能耗管理系統
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能耗管理系統范文第1篇
[關鍵詞]能源管理；數據采集；能源調度；節能降耗
[中圖分類號]P413 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0418-02
1、引言
能源管理涉及的范圍很廣，它包含了從能源生產到消耗各個環節的管理技術，冶金企業能源管理主要涉及對企業二次能源的平衡管理和能源消耗的分析。
河北鋼鐵集團宣鋼公司在2011年開始建設能源管理系統，其針對現場的水、電、氣體等能源儀表，通過組網對其進行遠端的數據采集與控制，集有線和無線測控與計算機局域網于一體，形成一個網絡系統，實時監測現場能源介質的運行狀態。
能源管理系統（簡稱EMS系統），通過能源計劃，能源實績，計量認證，能耗計算，設備管理，報表管理等多種手段，使企業管理者對企業的能源成本比重，發展趨勢有準確的掌握。其基本管理職能包括：
能源系統主設備運行狀態的監視
能源系統主設備的集中控制、操作、調整和參數的設定
實現能源系統的綜合平衡、合理分配、優化調度。
異常、故障和事故處理。
基礎能源管理。
能源運行潮流數據的實時短時歸檔、數據庫歸檔和即時查詢。
2、EMS系統的特點
實時性：為了及時獲取各種能源介質的能耗信息，該系統充分考慮了宣鋼當前設備通信協議的狀況，采用了豐富多樣的接口技術，使所有的數據采集時間控制在1s-5s之間，并與產銷系統和ERP系統進行數據傳輸；
先進性：先進的網絡管理方式、網絡設備以及一致的開放式數據庫接口，無論從系統性能、可靠性及網絡的拓撲結構等方面都為企業提供了高技術的管理模式；
可靠性：可靠性是能源數據采集的先決條件。簡單的網絡拓撲結構及各個功能模塊冗余的設計使得系統運行更加安全可靠；
安全性：系統對于不同的管理職能提供了不同的管理權限；還包括網絡的安全性，整個網絡安裝了防火墻，還使用了網絡隔離技術，有效阻止了外界非法病毒的入侵，從而保證了網絡的安全；
可操作性：硬件設備設置簡單、直觀；系統軟件提供人機界面便于操作。
3、網絡結構
EMS網絡拓撲結構分為三層：
一層為儀表到數據采集分站的通訊，采用RS-485通訊和模擬信號兩種方式；二層為數采分站到總站的通訊，采用無線方式和有線方式；三層為管理網，由服務器到管理分站，組成局域網，連接方式根據現場的實際『青況布置：對于樓內或距離小于100m的計算機，使用超五類雙絞線組成百兆局域網；距離較遠但布線方便可以使用光纖；距離較遠、布線不方便采用無線網橋的方式。
服務器（采集器）的作用：一方面收集分站送來的數據進行匯總處理，同時也能對遠程儀表進行參數設置；另一方面服務器可對工作站（客戶機）進行數據共享。客戶機可以預覽或打印統計報表、實時監控和供維修人員監視系統運行狀態。
4、EMS系統的主要功能
4.1 監視和遠程控制
（1）能源介質數據監視。通過I/O服務器的接口功能，接收來自廠區PLC、DCS和采集站網關的各類信息，完成數據采集合并歸檔到實時數據庫中。系統采集各種介質的發生量，各存儲柜的柜位、柜容，以及各能源計量儀表流量、壓力、溫度和表底數據等。
（2）能源設備及主要工序運轉狀態監視。通過I/O服務器的接口功能，實時采集能源設備的重要參數，判斷設備運行狀態及工序生產狀況，故障及時報警。
（3）能源設備的遠程控制。能源中心調度人員通過專用操作站向廠區能源PLC系統下達控制指令，控制能源設備的運行。
4.2 基礎能源管理
（1）能源設備管理。能源設備管理主要用于能源計劃的編輯和設備維護。能源設備管理主要對關鍵的大型能源設備實行集中管理，包括建立檢修和使用檔案，輔助制定設備檢修計劃；對設備檢修記錄進行跟蹤、查詢和統計。
（2）能源計劃管理。能源計劃管理根據能源設備管理模塊提供的接口，可以查閱與能源計劃有關的能源設備的檢修計劃，同時在制定能源計劃是，根據生產與消耗平衡的特點，在制定能源計劃的過程中動態顯示全局能源平衡情況，方便業務人員微調。
