CN203012939U - 一种能耗监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能耗监测系统，包括终端测量仪表、能耗数据采集器和能耗监测管理平台，所述终端测量仪表包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表以及气耗数据测量仪表；所述能耗数据采集器包括中央处理单元、数据存储单元、实时时钟单元和通信接口单元。所述通信接口单元与各终端测量仪表进行通信，并通过总线将数据传送给中央处理单元进行计算，中央处理单元对接收到的数据进行量程变换、单位转换、累计等计算处理，通信接口单元将计算后的数据发送给能耗监测管理平台。本实用新型的能耗监测管理平台利用接收到的能耗数据对用户的综合能耗情况进行对比分析展示、行业对标数据处理，从而有效地降低能耗水平。

Description

一种能耗监测系统

技术领域

本实用新型涉及能耗监测领域，特别是涉及一种通过监测仪器采集的耗电量、用热量、用水量、用气量等数据，并进一步分析各子区域的耗能情况，从而有针对性地进行用能管理，而达到节能的目的。

背景技术

目前，现有的能耗数据采集器，仅仅抄收建筑单个耗能指标（如电耗）在某一段时间内或某一局限点平均的耗能量，而不能对建筑内所有耗能设备进行综合能耗采集，往往采集的指标（如电耗）节省了有限的能耗，却在其他地方产生了更大的能源浪费，得不偿失，而未达到总体节能的效果。

比如，申请号为200510050700.2的实用新型专利申请“基于GPRS网络的电力远程自动抄表系统”，其由电能表、终端、主站以及终端和主站之间的通讯电路组成。该实用新型提供了一种电表的采集监测方案，但是其仅能对电表用电量进行采集（即抄表），不能对热、气、水等能耗数据进行综合采集，而能耗管理涉及的范围不仅仅是电能，而应该是考虑综合能耗。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能耗监测系统，通过对用户的用电、用水、用气、用热等能耗进行综合监测，达到控制能耗的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种能耗监测系统，包括：

终端测量仪表，包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表以及气耗数据测量仪表；

能耗数据采集器，包括中央处理单元、数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元，所述中央处理单元分别与数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元相连接，所述接收端通信接口单元与终端测量仪表中的各个测量仪表分别连接。

上述能耗监测系统中，所述能耗监测系统还包括能耗监测管理平台，所述能耗监测管理平台与发送端通信接口单元相连接，用于接收能耗数据采集器发送的数据，并进行处理。

上述能耗监测系统中，所述接收端通信接口单元和发送端通信接口单元都包括RS232接口、RS485接口、以太网接口和M-BUS接口。

上述能耗监测系统中，所述接收端通信接口单元和发送端通信接口单元还包括无线传输模块，所述无线传输模块为GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块、红外通讯模块或者Zigbee无线模块。

上述能耗监测系统中，所述电耗数据测量仪表为电能表，用于采集电路中的电压值和电流值；所述热耗数据测量仪表为流量计和温度计，用于采集供暖管道中供水流量和温度；所述水耗数据测量仪表为水表，用于采集用水管路中的用水量；所述气耗数据测量仪表为天然气表，用于采集天然气管路中的用气量。

上述能耗监测系统中，所述能耗数据采集器还包括一封闭外壳，所述中央处理单元设置在外壳中。

上述能耗监测系统中，所述外壳为金属壳体。

上述能耗监测系统中，所述外壳上设有一用于安装外壳的挂接件。

上述能耗监测系统中，所述挂接件包括至少两个连接片。

上述能耗监测系统中，所述外壳上设有一用于安装外壳的导轨。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：本实用新型的能耗监测系统根据对企事业单位的用电、用水、用气和用热的进行综合监测，实现了能耗监测，可以为监管部门的监管提供便利条件，能够根据能耗监测结果对耗能较快的企事业单位或者明显超出平均水平的企事业单位进行节能管理，可以根据该能耗监测结果对能耗较高的企事业单位进行用能管理，减低能耗。企事业单位在进行管理时，根据能耗监测结果可以实行节能降耗，便于有针对性地节能。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施例能耗监测系统的结构框图；

