速度是非常快的,必然會對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來較大的影響。所以,為了能夠確保國民經(jīng)濟(jì)持久且穩(wěn)定的增長,建筑節(jié)能工作就要做好。
    (2)智能建筑能源管理是改善廣大人民的建筑熱環(huán)境的需要
           由于我國受到地域環(huán)境的影響,冬寒夏熱是非常明顯的天氣變化。在冬季人們是需要供暖的,而到了夏季則對于空調(diào)就有了較高的需求,以此來降低溫度,采暖以及制冷都需要有能源給予支持,而我國人口眾多,但是能源卻非常有限,果無節(jié)制地使用能源勢必會造成能源短缺。當(dāng)代社會建設(shè),日益改善的生活水平,人們開始追求舒適建筑熱環(huán)境,這也在很大程度上表明對于能源的需求越來越大,所以要以能源節(jié)約為根本,并且科學(xué)合理的開發(fā)能源,使人們對于建筑熱環(huán)境得到改善。
    (3)智能建筑能源管理是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署
            國家在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針目標(biāo)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中,將節(jié)約能源以及建筑行業(yè)節(jié)能管理作為了重點(diǎn),并且給予了高度重視。由于當(dāng)前我國人均資源的應(yīng)用總量非常少,但是建筑業(yè)在能源使用方面則較大,進(jìn)而造成了大氣的污染日益嚴(yán)重,為此人們對于居住環(huán)境溫度改善的需求也越來越緊迫,為此建筑設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)將節(jié)能工作做到位就顯得非常重要了,既可以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求,又是對國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)重大部署認(rèn)真貫徹。
    3智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合
            在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)代社會,智能建筑作為一種新興的產(chǎn)物,被廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)中,其將建筑物作為了平臺,通過運(yùn)用智能技術(shù)對建筑中涉及的不同設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),使人們的居住環(huán)境加舒適,同時(shí)也使整體建筑加安全、高效、節(jié)能與環(huán)保。社會的進(jìn)步,時(shí)代日新月異,若要實(shí)現(xiàn)建筑智能化管理,能源就成為了重點(diǎn),綜合協(xié)調(diào)以及控制不同的系統(tǒng),建筑管理實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化,降低建筑內(nèi)部整體的能源消耗水平。
            智能建筑能源的管理系統(tǒng)由現(xiàn)場層、網(wǎng)絡(luò)層以及管理層三方面構(gòu)建,其中現(xiàn)場層涉及的主要是現(xiàn)場施工過程中不同類型的設(shè)施設(shè)備,例如傳感器以及智能儀表等,現(xiàn)場層中的通信多以現(xiàn)場總線為標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)層作為現(xiàn)場層以及管理層間交流與溝通的紐帶,主要負(fù)責(zé)發(fā)送設(shè)備采集的相關(guān)指令與信息。管理層負(fù)責(zé)對現(xiàn)場中所有的設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一的監(jiān)督、管理、控制,保存現(xiàn)場收集整理的所有數(shù)據(jù)信息,另外其重要的功能就是報(bào)警。這三方面為智能建筑能源管理、物聯(lián)網(wǎng)有效的融合做好了鋪墊。在現(xiàn)場層中可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所需要的不同智能化的設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)層可以將過各種方法實(shí)現(xiàn)通信,使物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理需求得到滿足;而管理層在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)候則可以使用物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù)。智能建筑能源管理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效融合中,不僅要做到科學(xué)合理的分析智能建筑能源管理系統(tǒng),以便于完善相應(yīng)的措施,而且要求進(jìn)行完善以后的智能建筑能源管理系統(tǒng)可以有效的與物聯(lián)網(wǎng)平臺對接,充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用,使二者的融合加密切。
    4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑能源管理中的有效運(yùn)用建議
    (1)云計(jì)算與感應(yīng)設(shè)備有效融合,自動整合智能建筑能源管理數(shù)據(jù)信息
            在智能建筑能源管理過程中,要想實(shí)現(xiàn)能源消耗的降低,物聯(lián)網(wǎng)則成為了問題解決非常有效的技術(shù)**。在具體操作中此技術(shù)主要?jiǎng)澐譃樯蠈釉朴?jì)算以及下層感應(yīng)設(shè)備兩大部分,云計(jì)算采用的是有線模式,而感應(yīng)設(shè)備則體現(xiàn)的是無線模式,二者的有效融合使能源的管理具實(shí)效性,并且將其控制在可隨時(shí)變化的范圍中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)優(yōu)勢的運(yùn)用,使其計(jì)算功能、存儲功能、信息讀取功能等充分利用,將不同的數(shù)據(jù)信息集合在一起,構(gòu)建起海量數(shù)據(jù)處理站,而數(shù)據(jù)分析中心負(fù)責(zé)的是這些數(shù)據(jù)的整合、分析與處理。當(dāng)這一系列動作完成后,系統(tǒng)便以提示為依據(jù)對有用的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行保存,進(jìn)而完成下一步操作,自動的將無用數(shù)據(jù)清除。
    (2)構(gòu)建有效的物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng),解決智能建筑能源管理問題
           雖然在智能建筑能源管理中,管理的水平日益提高,但是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及與廣泛應(yīng)用,仍然無法滿足高科技高速發(fā)展的建筑行業(yè)需求。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中涉及了多樣化的技術(shù)手段與運(yùn)用方法,為此將管理水平提高,構(gòu)建起系統(tǒng)化信息系統(tǒng)顯得很重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理時(shí),需要與其他信息技術(shù)有效結(jié)合,而且在不久的將來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃日益完善,所以智能建筑能源管理內(nèi)容不斷滿足的同時(shí)需要將傳統(tǒng)管理模式進(jìn)行改變。智能建筑能源管理中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將信息數(shù)據(jù)作為了,而未來發(fā)展計(jì)劃則是前提條件,對于智能建筑能源管理存在的問題可以有效的解決。
    (3)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有效呈現(xiàn),使智能建筑能源管理便捷
           物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效的運(yùn)用到智能建筑能源管理中,將計(jì)算機(jī)功能充分發(fā)揮,實(shí)現(xiàn)建筑物中的水、電、氣、溫、濕等相關(guān)的數(shù)據(jù)有效采集、分析,將較終分析結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)量比較,若**標(biāo)準(zhǔn)量,物聯(lián)網(wǎng)便會自動采用相應(yīng)措施進(jìn)行科學(xué)合理的控制。另外物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層會將此次分析處理的結(jié)果通過顯示屏呈現(xiàn),將每一次的數(shù)據(jù)分析結(jié)果清楚明了的向用戶展示,為用戶提供了較大的便捷。與此同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中還設(shè)有監(jiān)控,能夠?qū)φ麄€(gè)建筑內(nèi)進(jìn)行監(jiān)督管理,例如主要的通行要道(電梯、樓梯等)、地下車庫等,確保了居民居住加安全,同時(shí)也時(shí)刻監(jiān)控著能源消耗具體情況,既方便又快捷。
    5 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺
    (1)概述
           Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器,選配網(wǎng)關(guān),自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
           該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能,并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。
    (2)應(yīng)用場所
           本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。
    (3)平臺結(jié)構(gòu)
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    (4)平臺功能
    ?電力集抄
           電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示,以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制,對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理;在數(shù)據(jù)資源管理方面,可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行(包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù),并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印,提高工作效率,節(jié)約人力資源。
    圖片 2
     
