CN109557821A - 一种节能监管平台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能监管平台系统，包括计量控制系统、数据集中系统、数据存储器、网络服务器、用户端及控制系统；计量控制系统前端数据采集装置与数据集中系统通信连接，数据集中系统与数据存储器通信连接，数据集中系统将数据发送至数据存储器；每个数据集中系统连接智能数据网关，智能数据网关与单位建筑物中的网络服务器连接；前端数据采集器连接多功能电表、电力参数测量仪、智能水表、智能热计量表以及智能天然气表；控制系统包括中央控制器、用户端、显示装置以及电动调节阀，中央控制器连接网络服务器、数据服务器、应用服务器以及电动调节阀；动态监控与计量，对指定区域、时段的能耗实时动态远程智能管理，实现单位节能智能管理。
Description
技术领域
本发明属于能源优化管理领域，具体涉及一种节能监管平台系统。
背景技术
建立节能社会是我国乃至全世界各国的重要发展方向。我国当今社会里，各个工作单位都离不开水、电、气等能源的使用，特别是人员密集、使用能源集中的机关、学校、厂矿、公共场所等，在能源的使用过程中，能源浪费现象非常普遍，长明灯、自来水跑冒滴漏、热力应用不充分等比比皆是，给单位的能源管理带来很多困难。借助计算机应用技术及自动化控制技术，发明一种节能监管平台系统，对能源使用单位所使用的电耗、用水、用热等进行实时监控，以实现节能的智能化管理。
发明内容
为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种节能监管平台系统，实现实时动态监控与计量，并对指定区域、时段的实时动态远程控制关断和水、电、气分路与总量的智能管理；实现能耗分析、能耗历史对比以及能耗公示，实现单位节能智能化管理。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种节能监管平台系统，包括计量控制系统、数据集中系统、数据存储器、网络服务器、用户端以及控制系统；计量控制系统包括前段数据采集装饰，前端数据采集装置与数据集中系统通信连接，数据集中系统与数据存储器通信连接，数据集中系统将数据发送至数据存储器；每个数据集中系统连接智能数据网关，智能数据网关与单位建筑物中的网络服务器连接；
前端数据采集器连接多功能电表、电力参数测量仪、智能水表、智能热计量表以及智能天然气表；
控制系统包括中央控制器、用户端、显示装置以及电动调节阀，中央控制器连接网络服务器、数据服务器、应用服务器以及电动调节阀。
控制系统中设置有基于网络架构能耗数据远程监控系统，以监控系统为平台，以Access数据库作为数据存储系统，对能耗数据进行实时监控和管理。
控制系统中设置应用层、表示层以及数据库，应用层用于基础数据的管理，维系通讯服务，采集并管理计量数据，与用户端进行交互；数据库用于对前端数据采集装置采集到的数据进行存储和管理，并协助应用层完成数据管理与分析，形成报表的数据汇总和统计功能，协助应用层完成数据挖掘工作；表示层用于和用户交互。
用户端连接应用服务器以及数据服务器，应用服务器以及数据服务器中设置有用户端读取应用服务器和数据服务器中信息的接口，用户端包括控制器，所述控制器为PC机。
通信传输系统包括底层传输和校园局域网传输两部分，实现计量控制系统与主控中心的数据交互；通信传输设备包括智能数据网关、采集器和采集控制器。
智能数据网关、采集器以及采集控制器通过电力线载波采集计量仪表中数据，智能数据网关用于将采集到的数据加密后转发到校园局域网。
智能热计量表设置在供热回路中，采用智能热计量表监测供水温度、回水温度、温差、瞬时流量、累积流量实现监测用热量；
多功能电表设置在配电室低压总出线，每个多功能电表实时监测所有配电室低压总出线，获得总用电量，实现配电室监测点和的高精度电能消耗计量，并进行分析、汇总；实现实时动态监控与计量；实现对指定区域和指定时段的实时动态远程控制；