图2为本实用新型一种实施例的能耗数据采集器的结构框图；

图3为本实用新型一种实施例的能耗数据采集器的安装示意图；

图4为本实用新型第二种实施例的能耗数据采集器的安装示意图；

图5为本实用新型一种实施例的结构体系图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型提供的一种实施例能耗监测系统的结构框图，该能耗监测系统包括：

终端测量仪表，包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表以及气耗数据测量仪表；

能耗数据采集器，包括中央处理单元、数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元，所述中央处理单元分别与数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元相连接，所述接收端通信接口单元与终端测量仪表中的各个终端测量仪表分别连接；

能耗监测管理平台，与能耗数据采集器的发送端通信接口单元相连接，用于接收能耗数据采集器发送的数据，并进行处理。

本实用新型的能耗监测系统根据对企事业单位的用电、用水、用气和用热的进行综合监测，实现了能耗监测，可以为监管部门的监管提供便利条件，能够根据能耗监测结果对耗能较快的企事业单位或者明显超出平均水平的企事业单位进行节能管理，可以根据该能耗监测结果对能耗较高的企事业单位进行用能管理，减低能耗。企事业单位在进行管理时，根据能耗监测结果可以实行节能降耗，便于有针对性地节能。本实用新型的能耗监测管理平台利用接收到的能耗数据对用户的综合能耗情况进行对比分析展示、行业对标等高级数据处理，并给出能耗水平判断及建议采取的管理措施，以便进行有针对性的管理，从而有效地降低能耗水平。

本实用新型的电耗数据测量仪表为电能表，用于采集电路中的电压值和电流值；所述热耗数据测量仪表为流量计和温度计，用于采集供暖管道中供水流量和温度；所述水耗数据测量仪表为水表，用于采集用水管路中的用水量；所述气耗数据测量仪表为天然气表，用于采集天然气管路中的用气量。

本实用新型的通信接口单元包括接收端通信接口单元和发送端通信接口单元，该通信接口单元还包括无线传输模块，实现了采集数据的无线传输。优选地，所述无线传输模块为GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块、红外通讯模块或者Zigbee无线模块。其中，接收端通信接口单元与各终端测量仪表进行通信，并通过总线将数据传送给中央处理单元进行计算，中央处理单元对接收到的数据进行量程变换、单位转换、累计等计算处理，发送端通信接口单元将计算后的数据发送给能耗监测管理平台进行处理。

如图2所示，为本实用新型一种实施例的能耗数据采集器的结构框图，本实施例的中央处理单元为ARM9微处理器，内核支持16/32bit，标准工频300MHz，运算能力151.55MIPS，用于对采集的能耗数据进行处理。本实施例的通信接口单元包括RS232接口、RS485接口、M-BUS接口和以太网接口，用于与外部的终端测量仪表以及网络进行通信。本实施例的存储器包括RAM存储器、闪存和SID存储卡，分别与中央处理单元相连接，其中RAM存储器中存储实时采集的能耗数据，Flash存储器中存储程序、操作系统、历史能耗数据，SID存储卡存储历史能耗数据。本实用新型的采集器的还包括无线传输单元，所述无线传输单元与中央处理单元相连接，实现了该采集器与外界的外线通信。优选地，所述无线传输单元为GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块、红外通讯模块或者Zigbee无线传输模块。