（3）能源報表管理。對于能源系統的計量與管理統計數據，EMS對原始采集數據經必要的計算處理后，按指定格式、時間自動進行系統報表輸出。能源報表管理提供對整個能源管理系統中所以模塊報表需求的支持，提供各種自動報表、手動報表及能耗報表。報表包括小時報表、日報、月報和年報等。
5、關鍵技術
5.1 能源預測模型
本系統中綜合考慮了生產信息、設備檢修計劃信息、非計劃停工信息、工藝變更信息以及能源實際采集數據，對某一能源介質未來幾個小時或幾天內的生產狀況及各用戶單元消耗狀況進行追蹤預測，并根據相應時段內的預測結果進行預測平衡展示，涉及的能源介質包括高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、電、水等。預測結果以趨勢圖等形式輸出，為能源平衡調度提供指導。其中包括的曲線有：
實時曲線：用曲線的方式顯示測點的瞬時量；用來直觀顯示實時的數據變化和累積計量的階段性變化。
歷史曲線：畫出測點的某時間段的曲線；
鋼鐵企業能源介質的波動在自身波動規律的基礎上受靜態因素、動態因素的影響。靜態因素指物料、產品、工藝條件等，通過靜態因素推算出能源理論發生量的過程稱為靜態模型。動態因素指工況條件發生變化，如高爐修風、換爐、計劃檢修及非計劃停機等。
5.2 跨平臺、異構應用數據交換技術
能源管理系統、產銷系統和ERP系統是同時實施的。ERP負責四級財務核算，能源生產和能源消耗的數據需要上傳ERP；同理ERP對電的采購計劃，需要下傳至能源管理系統中完成電的平衡計劃。產銷系統負責管理生產，而能源管理系統需要來自產銷系統的生產計劃和實績，來完成能源計劃和能耗計算。因此三個系統是相互集成，才能完成各自的管理業務。
5.3 無人值守技術
能源管控系統對動力設施進行遠程控制，主要包括煤氣柜，放散塔等。設置遠程控制專用操作站，操作站配有專用監控軟件。
5.4 網絡隔離技術
在能源網絡實施過程中，為了不影響生產，在一些關鍵網接入能源環網技術中選擇了最新的網絡隔離技術——隔離網關。隔離網關通過內部的雙獨立主機系統，一端接人站控系統網絡，通過采集接口完成各子系統數據的采集；另一端接入能源環網，完成數據到能源管理系統的傳輸。
6、結論
EMS投入運行后，系統運行穩定可靠，能源的分配情況、消耗情況可以及時反饋給有關部門，為生產決策提供了數據，使能源調度更加及時，合理，減少了煤氣的放散，又有原來的事后統計，變為現在的計劃管理與動態調控，減少了能源消耗，降低了能源成本，經濟效益極為可觀。
參考文獻
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[2]李桂紅，能源管理系統（EMs）的生命力[J]，上海節能，2004（5）：38-40
能耗管理系統范文第2篇
關鍵詞：能源效率；地區差異；節能潛力；經濟發展
中圖分類號：F124.5
文獻標識碼：A
文章編號：1003-4161(2007)02-0082-04
能源（特別是石化能源）是經濟發展的源動力，是國民經濟健康、穩定發展的物質基礎，一個國家（地區）經濟發展與能源占有及利用應該是相匹配的；但如果不能合理高效的利用能源，能源也會成為經濟發展的“瓶頸”[1]。我國雖然總量上地大物博，但人均資源占有量遠遠低于世界平均值，而且能源利用效率也明顯低于發達國家[2]，因此，建立節約型社會是我國當前發展的歷史必然。目前，有關中國能源利用效率和節能潛力的分析，多數學者以國際先進國家為標準，通過國際比較判斷中國能源利用效率與節能潛力[3-5]；而史丹以中國內部先進水平為標準，通過地區比較界定我國能源利用效率和節能空間[6]。然而，由于不同地區經濟實力和資源結構存在較大差別，一些制約能源利用效率的因素，如生產技術水平不可能在短時間內趕上發達國家或發達地區。所以，筆者認為，能源效率的國別差距和地區差異只能為我們提供一個目標值，無法據此計算出中國各省區現實的節能潛力。因此，本文收集了1990~2004年各省區能源消耗和經濟發展的相關數據，建立各省區能源利用效率和經濟發展水平的統計模型，據此計算出各地區基于主體特征的節能潛力，為能源利用的優化配置和建立節約型社會提供依據。
1 思路方法與指標選擇
1.1 研究思路與方法