燃气表设置在用气单元的入户管道上，水表设置在用水单元的入户管道上，水表和燃气表上游的调节阀是由中央控制器集中控制。
计量控制系统通过前端采集装置完成水、电、暖气和燃气能耗的数据计量和采集，通过前端控制器实现对水、电、暖气以及燃气的控制。
计量控制系统对耗能检测设置为三级监测，一级以一栋楼为单元，二级为楼层，三级为房间。
计量控制系统还包括电动调节阀，电动调节阀用于在前端执行控制系统的动作信号。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明能实现对某一区域整体以及各组成单元的电能、水、燃气以及热能实时动态监控与计量，对指定区域、时段的实时动态远程控制关断和水、电、燃气分路与总量的智能管理；实现前端数据采集的智能化和自动化，能耗分析、能耗历史对比以及能耗公示，实现单位节能智能化管理；有利于实现区域内能源集中统一管理以及针对性管理；
采用本发明能够形成报表的数据汇总和统计功能，协助完成部分数据挖掘工作；表示层完成与用户的交互，对使用浏览器的用户，在通过不同级别的授权验证后，提供查询、数据分析结果展示、管理或监控功能；还能向用户提供后台操作权限。
附图说明
图1为系统总体架构示意图。
图2为工作系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细阐述。
如图1所示，一种节能监管平台系统，包括计量控制系统、数据集中系统、数据存储器、网络服务器、用户端以及控制系统；计量控制系统前端数据采集装置与数据集中系统通信连接，数据集中系统与数据存储器通信连接，数据集中系统将数据发送至数据存储器；每个数据集中系统连接智能数据网关，智能数据网关与单位建筑物中的网络服务器连接；
前端数据采集器连接多功能电表、电力参数测量仪、智能水表、智能热计量表以及智能天然气表；
控制系统包括中央控制器、用户端、显示装置以及电动调节阀，中央控制器连接网络服务器、数据服务器、应用服务器以及电动调节阀。
控制系统中显示所有实时统计数据及数据模型图，并有局部、全局、缩小以及放大功能。本发明具有用电、用水、用气异常显示与防断电数据丢失功能，做到超载报警，可根据不同计量点的历史能耗数据自动设定能耗报警参数，并依据能耗报警参数实现实时监测报警、短信报警、能耗报警报告自动生成、能耗报警记录查询等功能。
由管理人员按单位年正常运行的平均能耗设置各项指标，适当做动态调整，主控中心应用层负责基础数据的管理，维系通讯服务，采集并管理计量数据。
主控中心应用层，通过采用网络通信协议技术，建立单位能耗数据无线计量传输网络系统，对能耗进行准确地分项计量，通过GPRS无线网络或Internet将数据传至数据中心，同时，将数据传至上级管理中心；在管理平台系统设置有基于网络架构能耗数据无线远程监控系统，以监控系统为平台，以Access数据库作为数据存储系统，通过组态软件对能耗数据进行实时监控和管理。
主控中心应用层负责基础数据的管理，维系通讯服务，采集并管理计量数据；与客户端进行交互，下载系统参数，实现对管理任务的控制要求，对所有数据进行管理；数据库负责各种数据的存储和管理，协助应用层完成各种数据管理与分析，形成报表的数据汇总和统计功能，协助完成部分数据挖掘工作；表示层完成与用户的交互，实现B/S结构，对使用浏览器的用户，在通过不同级别的授权验证后，提供查询、数据分析结果展示、管理或监控功能；Web服务用于支持各类浏览器用户，实现各种后台操作。
智能数据网关、采集器以及采集控制器通过电力线载波采集计量仪表的数据；智能数据网关支持水、电、暖、气等计量仪表的数据采集；支持对数据采集系统故障的定位和诊断，并支持向主控中心上报故障信息。
多功能电表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率以及功率因数，能通过，采用RS-485通讯接口，Modbus协议；视线电量信号转换为标准的直流模拟信号输出；带开关量输入/输出，继电器报警输出；采集数据及时响应能源监测管理平台对智能化管理系统数据的要求；多功能电表实时监测所有配电室低压总出线，获得总用电量，配电室遥测用电参数、遥信开关状态与环境监测；实现配电室监测点和的高精度电能消耗计量，并进行分析、汇总；实现实时动态监控与计量；实现对指定区域、时段的实时动态远程控制关断。
