能耗在線系統(tǒng)在公共建筑的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

    朱鹍
    安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
    摘要:目前我國建筑能耗約占社會(huì)總能耗的百分之三十三,其中公共建筑高耗能問題日益**;向公共樓宇業(yè)主提供實(shí)時(shí)的能耗數(shù)據(jù)與分析,有助于提高業(yè)主的節(jié)能意識(shí)和管理決策。本文設(shè)計(jì)了具有實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)、能耗分析、能耗反饋、能耗新聞等功能的公共建筑能耗在線系統(tǒng),基于VUE開發(fā),后端基于JAVA開發(fā)的應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多平臺(tái)兼容。為樓宇業(yè)主提供了一款可隨時(shí)隨地查看樓宇能耗動(dòng)態(tài)、查看能耗管理效果、掌握能耗政策動(dòng)態(tài)的移動(dòng)應(yīng)用。
    關(guān)鍵詞:能耗監(jiān)測(cè);能耗分析;能耗排名;混合型移動(dòng)應(yīng)用
    引言
           當(dāng)前我國建筑能耗約占社會(huì)總能耗的百分之33,其*型公共建筑的單位面積年能耗是居住建筑的十幾至二十幾倍;相關(guān)調(diào)研結(jié)果表明,只占我國民用建筑面積百分之4的大型公共建筑, 其總耗電量卻占民用建筑總用電量的百分之22。隨著國家城鎮(zhèn)化的步伐,已經(jīng)高速發(fā)展的城市建設(shè)將較加快速,這將使大型公共建筑的面積不斷增加,公共建筑的能耗消耗比例將日益增加、高耗能問題將日益**;實(shí)現(xiàn)公共的節(jié)能,減少公共建筑的能耗消耗具有重大的意義。而目前我國建筑節(jié)能工作依靠推動(dòng)和實(shí)施,沒有完全形成建筑節(jié)能的管理和大眾意識(shí)。使樓宇業(yè)主實(shí)時(shí)掌握樓宇能耗動(dòng)態(tài)、能耗排名、節(jié)能潛力等信息,有助于提高業(yè)主的節(jié)能意識(shí)和節(jié)能管理水平,進(jìn)而達(dá)到減少公共建筑的能耗消耗。
           本文所述公共建筑能耗在線系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱:能耗在線)將向樓宇業(yè)主提供上述功能,為了適應(yīng)人們生活工作習(xí)慣向碎片化、移動(dòng)化的轉(zhuǎn)移,開發(fā)一款移動(dòng)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一項(xiàng)必要且有意義事情。當(dāng)前移動(dòng)設(shè)備品牌眾多,移動(dòng)平臺(tái)也包括iOS 和Android 兩大主流平臺(tái)。本文通過對(duì)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的研究,基于VUE開發(fā),后端基于JAVA的移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù), 并實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)通用的移動(dòng)能耗在線,實(shí)現(xiàn)了樓宇業(yè)主隨時(shí)隨地的查看樓宇能耗動(dòng)態(tài)、查看能耗管理效果。 
    一、系統(tǒng)介紹 
           能耗在線的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)旨在為樓宇業(yè)主提供較好的服務(wù), 幫助樓宇業(yè)主查看樓宇能耗動(dòng)態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)用能異常,實(shí)時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù),挖掘樓宇節(jié)能潛力,查看能耗管理效果, 掌握能耗政策法規(guī)與動(dòng)向。能耗在線具有了四大主要功能, 分別是實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)、能耗分析、能耗反饋、能耗新聞。
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    圖 1 能耗在線的功能框架
           能耗監(jiān)測(cè)模塊提供了樓宇用電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況,包括四大分項(xiàng)(照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、特殊用電)和總用電,使業(yè)主實(shí)時(shí)掌握樓宇能耗動(dòng)態(tài)。能耗分析模塊提供了基于樓宇歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),顯示樓宇能耗同比、環(huán)比、占比等信息,發(fā)現(xiàn)樓宇能耗變化與特性,診斷用能情況,挖掘節(jié)能潛力,為樓宇業(yè)主提供節(jié)能指向幫助樓宇業(yè)主較好地管理能耗水平,體現(xiàn)能耗管理效果;同時(shí)提供了基于全市同類建筑能耗數(shù)據(jù)的能耗實(shí)時(shí)排名,使業(yè)主掌握樓宇能耗在全市同類建筑中的定位,通過排名變化,顯示能耗管理效果。能耗反饋模塊提供了與樓宇業(yè)主的信息交互,為樓宇業(yè)主提供歷史數(shù)據(jù)報(bào)表輸出,為樓宇業(yè)主提供動(dòng)態(tài)信息推送,如能耗異常情況、節(jié)能診斷情況等。能耗新聞模塊提供了獲取新政策法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)新聞及行業(yè)動(dòng)態(tài)的功能,樓宇業(yè)主通過此模塊功能可以掌握行業(yè)動(dòng)態(tài)走向。 
    能耗在線除了包含四大主要功能外,還包含用戶管理模塊功能,提供了使用系統(tǒng)的輔助功能。如圖 1 所示為能耗在線的功能框架圖。 
    二、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 
    1.架構(gòu)設(shè)計(jì) 
           能耗在線的運(yùn)行設(shè)備是移動(dòng)智能終端,而當(dāng)前智能終端設(shè)備多種多樣,各智能終端的系統(tǒng)也不盡相同,主要有 IOS、Android兩種;為了適應(yīng)不同系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備,系統(tǒng)的架構(gòu)應(yīng)能這種差異、實(shí)現(xiàn)一次開發(fā)、多平臺(tái)使用的能耗在線。如圖2所示為跨平臺(tái)移動(dòng)移動(dòng)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)圖。
    2
    圖 2 跨平臺(tái)移動(dòng)移動(dòng)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)圖
           此架構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是支持層插件向展示層提供無差別的接口關(guān)閉了平臺(tái)層的差異、以及無差異的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求功能,實(shí)現(xiàn)了同一展示層的不同平臺(tái)運(yùn)行,以及不同平臺(tái)的通用請(qǐng)求。 
    2.數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 
           根據(jù)系統(tǒng)的功能需求,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息包含:信息、能耗信息、政策新聞信息、用戶信息等。這些信息彼此關(guān)聯(lián),如圖 3 為能耗信息相關(guān)的 E-R 圖。
    在這些數(shù)據(jù)中能耗信息是實(shí)時(shí)變化的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)、分析、反饋等功能均需要依靠此數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的主要能耗相關(guān)功能,能耗信息的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)如表 1 所示; 通過此表將獲取到各個(gè)能耗分項(xiàng)的實(shí)時(shí)小時(shí)數(shù)據(jù),并作為后續(xù)的能耗分析、反饋的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