工業社會能源是經濟發展的物質基礎，經濟的發展依靠能源的驅動而運行。然而，隨著經濟的不斷發展能源消耗量與日俱增，已經成為我國經濟發展的主要瓶頸，我們必須未雨綢繆增強憂患意識，避免可能的能源危機影響經濟的發展，所以，建立節約型社會是我國當前社會的必然選擇。為了認清我國各省區能源利用現狀及節能潛力，本文主要從以下三方面展開研究：
(1)分析中國各省區能源利用現狀和能源消耗強度的地區差異。選取2004年中國30個省區能源消耗及經濟發展的截面數據，分別建立人均能源消耗、萬元產值能耗和人均GDP的對應關系，揭示中國地區之間經濟發展和能源消耗的對應關系。
(2)從時間序列分析不同省區能源利用效率和經濟發展的關系。本文主要以中國各省區1990~2004年能源消耗和經濟發展的案板數據，研究不同地區萬元產值能耗和人均GDP的關系，用冪指數函數建立二者之間的回歸方程，以便尋找能源消耗和經濟發展的特殊規律。
(3)不同時段中國各省區節能潛力的對比分析。依據第二部分建立的能源消耗和人均GDP回歸方程，分析計算不同時段各地區的節能潛力，選取1990年、1995年、2000年、2004年四個時段，對各地區節能潛力進行橫向和縱向的比較。
需要特別說明的是，經濟的發展主要以靠中央轉移財政，在統計分析中予以剔除。
1.2 指標選擇和數據來源
從宏觀和普遍的規律來看，一個地區能源的消耗是與人口規模、經濟發展水平和節能技術的進步密切相關，在不同地區之間的比較常采用人均能耗和萬元產值能耗等指標。由于能源消費結構多以一次能源計算，包括了煤、石油、天然氣和水電等，為了統一計量和方便比較，將各種能源消耗折算成萬噸標準煤。本文采用人均能耗和萬元產值能耗兩類指標，揭示我國各省區經濟發展與能源消耗的關系，分析不同時段各省區的節能潛力，并將重點放在經濟發展與能源消耗的時空變化上。
不同時段各地區人均能耗和萬元產值能耗計算公式如下：
EPi=Ei/Pi （1）
EGi=Ei/GDPi（2）
其中，EPi 、 EGi分別為某時段第i個地區人均能源消耗和萬元產值能源消耗量，單位是噸標煤； Ei、 Pi、GDPi 分別為該時段第i個地區能源消耗總量、人口總量、國內生產總值（GDP）。
本項研究所選用的數據來源于《中國五十五年統計年鑒匯編》和《中國統計年鑒（2005年）》，其中，本資料匯總了全國31個省區在人口、經濟、能源等多個方面長時間的序列數據。
2.中國能源利用和經濟發展的現狀分析
隨著新一輪經濟增長，我國進入了工業化的新階段，重工業比重從1999年持續上升。由于重工業對礦產資源尤其是石化能源的消耗強度很大，導致自然資源對我國經濟增長的約束很大，因此，能源的消耗量及能源利用效率很大程度上影響著地區經濟的發展。本文依據2004年中國30個省區人均能源消耗量和萬元產值能耗為指標，來定量分析能源負荷和人均GDP的關系。
2.1 人均能源消耗與人均GDP的關系
本文選取除外30個省區人均能源消耗和人均GDP的數據，制作X-Y關系散點圖（圖1）。從圖1可以發現，隨著地區間人均GDP的差異，人均能源消耗量呈某種正相關關系。在財會軟件Lotus 1-2-3 for Windows上，用直線方程 y=a+bx進行回歸擬合，得到如下統計關系式：
y=0.9972+0.0665x （3）
相關系數R2=0.6956，相關性顯著。
上述統計方程說明，我國經濟增長還處于外延性擴張階段，人均GDP的增長依賴于對石化能源的消耗，隨著人均GDP的增長，人均能源消耗量呈同步增長趨勢。[7]
圖1人均能源消耗和人均GDP的關系
圖2萬元產值能耗和人均GDP的關系
2.2 萬元產值能耗和人均GDP的關系
以上述30個省區萬元產值能耗與人均GDP數據作X-Y關系散點圖（圖2）。從圖2可以看出，隨著人均GDP的增加，萬元產值能源消耗量近似于冪指數下降趨勢。換言之，在中國經濟發展水平較高的省區，萬元產值的能耗較小，能源利用效率較高；反之，萬元產值的能耗較高，能源利用效率較低。