本实用新型的通信接口单元包括发送端通信接口单元和接收端通信接口单元，分别与中央处理单元相连接，优选地，所述接收端通信接口单元和发送端通信接口单元都包括RS232接口、RS485接口、M-BUS接口、RJ45接口和以太网接口。其中，接收端通信接口单元与终端测量仪表相连接，以接收采集的能耗数据，图中示出了五类终端测量仪表，分别是一类终端测量仪表、二类终端测量仪表、三类终端测量仪表、四类终端测量仪表和五类终端测量仪表，每个测量仪表根据所支持的通讯接口，可以选择上述其中一种接口进行通信。发送端通信接口单元用于将经中央处理器处理后的数据发送到后台数据库，用于接收终端测量仪表采集的能耗数据。本实用新型的采集器支持多种通信协议可同时与多种终端测量仪表通信，可同时接入电表、热表、水表、气表、温度表、压力表、流量表、控制器等终端测量仪表，定时存储电力能耗数据、热能能耗数据、用水能耗数据、用气能耗数据、温度数据、压力数据、流量数据、开关状态数等各种数据。

如图3所示，为本实用新型一种实施例的能耗数据采集器的安装示意图，为本实用新型一种实施例的采集器的安装示意图，该能耗数据采集器100安装在配电箱200中，当然也可以安装在其他合适的物体上。该能耗数据采集器100包括一封闭外壳101，所述中央处理单元设置在外壳101中，优选地，该外壳为金属封闭外壳，提高电磁干扰特性，同时也减少对外界电磁干扰。该实施例的外壳101上设有挂接件102，通过该挂接件102将采集器安装在配电箱200中。该挂接件102可以是各种适合的部件，图中示出了四个连接片，外壳101两侧各设有两个连接片，通过连接片将能耗数据采集器100固定在配电箱200中，连接片上设有安装孔，通过连接片将能耗数据采集器100固定在配电箱200中。

如图4所示，为本实用新型另一种实施例的采集器的安装示意图，该能耗数据采集器的外壳101上设有导轨103，通过该导轨103将外壳安装在配电箱200中，从而实现了采集器的固定安装，导轨103上设有安装孔，通过该安装孔将能耗数据采集器安装在配电箱中。

如图5所示，为本实用新型的能耗监测系统的结构体系图，包括测量层、采集传输层、数据层、应用层和用户层。

测量层主要指现场安装的多功能电能表、温度表、水表等采集表计，表计的采集基础能耗数据；

采集传输层主要指现场能耗测量仪表以有线或无线方式将数据自动抄送到能耗数据采集器，并由能耗数据采集器进行一定处理后转发到能耗监测管理平台的数据库中。

数据层是能耗监测管理平台的数据中心，采用关系数据库（SQL SERVER或Oracle）来组织和管理数据，为数据在线采集显示和数据离线综合分析提供必要的数据支撑。

应用层是能耗监测管理平台的业务应用，主要包括六大模块即能耗数据监测、节能运行管理、能效综合管理、能源审计监察、辅助决策支持、系统配置管理。

用户层是用户的客户端和工作站，系统采用B/S模式提供各种服务。

本实用新型的能耗监测管理平台利用数据采集器发送来的数据，并结合历史数据、系统设计数据等资料，实现能耗数据监测、节能运行管理、能效综合管理、能源审计监察、辅助决策支持、系统配置管理等功能。

其中，能耗数据监测模块采用实时在线监测的方式，按照统一格式实现对分项能耗、水耗、室内温度数据的采集。并且预留数据接口，可以与其他平台数据之间进行相互调用。

（1）实时监测：实时监测各监测点的电、水、热、气等数据，并以图形、表格等方式显示；其中电力监测实现分项计量，参数主要包括：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电量等。

（2）平台对传：对于已建成的数据计费系统数据，可设定相应的数据格式及标准，通过平台对传的方式将所需数据传输至平台数据库。

（3）报警管理：包括设备故障报警、监测管线故障报警、定额能耗单位限额区段报警以及对比总表/分表数据差区段报警等子模块。可以实现通过监测变压器等高耗能设备运行情况，对运转出现异常的设备能够及时报警，保障设备用电安全和高效。对于所监测的配电线路及馈线、水力管网、热力管网、气力管网等发生的各种消耗或运行异常情况进行记录并分析，根据以往能耗、水耗值以及经验值设定相应判据级别，以确定是否发生故障，如发生故障则系统自动发出警示框，同时通过短信的方式提醒工作人员，便于工作人员进行排查并处理等功能。

