CN103308762A

CN103308762A - 一种集约式能耗分项计量预警系统及实现方法

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Publication number: CN103308762A
Application number: CN2013102242566A
Authority: CN
Inventors: 张晓华; 张游慧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-01
Filing date: 2013-06-01
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种集约式能耗分项计量预警系统及实现方法，包括安装在计量箱体内的电能计量模块、能耗数据采集器、辅助电源、3G无线路由器及外置的能耗预警发布装置。所述能耗数据采集器通过RS485连线对各电能计量模块进行实时故障巡检和电能信息采集、处理、存储及定时远程传输，然后进行能耗预警级别的本地化发布。本发明能增强人们的节能意识，提高节能管理水平；本发明具有安全巡检告警功能，提示工作人员及时采取应对措施，避免大的事故发生；本发明的集约式设计使施工高效便捷、降低系统成本。本发明将对我国的广大基层用能单位普及能耗在线监测系统建设起到重要作用。

Description

一种集约式能耗分项计量预警系统及实现方法

(一)、技术领域：本发明涉及一种能耗在线监测系统，特别涉及一种建筑能耗分项计量预警系统。

(二)、背景技术：电能在线监测系统是建筑能耗监测系统的重要组成部分。按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》，电量分为4项分项，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。所以分项计量系统是电能在线监测系统的核心。

现有分项计量技术大都是在原有建筑配电计量设施基础上，根据分项需要，采用加装或更换远传功能电能表和数据采集器进行组网来构成分项计量系统，这样做存在着以下问题：一是现场改造施工复杂、调试工作量大、运行故障率高；二是现有技术方案中，用能单位获取节能信息需要PC机和安装专用软件进行联网，造成基层用能单位投入成本过大，三是现有技术方案不规范，对能耗的监督管理作用不直观。

(三)、发明内容：

本发明依据国务院《公共机构节能条例》及住房和城乡建设部《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》等文件，克服现有技术方案存在的不足，提出了集约式能耗分项计量预警系统技术方案。即为达到施工高效便捷、降低系统成本、实现功能完善的目的，本发明将电能计量模块、能耗数据采集器、3G无线路由器和辅助电源集成在计量箱内进行集中统一配置。同时，系统还设置了本地能耗预警发布装置，将能耗预警级别提示信息进行本地发布，从而起到增强人们的节能意识，提高节能管理水平的作用。

本发明的技术方案：

一种集约式能耗分项计量预警系统，包括安装在计量箱体内的电能计量模块、能耗数据采集器、辅助电源、3G无线路由器及外置的能耗预警发布装置，其特征在于：所述能耗数据采集器将采集的电能消耗数据和电能消耗定额进行比较，确定能耗预警级别；所述电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额；所述能耗预警级别包括I级红色预警级别、II级黄色预警级别；所述I级红色预警级别表示能耗形势十分严峻，需要采取强有力的调控措施；所述II级黄色预警级别表示能耗形势比较严峻，需要发现和纠正各种浪费能源现象；所述能耗预警发布装置连接能耗数据采集器，用于将能耗预警级别提示信息进行本地发布；

所述能耗数据采集器在能耗数据的每个采集周期内，实时巡检每个电能计量模块的故障寄存器，根据所述电能计量模块故障寄存器的状态决定是否执行告警操作，所述告警操作可以是能耗数据采集器通过3G无线路由器发送告警短信。所述能耗数据的采集周期设置为10分钟到1小时之间。

本发明还提供了集约式能耗分项计量预警系统的实现方法包括以下步骤：A、能耗数据采集器完成和数据中心的远程连接、身份验证和配置；B、电能消耗定额和预警级别设置；C、系统巡检及数据采集；D、采集的能耗数据处理存储；E、通过3G无线路由器将处理后的数据定时远程传输；F、本地能耗预警级别信息发布。

所述的集约式能耗分项计量预警系统的实现方法，其特征在于，步骤B所述的电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额，步骤B所述的预警级别设置包括I级红色预警级别阈值M1和II级黄色预警级别阈值M2的设置。

所述的集约式能耗分项计量预警系统的实现方法，其特征在于，所述步骤C还包括：C1、能耗数据采集器进行10分钟～1小时的周期定时；C2、能耗数据采集器进行实时巡检，读取所述每个电能计量模块的故障寄存器，如果有故障则进行短信告警，然后继续巡检；否则进行后续步骤；C3、能耗数据采集器查询周期定时是否已到，没到能耗数据采集器继续巡检，时间到则进行数据采集；C4、子过程结束。