数据库自动存储瞬时分析值，将仪器内部存储的任意时间段的历史数据自动或手动接收至后台监控管理机。
控制系统可根据各单位能耗、水耗及能源、水资源单价，进行实时或月度、年度能耗、水耗费用的统计，同时可结合各种智能计量仪表实现用能、用水的预付费管理功能，根据设定的费率、对统计数据可以按日、月、季、年自动计算费用，提供各用户的应交费用，形成报表。可以打印、查询、比较；打印单据显示上月读数、本月读数、本月用量、单价以及应缴费。
数据采集频率可根据需要从15分钟至24小时配置，数据响应时间不超过5秒；采用数据存储集中存储器对数据集中存储，保存十年以上的数据，同时实现多重、远程以及异地备份。
计量控制系统负责能耗数据的采集，硬件控制的实现，状态信息的表达；通过水、电、暖和燃气线路上的能耗数据计量采集器，获得计时累积能耗数据，与设定的标准能耗数据运算对比，将调节的正负调节量传送到中央控制器，中央控制器发令给执行元件，实现系统自动控制；实时监测各路进水管、回水管、用水量以及总用热量；实现水、电、气分路与总量、同类型建筑总量、指定区域用量、单个台变用量的汇总、对比、损耗等智能管理；实现能耗分析功能，包括单位面积能耗分析，人均能耗分析，分时、能源消耗对比分析，单位面积(人均)能耗历史对比分析；实现能耗公示功能，包括建筑总能耗排名公示、同类建筑单位面积能耗排名公示、同类建筑分项用能统计数据公示、同类建筑分时用能统计公示、同类建筑人均用能排名公示、同类建筑人均年度用能公示；报表导出满足不同功能的需求，能导出到Excel中提供饼图、柱形图、曲线图、雷达图展示，支持关键词查询、时间查询等功能，能够自动按不同时间段的设定来统计电耗。
计量控制系统完成水、电、暖和燃气能耗的数据计量和采集，并实现对水、电、暖以及燃气的控制；三级监测，一级以一栋楼为单元，二级到楼层，三级到房间，电动调节阀用于在前端执行控制系统的动作信号，由反馈电信号自动调节水以及燃气的阀门。
通信传输系统包括底层传输和校园网传输两部分；实现计量控制系统与主控中心的数据交互；通信传输设备包括智能数据网关、采集器和采集控制器；智能数据网关、采集器以及采集控制器通过电力线载波采集计量仪表的数据，智能数据网关、采集器以及采集控制器通过电力线载波采集计量仪表的数据，智能数据网关支持水、电、暖、气等计量仪表的数据采集；智能数据网关将通过电力线采集到的数据加密后转发到局域网络；智能数据网关支持对数据采集系统故障的定位和诊断，并支持向主控中心上报故障信息。
采用电力参数测量仪测量交流电压、交流电流及其各量间的相位，测量单/三相有功功率、有功功率因数、无功功率、无功功率因数以及频率，用于监控电力参数的稳定性。
采用电能质量在线监测装置实时监测显示系统频率、电网2-63次谐波电压和谐波电流、三相电压不平衡度、电压波动与闪变、电压偏差、电压基波有效值和真有效值、电流基波有效值和真有效值、基波有功功率、真功率因数等国标规定的全部电能质量参数。
存贮器发送来的数据与设定值进行对比，超出设定，由控制器发出控制信号。
工作流程：
1.工作开始前，先根据能源使用预算需要，在控制系统中输入所设定阶段时间内水、电、热以及燃气的标准，所述阶段时间为小时、日或周；
2.按开始工作阶段时间，由水、电、暖和燃气线路上的能耗数据计量采集器，获得计时累积能耗数据，输入到控制系统，与设定的阶段时间标准能耗数据进行运算对比；
3.在控制系统中进行判别，判别工作阶段时间累积能耗是否在设定的阶段时间标准内，给出累积能耗计量结果；
4.工作阶段时间累积能耗计量结果在设定的阶段时间符合标准，结束累积能耗计量采集，给出测量结果，正常进行工作到工作结束，关闭水、电、热、气阀门；
5.工作阶段时间累积能耗计量结果在设定的阶段时间超出标准，继续检测采集累积能耗数据，确定超耗线路的控制阀门；
