CN202443306U

CN202443306U - 智能楼宇能效综合监控管理系统

Info

Publication number: CN202443306U
Application number: CN2012200126881U
Authority: CN
Inventors: 张仁敏; 陈荣柱; 章坚; 林朝华; 郑福贤; 冒慎; 陈卫; 斯捷; 潘如海; 马明; 蔡怡挺
Original assignee: WENZHOU POWER SUPPLY BUREAU
Current assignee: WENZHOU POWER SUPPLY BUREAU
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2022-01-12

Abstract

本实用新型提供了一种智能楼宇能效综合监控管理系统，包括光伏发电子系统，用于将太阳能转换为电能，并网输出至楼宇的配电系统；用电信息采集子系统，用于实时采集楼宇内用电设备和低压配电系统的用电信息，并将用电信息发送至管理子系统；管理子系统接收用电信息，并根据用电信息，进行楼宇负荷电情况分析，将分析结果发送至控制子系统；控制子系统，根据分析结果调整光伏发电子系统的输出功率。本实用新型通过用电信息采集子系统实时采集用电信息，管理子系统根据用电信息，进行楼宇负荷用电情况分析，控制子系统根据分析结果调整光伏发电子系统的输出功率，从而实现了根据楼宇负荷用电情况自动调整可再生能源输出功率的目的。

Description

智能楼宇能效综合监控管理系统

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，具体涉及一种智能楼宇能效综合监控管理系统。

背景技术

智能楼宇是使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），使建筑物具有安全、便利、高效、节能的特点。智能楼宇是一个边沿性交叉性的学科，涉及计算机技术、自动控制、通讯技术、建筑技术等，并且有越来越多的新技术在智能楼宇中应用。

智能楼宇是智能电网用电环节的重要组成部分，是实现电网与用户之间实时交互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平的重要手段。智能楼宇建设对智能用电技术的发展和完善具有重要的促进作用，对加强智能楼宇能效管理、提高公司客户服务能力、让社会直观体验智能电网的建设成果，具有重要的意义。

专利号为CN201674427U的中国专利《太阳能供电的智能楼宇控制系统》中公开了采用太阳能供电装置对智能楼宇控制系统供电，同时太阳能供电装置也可以是普通供电装置的补充，从而能够有效的节约电能。但是现有技术中并未出现过根据楼宇负荷用电情况自动调整可再生能源输出功率的相关报道。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种能够根据楼宇负荷用电情况自动调整可再生能源输出功率的智能楼宇能效综合监控管理系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，该系统包括：

光伏发电子系统，用于将太阳能转换为电能，并网输出至楼宇的配电系统；

用电信息采集子系统，用于实时采集楼宇内用电设备和低压配电系统的用电信息，并将所述用电信息发送至管理子系统；

管理子系统，接收用电信息，并根据所述用电信息，进行楼宇负荷用电情况分析，将分析结果发送至控制子系统；

控制子系统，根据所述分析结果调整光伏发电子系统的输出功率；

所述用电信息采集子系统与管理子系统的输入端相连，管理子系统的输出端与控制子系统的输入端相连；控制子系统的输出端与光伏发电子系统相连。

进一步的，所述光伏发电子系统包括依次相连的太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器，以及蓄电池组、监控模块和第一通信模块；

所述并网逆变器与楼宇的配电系统相连；所述直流汇流箱和并网逆变器分别通过一充放电装置与所述蓄电池组相连；

所述监控模块用于实时测量、显示和存储太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器的光伏运行数据；

所述第一通信模块设置于监控模块与管理子系统之间，用于将所述光伏运行数据发送至管理子系统；

所述管理子系统接收第一通信模块发送的光伏运行数据，并存储和显示所述光伏运行数据。

进一步的，所述用电信息采集子系统包括采集模块和第二通信模块；

所述采集模块用于实时采集楼宇内用电设备和低压配电系统的用电信息；

所述第二通信模块设置于采集模块与管理子系统之间，用于将采集模块采集的用电信息发送至管理子系统；

所述管理子系统接收第二通信模块发送的用电信息，并存储和显示所述用电信息。

进一步的，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一配电自动化子系统，所述配电自动化子系统包括配电自动化终端和第三通讯模块；

所述配电自动化终端用于采集、存储和处理配电数据；

所述第三通讯模块设置于配电自动化终端与管理子系统之间，用于将配电自动化终端采集的配电数据发送至管理子系统；

所述管理子系统接收所述配电数据，并存储和显示所述配电数据。

进一步的，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一楼宇自动化子系统，所述楼宇自动化子系统包括新风系统监控模块、照明系统监控模块、安防系统监视模块、环境监测模块、门禁与停车场管理模块、空调系统监控模块和智能会议室系统模块。

进一步的，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一电动汽车充电桩子系统，所述电动汽车充电桩子系统包括至少一个充电桩，所述充电桩通过RS485接口、CAN总线或以太网与管理子系统相连。

