CN203909837U - 应用于燃气分布式能源系统的在线监测和能效评估系统 - Google Patents

Abstract

一种应用于工业、楼宇、宾馆、医院和大型工商业园区的，以可燃气体为一次能源的分布式能源系统在线监测和能效评估系统，它包括服务器、监测中心、信息交换模块和监控模块四部分。其中，服务器包括：处理器、包含数据库系统的存储器和联接外部网络的网络适配器；监测中心包括：能源输入侧监测中心、系统自耗能源监测中心和能源输出侧监测中心；信息交换模块包括：与各监控中心通讯的通讯模块、通讯协议转换模块；监控模块包括：联接针对各个设备的工况传感器和各种能源计量器。本实用新型的有益效果在于：主动在线监测燃气分布式能源系统信息流底层参数，通过信号处理后，传送至服务器生成各种统计分析结果和报表，并自动存储和发送数据至远端，从而实现对燃气分布式能源系统运行情况和能效水平在线监测和客观评估，将有助于用户和政府部门及时掌握系统节能情况，为宏观政策的制定和实施提供定量分析，为用能企业评判分布式能源系统的节能效率提供客观依据，不断提高能源利用效率。

Description

应用于燃气分布式能源系统的在线监测和能效评估系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于燃气分布式能源系统的在线监测和能效评估系统，具体来说是指一种用于工业、楼宇、宾馆、医院和大型工商业园区的以可燃气体为一次能源的分布式能源系统的在线监测和能效评估系统。

背景技术

天然气分布式能源系统是国家重点支持的新兴能源产业。各地政府对于分布式能源项目提供了多种政策扶持和经济补贴措施，这些政策和补贴都与分布式能源系统的运行情况、设备开机时间、系统实际运行能耗水平等直接挂钩。所以，在实际工作中迫切需要一套成熟、稳定、可靠的在线监测和评估系统来监测各个运行中的分布式能源系统，采集系统的关键技术参数，记录、存储和传送这些数据；同时，采用通用的算法，处理采集到的系统特征参数，得到直观、简洁的可表征系统能耗水平、节能水平的宏观指标，为整体评价分布式能源系统的节能效益、环保效益和经济社会效率提供依据。本系统的监测和评估结果有望为环保认证或补贴发放提供依据。这样必将促使行业内公司和从业人员不断改进技术、提高能源利用效率、降低污染物及温室气体排放。最终实现整个产业的良性、可持续的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一套可综合采集监控燃气分布式能源系统各主要设备运行参数、主要负荷情况、系统能量情况并实时评估系统能效水平的系统。系统高度自动化，可自动获取设备实时参数和特定传感器参数；自动存储数据；自动发送数据至远端的监查机构；主动防止恶意修改各种参数以影响评估结果。系统自动根据固有的算法处理获得的数据，得到表征系统总体能耗性能的多种宏观指标。这些指标可作为系统整体评价的依据，也可以作为优化系统运行模式的指导。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

       燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，它包括服务器、监测中心、信息交换模块和监控模块四部分。其中，服务器包括：处理器、包含数据库系统的存储器和联接外部网络的网络适配器；监测中心包括：能源输入侧监测中心、系统自耗能源监测中心和能源输出侧监测中心；信息交换模块包括：与各监控中心通讯的通讯模块、通讯协议转换模块；监控模块包括：联接针对各个设备的工况传感器和各种能源计量器。

本实用新型主动在线监测燃气分布式能源系统信息流底层参数，通过信号处理后，传送至服务器生成各种统计分析结果和报表，并自动存储和发送数据至远端，从而实现对燃气分布式能源系统运行情况和能效水平进行客观公正的在线监测和评估。

本实用新型的有益效果在于：

    1、国内现有技术尚无针对分布式能源系统的在线监测和评估系统。本实用新型是第一次实现从分布式能源系统各设备底层主动获得相关参数，通过监控模块的信号处理后，传送给各个监测中心进行数据统计、计算和存储，在传送至服务器，经过特定算法的计算和评估，得到各种统计结果和分析报表。