所述的集约式能耗分项计量预警系统的实现方法，其特征在于，所述步骤F还包括：F1、采集处理后的能耗数据和电能消耗定额进行比较得到能耗比值Q；F2、如果能耗比值Q＞M1，能耗数据采集器输出I级红色预警信号；如果M2＜能耗比值Q＜M1，能耗数据采集器输出II级黄色预警信号；如果能耗比值Q＜M2，则子过程结束。

本发明的有益效果：

1、本发明和现有技术方案相比，具有本地能耗预警发布功能，不依赖于能耗监测中心联网，可以独立使用。

2、本发明设置了面向大众的能耗预警信息发布装置，能增强人们的节能意识，提高节能管理水平。

3、本发明具有安全巡检告警功能，提示工作人员及时采取应对措施，避免大的事故发生，起到配电监测系统的作用。

4、本发明将电能计量模块、能耗数据采集器、3G无线路由器和辅助电源集成在计量箱内进行集中统一配置，这种集约式设计使施工高效便捷、降低系统成本。

(四)、附图说明：

图1为集约式能耗分项计量预警系统的原理框图；

图2为集约式能耗分项计量预警系统的工作流程1；

图3为集约式能耗分项计量预警系统的工作流程2；

图4为实时巡检及数据采集流程示意图。

图5为本地能耗预警信息发布流程示意图。

(五)、具体实施方式：

如图1所示，本发明集约式能耗分项计量预警系统包括安装在计量箱体内的电能计量模块、能耗数据采集器、辅助电源、3G无线路由器及外置的能耗预警发布装置组成。

电能计量模块由测量单元和数据处理单元组成，具有存储数据和输出数据功能，具有RS485标准通讯接口，电能计量模块为导轨式设计，根据用户需要，系统可配置1～N个电能计量模块，工作时电能计量模块通过外置电流互感器和电压引入线，一方面对配电系统回路的电流、电压等参数进行监测，将故障状态写入故障寄存器，供上位机查询，另一方面对回路电能进行计量。

能耗数据采集器为内嵌操作系统和应用软件的嵌入式触摸屏，它通过RS485连线对各电能计量模块的故障信息、电能信息进行巡检、采集、处理和存储，并通过3G无线路由器将处理后的数据进行定时远程传输。

辅助电源为备有蓄电池的24V直流电源，其从配电系统取电，集中为系统供电。

能耗预警发布装置为带串口的LED显示屏，通过有线或无线方式和能耗数据采集器的串口连接，LED显示屏安装于建筑的显著位置，作为建筑物能耗的实时预警单元，对建筑能耗预警级别、实时能耗、电能消耗定额进行本地发布。

实施例一：如图2所示，集约式能耗分项计量预警系统工作流程1为远程联网工作模式，能耗数据采集器首先进行初始化，发起对能耗数据中心的连接，TCP建立后完成数据采集器的身份验证和配置，然后通过触摸屏进行系统的电能消耗定额和预警级别设置，电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额，预警级别设置包括I级红色预警级别阈值M1和II级黄色预警级别阈值M2的设置。

能耗数据采集器设置完成后，系统进入巡检及数据采集工作运行状态。如图4所示，能耗数据采集器设定10分钟～1小时的定时采集周期，在采集周期内能耗数据采集器通过RS485连线及相关通信协议对各电能计量模块进行实时巡检，读取电能计量模块的故障寄存器，如果巡检不正常，能耗数据采集器则发送短信告警，如果巡检正常，能耗数据采集器继续查询采集周期定时是否已到，没到能耗数据采集器继续巡检，时间到则进行能耗数据的采集，一个采集周期结束。能耗数据采集器将采集的能耗数据按相关要求进行处理存储，然后按照系统的设置，通过3G无线路由器将处理后的数据定时远程传输到远程数据中心。

能耗数据远传完成后，系统要进行能耗的本地预警发布。如图5所示，能耗数据采集器将处理后的实际能耗数据和电能消耗定额进行比较得到能耗比值Q，如果能耗比值Q＞M1，能耗数据采集器输出I级红色预警信号，通过能耗预警发布装置即LED显示屏，对建筑能耗预警级别、实时能耗、电能消耗定额进行本地发布；如果M2＜能耗比值Q＜M1，能耗数据采集器输出II级黄色预警信号；如果能耗比值Q＜M2，则系统不予预警，然后系统又返回到巡检及数据采集工作状态。