进一步的，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一对外交互子系统，所述对外交互子系统包括一中间实时数据库，所述管理子系统定时向所述中间数据转发数据，外部数据库从中间数据库读取需要查询的数据信息，以WEB网页的形式展示。

进一步的，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一展项子系统，所述展项子系统用于将系统功能展示在人机界面上，接收用户输入，并通过调用管理子系统中存储的数据对用户输入作出反馈。

进一步的，所述第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块均通过MODBUS TCP协议与管理子系统进行信息交互。

本实用新型所述的智能楼宇能效综合监控管理系统通过用电信息采集子系统实时采集用电信息，管理子系统根据用电信息，进行楼宇负荷用电情况分析，控制子系统根据分析结果调整光伏发电子系统的输出功率，从而实现了根据楼宇负荷用电情况自动调整可再生能源输出功率的目的。

本实用新型通过建筑光伏一体化的实施，将光伏新能源无缝接入，并紧密结合大楼实际用电情况，灵活响应楼宇对新能源的需求，实现了建筑智能、节能和绿色环保的目标。

本实用新型根据楼宇的实际配网架构，合理建设用电信息采集子系统，便于掌握电网末端能源使用效率和规律，为制定用电策略和综合用电评估报告提供了基础，同时管理子系统能够提供数据的处理分析功能，实现了对楼宇日常运行环境及能效数据的整合、存储、分析和控制，提高了智能楼宇内各能耗系统的运行效率，降低了对能源的消耗。

附图说明

图1为智能楼宇能效综合监控管理系统的组成框图；

图2为光伏发电子系统的组成框图；

图3为用电信息采集子系统的组成框图；

图4为配电自动化子系统的组成框图；

图5为楼宇自动化子系统的组成框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种智能楼宇能效综合监控管理系统，包括光伏发电子系统、用电信息采集子系统、管理子系统和控制子系统，其中光伏发电子系统用于将太阳能转换为电能，并网输出至楼宇的配电系统；用电信息采集子系统用于实时采集楼宇内用电设备和低压配电系统的用电信息，并将所述用电信息发送至管理子系统；管理子系统接收用电信息，并根据所述用电信息，进行楼宇负荷用电情况分析，将分析结果发送至控制子系统；控制子系统根据所述分析结果调整光伏发电子系统的输出功率；所述用电信息采集子系统与管理子系统的输入端相连，管理子系统的输出端与控制子系统的输入端相连；控制子系统的输出端与光伏发电子系统相连。

如图2所示，所述光伏发电子系统包括依次相连的太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器，以及蓄电池组、监控模块和第一通信模块；所述并网逆变器与楼宇的配电系统相连；所述直流汇流箱和并网逆变器分别通过一充放电装置与所述蓄电池组相连；所述监控模块用于实时测量、显示和存储太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器的光伏运行数据；所述第一通信模块设置于监控模块与管理子系统之间，用于将所述光伏运行数据发送至管理子系统；所述管理子系统接收第一通信模块发送的光伏运行数据，并存储和显示所述光伏运行数据。

太阳能光伏电池组件采用串并联方式，经过直流汇流箱汇流后接入并网逆变器，并网逆变器输出端通过一交流控制柜并网至配电系统，即楼宇配电间的400V低压I段母线。监控装置测量、显示和存储太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器的光伏运行数据。其中光伏运行数据包括直流汇流箱（光伏组串）和并网逆变器的电压和电流、直流汇流箱直流侧的电压和电流、并网逆变器交流输出电压和电流、功率、功率因数和频率等，以及各设备的故障报警信息和环境参数（如辐照度、环境温度等）等。监控模块还可根据各个设备采集到的实时数据自动分析，如出现越限或故障，将分等级进行报警，严重时自动断开高低压开关柜，对电网及设备进行保护，方便用户及时发现和检修故障，实现真正的无人值守。

如图3所示，所述用电信息采集子系统包括采集模块和第二通信模块；所述采集模块用于实时采集楼宇内用电设备和低压配电系统的用电信息；所述第二通信模块设置于采集模块与管理子系统之间，用于将采集模块采集的用电信息发送至管理子系统；所述管理子系统接收第二通信模块发送的用电信息，并存储和显示所述用电信息。