2、本实用新型通过能耗监测、系统效能评估的多维度分析评估，得到分布式能源系统的实时状态和客观能效水平指标，为政府和其他机构监督运行情况、制定补贴政策提供依据。

 附图说明：

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1系统方框原理图；

图2服务器方框原理图；

图3能源输入侧监测中心原理图；

图4自耗能源监测中心原理图；

图5能源输出侧监测中心原理图；

图6 监控模块原理图

具体实施方式：

        为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

1.   燃气分布式能源系统在线监测和评估系统架构

       燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，它包括服务器、监测中心、信息交换模块和监控模块四部分。整个系统架构（如图1），通过监控模块采集燃气分布式能源系统所需要的原始数据，例如：燃气流量、压力、温度、甲烷浓度等参数，之后通过电流0（4）～20MA、电压0-10VDC或者通讯等方式传输至监控中心，监控中心将原始数据根据数据的来源进行分类：分为系统输入侧监测数据、系统自耗能源监测数据和能源输出监测数据，这些原始数据分类后，监控中心将原始数据进行处理转换，因为原本的数据通过传感器得到的可能是二进制代码，需要转成标量状态下的数据。监控中心得到标量状态下的数据后，通过信息交换模块将标量数据传输至服务器中，服务器在国际CDM计量碳排放计算方法的基础上进行计算，计算出燃气分布式能源系统的实时能源利用效率，并且能够显示各个参数的实际情况。这些数据加密存储在服务器上，防止非授权人员对数据进行改动。服务器还可以生成各种统计报表和历史曲线参数，同时预留连接外部网络的网络适配器，用于以后建立远程监控的可能。

2.   服务器

        服务器包括：处理器、包含数据库系统的存储器和联接外部网络的网络适配器。服务器原理图（见图2），服务器通过与监控中心之间的通讯，采集监控中心处理后的数据，将数据代入服务器中所设定的燃气分布式能源系统计算分析公式，得到分析出来的数据。服务器将数据通过加密的手段存入数据库中，如果需要通过外部设备读取数据库中的数据，必须要有相应的权限才能够实现数据的读取。服务器还能够提供用户相应各种类型的报表，用户通过服务器连接打印机，打印出相应的数据报表，用户可以根据报表对整个系统的能源使用情况一目了然。想要通过远程获取数据，可以通过服务器配置的网络适配器，连接外部网络，当然也必须要有相应的权限才能够获得相应的数据。

3.   能源输入侧监测中心

       能源输入侧监测中心（见图3）主要是监测燃气分布式能源系统的输入能源参数：燃气热值或者是甲烷浓度的参数。通过监控模块取得的原始参数进行数据转换，将原始数据转换成标量数据，最后经过通讯发送至服务器端。

4.   自耗能源监测中心

       自耗能源监测中心（见图4）主要是监测燃气分布式能源系统的辅助设备用电参数：燃气压缩系统、燃气预处理系统、机组冷却辅助系统、余热利用设备等用电量。通过监控模块取得的原始参数进行数据转换，将原始数据转换成标量数据，最后经过通讯发送至服务器端。

5.   能源输出侧监测中心

       能源输出侧监测中心（见图5）主要是监测燃气分布式能源系统的输出能源参数：发电机组上网电量、溴化锂制冷设备制冷量、余热锅炉蒸汽量、热水供应量等所有系统输出的参数。通过监控模块取得的原始参数进行数据转换，将原始数据转换成标量数据，最后经过通讯发送至服务器端。

6.   监控模块

       监控模块（见图6）采集燃气分布式能源系统所需要的原始数据，例如：燃气流量、压力、温度、甲烷浓度等参数，一般这些参数都是通过相应的传感器、变送器或者电表等仪器仪表获得，仪器仪表输出的有如下形式：电流0（4）～20MA、电压0-10VDC或者通讯等方式。监控模块就是采集仪器仪表各种形式的数据，将数据整合在一起，根据数据的类型，发送至相对应的监控中心。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.应用于燃气分布式能源系统的在线监测和能效评估系统，其特征包括：服务器、监测中心、信息交换模块和监控模块四部分；其中，服务器包括：处理器、包含数据库系统的存储器和联接外部网络的网络适配器；监测中心包括：能源输入侧监测中心、系统自耗能源监测中心和能源输出侧监测中心；信息交换模块包括：与各监控中心通讯的通讯模块、通讯协议转换模块；监控模块包括：联接针对各个设备的工况传感器和各种能源计量器。

2.根据权利要求1所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于所述服务器的处理器中设有综合数据汇总计算模块；所述能源输入侧监测中心的微控制器中设有能源输入统计计算模块；所述系统自耗能源监测中心的微控制器中设有自耗能源统计模块；所述能源输出侧监测中心的微控制器中设有能源输出统计计算模块；所述监控模块的微处理器中设有多种形式的能源能量计算模块。

3.根据权利要求2所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于所述监控模块的信号采集输入端和信号发送输出端采用MODBUS技术。

4.根据权利要求3所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于所述工况传感器通过与各设备控制系统通讯获得设备运行基本信息，如运行时间、发电功率、余热回收效率等。

5.根据权利要求4所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于所述的燃气输入总管传感器包括用于监测燃气消耗量及计算输入能量的燃气流量、压力、温度、甲烷浓度（可选）的传感器，在没有配置甲烷浓度传感器的情况下，可以根据燃气公司提供的燃气热值作为输入参数。

6.根据权利要求5所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于所述的电力监控模块包括用于监测上网电量的馈电电量传感器和用于监测电能消耗的电量传感器。

7.根据权利要求6所述的燃气分布式能源系统在线监测和评估系统，其特征在于能量计算模块包含计算冷媒水、蒸汽、热水、导热油、热风等各种形式热能的计算模块。