     
     
    變壓器監(jiān)控
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    配電圖
    ?能耗分析
            能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù),實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程**結(jié)合起來,運(yùn)用的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理,實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源,提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
    圖片 4
     
    能耗概況
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    ?預(yù)付費(fèi)管理
    1)登陸管理:管理操作員賬戶及權(quán)限分配,查看系統(tǒng)日志等功能;
    2)系統(tǒng)配置:對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置;
    3)用戶管理:對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;
    4)售電管理:對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;
    5)售水管理:對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作;
    6)報(bào)表中心:提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢,本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢,都支持excel格式導(dǎo)出。
    圖片 6
    預(yù)付費(fèi)看板
    ?充電樁管理
           通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,同時(shí)對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能,包括城市級大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。
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    充電樁看板
     
    ?智能照明
           智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測,也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等,降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本,提升管理水平,并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。
    圖片 8
    監(jiān)控頁面
     
    ?安全用電
            安全用電采用*的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器,對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素(導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流)進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析,并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員,指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)**時(shí)間的排查和治理,達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患,實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
    ?智慧消防
            通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。填補(bǔ)了原先針對“九小場所”和?;飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白,適應(yīng)于所有公建和民建,實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防,實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細(xì)化”的實(shí)際需求。
    (5)系統(tǒng)硬件配置
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    6結(jié)論
           科技信息時(shí)代已經(jīng)到來,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是新時(shí)代具有代表性的產(chǎn)物之一,其將各行各業(yè)推向了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期,行業(yè)技術(shù)潮流,成為行業(yè)推崇的新技術(shù)。所以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地運(yùn)用到建筑能源管理中是非常重要的舉措,實(shí)現(xiàn)了建筑領(lǐng)域能源的遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時(shí)可以進(jìn)一步采集、分析以及處理海量的數(shù)據(jù),建筑能源管理智能化效果佳。
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