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    圖 3 能耗信息 E-R 圖
           在這些數(shù)據(jù)中能耗信息是實(shí)時(shí)變化的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),監(jiān) 測(cè)、分析、反饋等功能均需要依靠此數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng) 的主要能耗相關(guān)功能,能耗信息的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)如表 1 所示; 通過此表將獲取到各個(gè)能耗分項(xiàng)的實(shí)時(shí)小時(shí)數(shù)據(jù),并作為后 續(xù)的能耗分析、反饋的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
    表 1 能耗小時(shí)數(shù)據(jù)表
    4
    三、建筑能耗分析系統(tǒng)
    1.概述
           Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng),在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析,通過對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣,有效節(jié)約能源,為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算,分析現(xiàn)狀,查找問題,挖掘節(jié)能潛力,提出切實(shí)可行的節(jié)能措施,并向縣級(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。
    2.應(yīng)用場(chǎng)所
           適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不**業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
    3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
           Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式,為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái),它可以和檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分?jí)、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu):
    5
    四、系統(tǒng)功能
    1.系統(tǒng)概況
           平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航,各能耗逐時(shí)、逐月曲線,當(dāng)日,當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。
    2.用能概況
           對(duì)建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比,支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗 同環(huán)比對(duì)比。
    7
    3.用能統(tǒng)計(jì)
           對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì),支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。
    7
    4.復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)
           復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
    8
    5.同比分析
           對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。
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    6.能源流向圖
           能源流向圖展示單棟*時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標(biāo)值查看。
    10
    7.夜間能耗分析
             夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類能源在*時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比,支持導(dǎo)出報(bào)表。
    11
    8.設(shè)備管理
           設(shè)備管理包括,設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備,確保設(shè)備的運(yùn)行。
    12
    9.用戶報(bào)告
           用戶報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì),并提供簡(jiǎn)單的能耗分析,針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析,報(bào)告可編輯。
    13
    五、系統(tǒng)硬件配置
    202212161526084621414.png202212161526085191524.png
     六、結(jié)語 
           能耗在線具有能耗監(jiān)測(cè)、能耗分析、能耗反饋、能耗新聞四大功能,并采用基于 Ionic 與 Cordova 的HybridAPP 開發(fā)模式,實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的移動(dòng)應(yīng)用;為公共樓宇業(yè)主提供了較好的服務(wù),幫助其查看樓宇能耗動(dòng)態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)用能異常,實(shí)時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù),挖掘樓宇節(jié)能潛力,查看能耗管理效果,掌握能耗政策法規(guī)與動(dòng)向。能耗在線的上線運(yùn)行已經(jīng)**了用戶的**,后續(xù)能耗在線還將在監(jiān)管決策方面增加功能,為監(jiān)管部門提供服務(wù),并形成一個(gè)具有能耗監(jiān)測(cè)、分析、決策支持等功能的智能移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)。 
    參考文獻(xiàn) 
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    [3]朱凱南,李艷平,申閆春,等.基于 Ionic 和 Cordova 的跨平臺(tái)移動(dòng) APP 的研究與應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2016, 12(1):119-121.
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    [6]力銳,蔡鴻明,徐博藝,姜麗紅.基于 REST 面向資源的企業(yè)集成平臺(tái)框架[J].計(jì)算機(jī)工程,2010,36(2):1 05 -109.作者簡(jiǎn)介:肖朋林,1989 年生,安徽亳州人,碩士。
    [7]肖朋林.公共建筑能耗在線移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    [8]安科瑞 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè). 2022.05版
    作者介紹:
    朱鹍,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事企業(yè)能源管控研究發(fā)展。

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