我國地域遼闊，各省區之間能源稟賦差異較大，導致產業結構對能源消耗形成不同的偏離類型，因而，萬元產值能源消耗也有較大的差異。同時，由于在所選的30個省區中，相對落后的省區數目較多，經濟發達的省區相對較少，散點在低發展水平上更為集中。所以以萬元產值能耗為依據，所建立的能源消耗與經濟發展的統計關系相對偏差較大，統計方程的相關系數R2、t檢驗值、F檢驗值相對較低。因此，本文未給出其統計方程，僅說明其變化的趨勢。但從總體趨勢來看，萬元產值的能源負荷隨人均GDP的增長呈指數衰減，并將在各省區的時間序列變化中給予定量的分析。
3.基于案板數據的中國各省區萬元產值能耗的統計規律
僅以某年截面數據分析經濟發展與能源消耗的關系，只是全國31個省區之間的橫向比較，由于存在區域差異模型的精度較低，還不足以說明經濟發展與能源消耗的長期變化過程。為了準確地認識經濟發展和能源消耗的關系，特別是隨著科技進步和國家環境保護政策的實施，引起萬元產值能源消耗量的變化和省區差異，本文選取1990~2004年全國30個省區的案板數據，以人均GDP為自變量、萬元產值能耗為函數，建立了各省區萬元產值能耗隨著人均GDP增加冪指數衰減模型，結果列表如表1。從表1可看出：除海南和寧夏萬元產值能耗在近年有所反彈、相關系數較低外，其余28個省區萬元產值能耗隨人均GDP的變化符合冪指數衰減方程，相關系數(R2)都在0.90以上。上述這些冪指數衰減曲線在技術經濟領域稱為“學習曲線”，反映了同一產業或地區，隨著技術進步，萬元產值能耗下降趨勢。從表1可以看出，我們的模擬方程基本符合“學習曲線”。
由于我國經濟發展水平和資源稟賦的地域差異較大，所以也出現了一些特殊情況。比如海南和寧夏，雖然也符合冪指數衰減、而且也基本通過t檢驗，但比起其他省區相關系數有點偏低，分別是0.6780、0.8391，這與該地區特殊的產業結構有關。從海南萬元產值能耗和人均GDP的散點圖看出，萬元產值能耗在1995年后有個明顯上升階段，而2001年后又逐漸回落，這可能和海南省這一期間產業結構變動有關；而寧夏以煤炭為主產業，隨著近幾年重工業比例不斷上升，萬元產值能耗在2003年后出現緩慢上升趨勢，所以模擬方程也出現了一些偏差。但總體來看，我國各省區萬元產值能耗都隨人均GDP增長呈冪指數衰減，而且會趨于某一穩定值。
4.中國各省區節能潛力時空分析
通過上面分析可以看出，隨著經濟的發展，我國各地區單位GDP能耗在逐漸地下降，節能改造成就斐然，但與先進國家相比仍有不小的差距。根據世界銀行和英國石油公司（BP）公布的統計計算表明，2003年中國每創造一萬美元的GDP所消耗的能源數量，是世界平均水平的3.33倍，是美國的3.68倍，英、法、德、意等西歐發達國家的5～7倍，日本的10.4倍，甚至是印度的1.45倍[8]。我國不合理的產業結構、高耗能工業的過度發展，造成了經濟發展對能源的過分依賴[9]。同時，重點用能行業、重點裝置的能效水平仍然偏低，提高能源利用效率還有很大的余地。筆者認為,能源效率的國別差距可以比較清楚地了解中國能源效率的水平與節能潛力,但是這個節能潛力是不可能在短期內發揮出來的。從根本上講,中國與世界上一些發達國家，能源效率的差距在一定程度上也是經濟發展水平的差距。一些決定能源利用效率的主要因素,如生產技術水平不可能在短時間內趕上發達國家,產業結構的差距也只有隨著經濟發展水平的不斷提高才能逐步消失。所以，本文基于中國省區內部區域差異，重點分析不同地區本身所能達到的節能潛力，來進行對比分析，以便中國內部能夠合理高效地利用分配能源。
4.1 不同時段節能潛力比較分析
關于節能潛力，不同的人理解不同，相應的計算方法也不一樣，本文采用基于主體特征的省區節能潛力的計算方法，即各地區人均GDP每增加1千元，萬元產值能耗的現實減少值。具體計算步驟為：首先，將表1中各省區的模擬方程求一階導數；然后，利用不同時段人均GDP的值（x）求出相應的導數值，即人均GDP每增加1千元、萬元產值能耗的減少量，本文以此作為各省區不同時段的節能潛力。利用上面的計算方法，分別計算出中國30個省區1990~2004年的節能潛力，本文主要選取四個時段進行比較分析，并根據節能潛力大小將30個省區劃分為高、中、低三種類型（表2）。各類省區節能潛力分述如下：
