李婧婧

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總能耗的百分之三十三，其中公共建筑高耗能問題日益突出；向公共建筑樓宇業(yè)主提供實(shí)時的能耗數(shù)據(jù)與分析，有助于提高業(yè)主的節(jié)能意識和管理決策,。本文設(shè)計(jì)了具有實(shí)時能耗監(jiān)測,、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),，前端基于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)的多平臺兼容,。為樓宇業(yè)主提供了一款可隨時隨地查看樓宇能耗動態(tài),、查看能耗管理效果、掌握能耗政策動態(tài)的移動應(yīng)用,。

關(guān)鍵詞：能耗監(jiān)測,；能耗分析；能耗排名,；混合型移動應(yīng)用

       當(dāng)前我國建筑能耗約占社會總能耗的百分之33,，其中大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)將更加快速,，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,、高耗能問題將日益突出,；實(shí)現(xiàn)公共建筑的節(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)能工作依靠推動和實(shí)施,，沒有wan全形成建筑節(jié)能的管理和大眾意識。使樓宇業(yè)主實(shí)時掌握樓宇能耗動態(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,、移動化的轉(zhuǎn)移,，開發(fā)一款移動能耗監(jiān)測系統(tǒng)是一項(xiàng)必要且有意義事情。當(dāng)前移動設(shè)備品牌眾多,，移動平臺也包括iOS 和Android 兩大主流平臺,。本文通過對移動應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的研究，前端基于VUE開發(fā),，后端基于JAVA的移動應(yīng)用開發(fā)技術(shù),， 并實(shí)現(xiàn)了多平臺通用的移動能耗在線,，實(shí)現(xiàn)了樓宇業(yè)主隨時隨地的查看樓宇能耗動態(tài)、查看能耗管理效果,。 

       能耗在線的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)旨在為樓宇業(yè)主提供更好的服務(wù)， 幫助樓宇業(yè)主查看樓宇能耗動態(tài),，及時發(fā)現(xiàn)用能異常,，實(shí)時查詢歷史數(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)與動向。能耗在線具有了四大主要功能,， 分別是實(shí)時能耗監(jiān)測,、能耗分析、能耗反饋,、能耗新聞,。

圖 1 能耗在線的功能框架

       能耗監(jiān)測模塊提供了樓宇用電實(shí)時監(jiān)測情況，包括四大分項(xiàng)（照明系統(tǒng),、空調(diào)系統(tǒng),、動力系統(tǒng)、特殊用電）和總用電,，使業(yè)主實(shí)時掌握樓宇能耗動態(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)主更好地管理能耗水平,，體現(xiàn)能耗管理效果,；同時提供了基于全市同類建筑能耗數(shù)據(jù)的能耗實(shí)時排名，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。 

1.架構(gòu)設(shè)計(jì) 

       能耗在線的運(yùn)行設(shè)備是移動智能終端,，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)、多平臺使用的能耗在線,。如圖2所示為跨平臺移動移動應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)圖,。

圖 2 跨平臺移動移動應(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)閉了平臺層的差異、以及無差異的數(shù)據(jù)發(fā)送請求功能,，實(shí)現(xiàn)了同一展示層的不同平臺運(yùn)行,，以及不同平臺的通用請求。 

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：建筑信息,、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)時變化的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),，監(jiān)測、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能耗分項(xiàng)的實(shí)時小時數(shù)據(jù),，并作為后續(xù)的能耗分析、反饋的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),。

圖 3 能耗信息 E-R 圖

       在這些數(shù)據(jù)中能耗信息是實(shí)時變化的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),，監(jiān) 測,、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能耗分項(xiàng)的實(shí)時小時數(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 能耗小時數(shù)據(jù)表

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)上增加了對水、氣,、煤,、油、熱(冷)量等集中采集與分析,，通過對用戶端所有能耗進(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)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(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,、測控單元為基本工具,，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用現(xiàn)場總線、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)時數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺,，它可以和檢測設(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?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu),。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

1.系統(tǒng)概況

       平臺運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算,、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時,、逐月曲線,，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示,。

2.用能概況

       對建筑,、部門、區(qū)域,、支路,、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢,、當(dāng)月逐日趨勢曲線,、分時段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗 同環(huán)比對比,。

3.用能統(tǒng)計(jì)

       對建筑,、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。

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。

5.同比分析

       對建筑,、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。

6.能源流向圖

       能源流向圖展示單棟建筑指ding時段內(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,。

7.夜間能耗分析

         夜間能耗以表格、曲線,、餅圖等形式對選擇支路分類能源在zhi定時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計(jì)對比,，支持導(dǎo)出報(bào)表。

8.設(shè)備管理

       設(shè)備管理包括,，設(shè)備類型,、設(shè)備臺賬、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。

9.用戶報(bào)告

       用戶報(bào)告針對選定的建筑自動統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢,，并提供簡單的能耗分析結(jié)果,，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯,。

 

 六、結(jié)語 

       能耗在線具有能耗監(jiān)測,、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)了跨平臺的移動應(yīng)用；為公共建筑樓宇業(yè)主提供了更好的服務(wù),，幫助其查看樓宇能耗動態(tài),，及時發(fā)現(xiàn)用能異常，實(shí)時查詢歷史數(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)與動向,。能耗在線的上線運(yùn)行已經(jīng)取得了用戶的好評,，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)，并形成一個具有能耗監(jiān)測,、分析,、決策支持等功能的智能移動應(yīng)用系統(tǒng)。 

[1]沈婷婷,，龔敏,，葛堅(jiān).既有公共建筑節(jié)能改造初探[ J].華中建筑，2008,，26（11）：63-66.

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[4]吳斌.大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].杭州電子科技大學(xué),，2013.

[5]陳永攀，張吉禮,，牟憲民，等.建筑運(yùn)行能耗監(jiān)測與節(jié)能診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].建筑科學(xué),，2009,，25（2）：29-34.  

[6]力銳，蔡鴻明,，徐博藝,，姜麗紅.基于 REST 面向資源的企業(yè)集成平臺框架[J].計(jì)算機(jī)工程，2010,，36（2）：1 05 -109.作者簡介：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. 2022.05版

 

李婧婧，女,，本科,，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻ㄖ芎南到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用