其中，节能运行管理模块可以实现不同能源调度用能情况下的能耗系统级用能策略管理，系统提供节能运行控制策略的编制、运行、监控管理。例如：在夏季高峰负荷调度下，各用能系统是否可以错峰以及错峰的调度的预案等，系统可根据历史用能情况给出用能预案建议，并根据预先制定的节能运行策略指导系统以节能方式运行。

同时可以进行需量控制，如在各耗能设备额定负荷下，在用电负荷功率曲线图中，若当前用电需量趋近峰值容量时，系统可提供需量预警。可采取通过应用就地人工开关控制来降低用电需量，来减少额外的付费，从而减少长期的能源花费。

其中，能效综合管理模块可以实现耗能设备管理、定额管理、综合评估等功能：

（1）设备管理：对主要耗能设备情况进行统计和管理，包括主要耗能设备基本信息（设备名称、规格型号、装机容量、台数、出厂日期、年均运行时间等）、主要耗能设备运行监测（实时监测主要耗能设备的运行状况，保证所有高校的用电安全和高效）。

（2）定额管理：以采集到的分项电耗、热耗、水耗、气耗数据为基础，科学核定能耗定额。通过比较定额与在线监测数据，评测各处定额执行情况，实现能耗定额管理。

（3）综合评估：根据实时采集的各类能耗数据、数据库中参数及各子系统设备的基本信息，结合运行中的实际情况，对电、热、水、气系统进行实时跟踪排查，对其用电量、用热量、用水量、用气量进行评估并分析节能潜力，辅助分析改进措施及其节能效果。该功能模块充分利用数据库中静态和动态的相应数据，将作为建筑用能分析的工具。

其中，能源审计管理模块实现能源审计相关能耗指标的计算和对能源审计报告的管理，满足用户对报告的生成、下载、浏览和删除等需求。能源审计管理的各项功能如下：

（1）能耗指标计算:包括单位面积用电计算、单位面积用燃料计算、单位面积供暖计算、单位面积用水计算和单位面积综合能源消耗计算。

（2）能源审计报告管理：主要实现能源审计报告的生成、下载、查询浏览和删除等功能。

（3）能耗指标比对：实现能耗指标比对标杆值的设定、指标的比对分析和节能潜力的分析。标杆值分为国际最好水平、国内最好水平和国内平均水平。

（4）能耗情况统计：主要实现按照不同的统计分析口径，实现单位面积能耗、单位产能能耗等数据的统计、汇总和分析。

（5）能效结果公示：利用平台数据发布接口，通过局域网、因特网等途径向使用者、管理者定期公示总能耗、分项能耗统计数据、各项能耗统计指标数据，实现数据公示及数据共享。

其中，辅助决策支持模块对用能情况进行高级综合分析，并在此基础上提供节能决策支持：

（1）高级分析：包括各设备/区域的能耗情况与历史用能情况进行综合对比，能耗情况异常者；各设备/区域能耗变化情况受外部因素情况与其他同类建筑不同者，例如，在夏季，温度升高时，不同建筑空调负荷增加程度不同，若一些建筑空调负荷随温度增长而增加的速度显著超过其他同类建筑，则表明该建筑的节能措施和节能管理可能存在问题；分析影响能耗的各项因素，并分析不同条件下的主导因素。

（2）决策支持：包括制定能耗标准（通过分析所有被监测区域的用能情况，结合能源审计报告，帮助管理人员制定能耗标准）、节能分析（建立所有被监测区域的整体能耗模型，对用电、供热、供气、环境温度、水资源的消耗进行分析，为下一步进行节能技改工作提供数据支持）、能耗预测（利用整体能耗模型、结合历史数据、运用数学分析的方法对各被监测区域的能耗数据进行分析，预测未来一段时间内的能源走势，辅助企事业单位做下一步节能工作的部署）。