6.调节超耗线路的控制阀门，再判别工作阶段时间累积能耗是否在设定的阶段时间标准内，给出累积能耗计量结果。循环判别，直到累积能耗计量结果在设定的阶段时间符合设定标准；
7.结束累积能耗计量采集，给出测量结果，正常进行工作到工作结束，关闭水、电、热、气阀门。
Claims (10)
1.一种节能监管平台系统，其特征在于，包括计量控制系统、数据集中系统、数据存储器、网络服务器、用户端以及控制系统；计量控制系统包括前段数据采集装饰，前端数据采集装置与数据集中系统通信连接，数据集中系统与数据存储器通信连接，数据集中系统将数据发送至数据存储器；每个数据集中系统连接智能数据网关，智能数据网关与单位建筑物中的网络服务器连接；
前端数据采集器连接多功能电表、电力参数测量仪、智能水表、智能热计量表以及智能天然气表；
控制系统包括中央控制器、用户端、显示装置以及电动调节阀，中央控制器连接网络服务器、数据服务器、应用服务器以及电动调节阀。
2.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，控制系统中设置有基于网络架构能耗数据远程监控系统，以监控系统为平台，以Access数据库作为数据存储系统，对能耗数据进行实时监控和管理。
3.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，控制系统中设置应用层、表示层以及数据库，应用层用于基础数据的管理，维系通讯服务，采集并管理计量数据，与用户端进行交互；数据库用于对前端数据采集装置采集到的数据进行存储和管理，并协助应用层完成数据管理与分析，形成报表的数据汇总和统计功能，协助应用层完成数据挖掘工作；表示层用于和用户交互。
4.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，用户端连接应用服务器以及数据服务器，应用服务器以及数据服务器中设置有用户端读取应用服务器和数据服务器中信息的接口，用户端包括控制器，所述控制器为PC机。
5.根据权利要求1～4任一项所示的节能监管平台系统，其特征在于，通信传输系统包括底层传输和校园局域网传输两部分，实现计量控制系统与主控中心的数据交互；通信传输设备包括智能数据网关、采集器和采集控制器。
6.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，智能数据网关、采集器以及采集控制器通过电力线载波采集计量仪表中数据，智能数据网关用于将采集到的数据加密后转发到校园局域网。
7.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，智能热计量表设置在供热回路中，采用智能热计量表监测供水温度、回水温度、温差、瞬时流量、累积流量实现监测用热量；
多功能电表设置在配电室低压总出线，每个多功能电表实时监测所有配电室低压总出线，获得总用电量，实现配电室监测点和的高精度电能消耗计量，并进行分析、汇总；实现实时动态监控与计量；实现对指定区域和指定时段的实时动态远程控制；
燃气表设置在用气单元的入户管道上，水表设置在用水单元的入户管道上，水表和燃气表上游的调节阀是由中央控制器集中控制。
8.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，计量控制系统通过前端采集装置完成水、电、暖气和燃气能耗的数据计量和采集，通过前端控制器实现对水、电、暖气以及燃气的控制。
9.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，计量控制系统对耗能检测设置为三级监测，一级以一栋楼为单元，二级为楼层，三级为房间。
10.根据权利要求1所示的节能监管平台系统，其特征在于，计量控制系统还包括电动调节阀，电动调节阀用于在前端执行控制系统的动作信号。
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