实施例2：集约式分项计量能耗预警系统工作流程2为本地工作模式。如图3所示，数据采集器首先进行本地初始化设置，然后通过触摸屏进行系统的电能消耗定额和预警级别设置，电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额，预警级别设置包括I级红色预警级别阈值M1和II级黄色预警级别阈值M2的设置。

设置完成后，系统进入巡检及数据采集工作运行状态。如图4所示，能耗数据采集器每隔10分钟～1小时的周期，定时采集一次能耗数据，在采集周期内能耗数据采集器通过RS485连线及相关通信协议对各电能计量模块进行实时巡检，读取电能计量模块的故障寄存器，如果巡检不正常，能耗数据采集器则发送短信告警，如果巡检正常，能耗数据采集器继续查询采集周期定时是否已到，没到能耗数据采集器继续巡检，时间到则进行能耗数据的采集，一个采集周期结束。能耗数据采集器将采集的能耗数据按相关要求进行处理存储。

能耗数据储存完成后，系统进行能耗的本地预警发布。如图5所示，能耗数据采集器将处理后的实际能耗数据和电能消耗定额进行比较得到能耗比值Q，如果能耗比值Q＞M1，能耗数据采集器输出I级红色预警信号，通过能耗预警发布装置即LED显示屏，对建筑能耗预警级别、实时能耗、电能消耗定额进行本地发布；如果M2＜能耗比值Q＜M1，能耗数据采集器输出II级黄色预警信号；如果能耗比值Q＜M2，则系统不予预警，然后系统又返回到巡检及数据采集工作状态。

Claims

1.一种集约式能耗分项计量预警系统，包括安装在计量箱体内的电能计量模块、能耗数据采集器、辅助电源、3G无线路由器及外置的能耗预警发布装置，其特征在于：

所述能耗数据采集器将采集的电能消耗数据和电能消耗定额进行比较，确定能耗预警级别；

所述电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额；

所述能耗预警级别包括I级红色预警级别、II级黄色预警级别；

所述I级红色预警级别表示能耗形势十分严峻，需要采取强有力的调控措施；所述II级黄色预警级别表示能耗形势比较严峻，需要发现和纠正各种浪费能源现象；

所述能耗预警发布装置连接能耗数据采集器，用于将能耗预警级别提示信息进行本地化发布。

2.根据权利要求1所述的集约式能耗分项计量预警系统，其特征在于，所述能耗数据采集器在能耗数据的采集周期内，实时巡检每个电能计量模块的故障寄存器，根据所述电能计量模块故障寄存器的状态决定是否执行告警操作，所述能耗数据的采集周期设置为10分钟到1小时之间。

3.根据权利要求2所述的集约式能耗分项计量预警系统，其特征在于，所述所述能耗数据采集器执行告警操作可以是能耗数据采集器通过3G无线路由器发送告警短信。

4.所述的集约式能耗分项计量预警系统的实现方法包括以下步骤：

A、能耗数据采集器完成和数据中心的远程连接、身份验证和配置；

B、电能消耗定额和预警级别设置；

C、系统巡检及数据采集；

D、采集的能耗数据处理存储；

E、通过3G无线路由器将处理后的数据定时远程传输；

F、本地能耗预警级别信息发布。

5.根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，步骤B所述的电能消耗定额可以是年度电能消耗定额、季度电能消耗定额或月度电能消耗定额。

6.根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，步骤B所述的预警级别设置包括I级红色预警级别阈值M1和II级黄色预警级别阈值M2的设置。

7.根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

C1、能耗数据采集器进行10分钟～1小时的周期定时；

C2、能耗数据采集器进行实时巡检，读取所述电能计量模块的故障寄存器，如果有故障则进行短信告警，然后继续巡检；否则进行后续步骤；

C3、能耗数据采集器查询周期定时是否已到，没到能耗数据采集器继续巡检，时间到则进行数据采集；

C4、子过程结束。

8.根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，所述步骤F还包括：

F1、采集处理后的能耗数据和电能消耗定额进行比较得到能耗比值Q；

F2、如果能耗比值Q＞M1，能耗数据采集器输出I级红色预警信号；如果M2＜能耗比值Q＜M1，能耗数据采集器输出II级黄色预警信号；如果能耗比值Q＜M2，则子过程结束。