其中，系统配置管理模块用于对系统进行维护，包括运行数据维护子模块、设备数据维护子模块和系统管理维护子模块。

（1）数据维护子模块：用于日常基础运营数据的导入和录入工作，哪些数据为实时获取、哪些数据为手动录入，哪些数据为从其他已有管理系统中后台自动获取等。

（2）设备维护子模块：用于对各级监测区域、各种设备的台账维护、设备用能类型归属维护，并根据各种设备的维保周期和上次维护时间，自动提示用户进行维护保养工作。具体功能包括表计管理、设备台账、配电支路管理、组织维护等。表计管理对所有的测量表计，电表、水表、热表进行分类统一管理。可添加、修改、删除、查询所有表计的台账信息，重点维护表计与归口管理部门，表计与供配线路的用能归属关系。设备管理对机房和院内的用电、用水、用热设备进行台账管理，建立电子化信息档案，提供台账信息的添加、修改、删除、查询等功能。配电支路管理对配电室的所有电缆支路出线、进线进行统一管理。可添加、修改、删除、查询任电缆支路。台账信息可包括配电室支路名称、电缆型号、开关编号，CT型号、所接配电柜等信息。组织维护可添加、修改、删除管理机构的组织单位，具体内容包括，组织名称、组织代码、组织人数、管辖表计情况等。

（3）系统管理子模块，用于实现对系统用户的注册编辑管理、用户的角色权限管理等功能。具体包括：用户管理、角色权限等。用户管理：管理使用本系统的所有用户信息。可添加、修改、删除和查询用户信息，包括用户名、密码、所属部门、角色权限、注册日期等。角色权限：根据用电、用水、用热的实际管理情况（用电、用水、用热分类管理或统一管理，涉及页面设计），设置不同用户的不同的菜单操作权限，可添加角色，并维护此类角色对应的操作权限。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种能耗监测系统，其特征在于，包括：

终端测量仪表，包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表以及气耗数据测量仪表；

能耗数据采集器，包括中央处理单元、数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元，所述中央处理单元分别与数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口单元和接收端通信接口单元相连接，所述接收端通信接口单元与终端测量仪表中的各个测量仪表分别连接。

2.根据权利要求1所述的能耗监测系统，其特征在于，所述能耗监测系统还包括能耗监测管理平台，所述能耗监测管理平台与发送端通信接口单元相连接，用于接收能耗数据采集器发送的数据，并进行处理。

3.根据权利要求1所述的能耗监测系统，其特征在于，所述接收端通信接口单元和发送端通信接口单元都包括RS232接口、RS485接口、以太网接口和M-BUS接口。

4.根据权利要求1所述的能耗监测系统，其特征在于，所述接收端通信接口单元和发送端通信接口单元还包括无线传输模块，所述无线传输模块为GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块、红外通讯模块或者Zigbee无线模块。

5.根据权利要求1所述的能耗监测系统，其特征在于，所述电耗数据测量仪表为电能表，用于采集电路中的电压值和电流值；所述热耗数据测量仪表为流量计和温度计，用于采集供暖管道中供水流量和温度；所述水耗数据测量仪表为水表，用于采集用水管路中的用水量；所述气耗数据测量仪表为天然气表，用于采集天然气管路中的用气量。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的能耗监测系统，其特征在于，所述能耗数据采集器还包括一封闭外壳，所述中央处理单元设置在外壳中。

7.根据权利要求6所述的能耗监测系统，其特征在于，所述外壳为金属壳体。

8.根据权利要求7所述的能耗监测系统，其特征在于，所述外壳上设有一用于安装外壳的挂接件。

9.根据权利要求8所述的能耗监测系统，其特征在于，所述挂接件包括至少两个连接片。

10.根据权利要求7所述的能耗监测系统，其特征在于，所述外壳上设有一用于安装外壳的导轨。

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