具体的讲，采集模块采集的用电信息包括三相电压，电流，功率、频率、功率因数、有功电量、无功电量和电能质量等，其包括楼层用电信息采集单元和低压配电信息采集单元，楼层用电信息采集单元用于采集用电设备的用电信息，即通过多个微型智能电表采集智能楼宇各楼层的空调、照明、风机和动力设备等用电设备的用电数据，比如可以采用ME系列微型智能电表。低压配电信息采集单元用于采集低压配电系统的用电信息，即通过电能质量测试仪和/或电能质量监测装置采集楼宇内各负荷回路的用电信息，比如可以采用IONE-7650 或IONE-7550电能质量监测装置来监测负荷回路的功率、电压、电流、电能质量、电量和电量需量等信息。所述采集模块与第二通信模块之间采用标准MODBUS协议通信。相应的，电能质量测试仪和/或电能质量监测装置均通过标准MODBUS协议与第二通信模块通信；各微型智能电表通过RS-485标准串行接口发送脉冲的方式，将用电数据传输至可编程逻辑控制器，所述编程逻辑控制器将用电数据处理后，采用标准MODBUS协议与第二通信模块通信。当然还可以采用其他通信协议进行通信，本实用新型不局限于仅采用MODBUS协议通信。所述通讯模块与后台监控模块之间采用MODBUS TCP协议通信。

如图4所示，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一配电自动化子系统，所述配电自动化子系统包括配电自动化终端和第三通讯模块；所述配电自动化终端用于采集、存储和处理配电数据；所述第三通讯模块设置于配电自动化终端与管理子系统之间，用于将配电自动化终端采集的配电数据发送至管理子系统；所述管理子系统接收所述配电数据，并存储和显示所述配电数据。

配电自动化子系统对大楼内的中低压配电系统，变压器等实施自动监测（中压可控），实现了大楼电力系统的自动化，提高了配电系统运行的可靠性，同时还可提供楼宇总能源供给的准确依据，使管理科学化。该子系统采用可简单连接的双绞线或光纤作为总线，把多个测量控制仪表连成网络系统，并按公开、规范的通信协议，将位于现场的多个微机化测量控制设备、现场仪表与远程管理子系统之间进行连接，实现数字化、双向多变量数字通信。

如图5所示，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一楼宇自动化子系统，所述楼宇自动化子系统包括新风系统监控模块、照明系统监控模块、安防系统监视模块、环境监测模块、门禁与停车场管理模块、空调系统监控模块和智能会议室系统模块。楼宇自动化子系统采用计算机集散控制技术，在设备层采用可编程逻辑控制器（PLC），对建筑物的机电设备实现分散控制。

所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一电动汽车充电桩子系统，所述电动汽车充电桩子系统包括至少一个充电桩，所述充电桩通过RS485接口、CAN总线或以太网与管理子系统相连。充电桩的电源接自配变变压器低压侧，采用集中供电。充电桩安装时，从配电箱进线端依次安装总馈出开关、充电桩馈出开关。在管理子系统内可浏览充电桩的有关用电信息，同时可实现对充电桩用电数据分析等功能。

所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一对外交互子系统，所述对外交互子系统包括一中间实时数据库，所述管理子系统定时向所述中间数据转发数据，外部数据库从中间数据库读取需要查询的数据信息，以WEB网页的形式展示。

所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一展项子系统，所述展项子系统用于将系统功能展示在人机界面上，接收用户输入，并通过调用管理子系统中存储的数据对用户输入作出反馈。

本实用新型中所述第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块均可以通过MODBUS TCP协议与管理子系统进行信息交互。各通讯模块可以通过一通讯网关实现，比如采用EGX100网关来实现， EGX100网关接收到以MODBUS协议传输的数据，并进行通信规约转换，通过MODBUS TCP协议将转换后的数据发送至管理子系统。当然本实用新型不局限于采用MODBUS TCP协议，还可以采用其他通讯协议。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，该系统包括：

2.根据权利要求 1所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述光伏发电子系统包括依次相连的太阳能光伏电池组件、直流汇流箱和并网逆变器，以及蓄电池组、监控模块和第一通信模块；

3.根据权利要求 1所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述用电信息采集子系统包括采集模块和第二通信模块；

4.根据权利要求 1-3任一所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一配电自动化子系统，所述配电自动化子系统包括配电自动化终端和第三通讯模块；

所述配电自动化终端用于采集、存储和处理配电数据；

5.根据权利要求 4所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一楼宇自动化子系统，所述楼宇自动化子系统包括新风系统监控模块、照明系统监控模块、安防系统监视模块、环境监测模块、门禁与停车场管理模块、空调系统监控模块和智能会议室系统模块。

6.根据权利要求 5所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一电动汽车充电桩子系统，所述电动汽车充电桩子系统包括至少一个充电桩，所述充电桩通过RS485接口、CAN总线或以太网与管理子系统相连。

7.根据权利要求 6所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一对外交互子系统，所述对外交互子系统包括一中间实时数据库，所述管理子系统定时向所述中间数据转发数据，外部数据库从中间数据库读取需要查询的数据信息，以WEB网页的形式展示。

8.根据权利要求 7所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述智能楼宇能效综合监控管理系统还包括一展项子系统，所述展项子系统用于将系统功能展示在人机界面上，接收用户输入，并通过调用管理子系统中存储的数据对用户输入作出反馈。

9.根据权利要求 8所述的智能楼宇能效综合监控管理系统，其特征在于，所述第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块均通过MODBUS TCP协议与管理子系统进行信息交互。