I類省區：節能潛力較高，1990年、1995年、2000年、2004年節能潛力分別在4.81~20.50tce、0.66~1.77tce、0.26~1.05tce、0.10~0.86tce之間，隨著經濟發展其節能潛力呈下降趨勢、節能空間減小，這類區域大部分是一些經濟比較落后和能源豐富的地區，由于技術落后及產業結構不合理造成其能源利用效率低下，與同時段的其他省區相比節能潛力較大。
II類省區：節能潛力居中，四個時段的節能潛力依次在1.88~4.34tce、0.34~0.56tce、0.12~ 0.24tce、0.05~0.09tce之間，從1990~2004年節能潛力也在不斷下降，而且從表中可以看出不同時段屬于此類的省區無太大變化，都是一些經濟中度發達的內陸地區，這些地區易于引進東部的先進技術提高能耗效率，實現經濟快速發展。
III類省區：節能潛力較低，1990~2004年四個時段的節能潛力依次在0.43~1.99tce、0.04~0.21tce、0.02~0.09tce、0.01~0.04tce之間，隨著經濟發展這些省區能源利用效率已相當的高，節能空間不大，此類省區主要位于我國經濟發達的沿海地區。
4.2 各省區節能潛力的空間分布
圖3中國節能潛力分布圖
以上主要是從時間序列分析我國各省節能潛力的變化規律，下面我們選取2004年截面數據做出中國節能潛力分布圖（圖3），著重從空間上分析各省區能源利用效率及節能潛力的地區分布。由于本文分析都不包括，但在做圖時為了圖形的完整性，根據其所在地理位置和經濟發展水平將其歸入節能潛力較高一類。在做圖時，我們仍然將節能潛力劃分為高、中、低三個類型，0.10~0.86噸標煤屬于節能潛力較高一類、0.05~0.09噸標煤居中、0.01~0.04噸標煤潛力最小，據此做出圖3。從圖中我們可以看出，節能潛力較低的省區基本位于東部沿海省區，這些地區經濟實力雄厚，技術水平較高，所以能源利用效率較高、節能空間較小；而節能潛力在0.05~0.09噸標煤之間的省區主要集中在我國中部內陸地區；而節能潛力較高的省區主要位于西部落后地區和中部一些能源豐富省區，包括青、貴、甘、晉、寧、吉、新、皖、陜9個省區，這些省區經濟較為落后、技術水平低下、產業結構不合理造成能源利用效率低下，節能空間較大。比如，位于我國中部地區的山西、吉林、安徽、貴州其能源利用效率較低、節能潛力較大，和這些省區豐富的能源是分不開的。因此，中國要建立能源節約型社會，在發展東部的同時，應該重點加強中西部地區經濟發展、提高其技術水平、優化產業結構，提高其能源利用效率，實現我國內部社會的和諧發展。
5.結論與政策建議
綜上所述，可以得出以下結論：（1）經濟發達的地區，萬元產值能耗較低，但人均能耗較高；而經濟落后省區，萬元產值能耗高，但人均能耗較低。因此，隨著經濟發展，能源利用效率有所提高，但我國經濟增長還處于外延擴張型階段，人均GDP的增長依賴于對石化能源的消耗。（2）隨著經濟的發展以及節能措施的實施，我國各省區能源利用效率呈冪指數衰減。（3）從總體上看，交通方便、沿海、沿江的東南地區能源效率較高，在全國處于領先地位；中西部內陸地區利用效率較低。在當前經濟技術發展水平下，中國各省（市、區）均有提高能源效率的潛力和可能性，但是各省（市、區）提高能源效益的潛力各不相同，而且差距很大。
根據上述分析結果，中國在對各省（市、區）實施“十一五”期間能耗降低20%的目標時，不能搞一刀切，要制定有區別的區域節能目標和政策措施[10-12]。為了提高能源效率，提出以下政策建議：（1）要大力推廣先進的生產技術和節能技術，堅決淘汰落后的生產技術、工藝與技術標準。（2）優化產業結構，積極發展低耗能產業，減少在能源經濟效率低的地區新建高耗能項目，強調高耗能產業布局的能源效率標準。（3）要打破區域界線，構建全國統一的能源市場，并運用市場機制讓能源流入效率高的地區，先進技術向落后地區滲透，促進東、中、西部技術和能源的有效交流。
基金項目：國家社會科學基金資助項目（編號：03BJY0088）；陜西師范大學研究生創新基金（2007~2008年度）。
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[作者簡介]韓亞芬（1984-），女，山西文水人，陜西師范大學碩士研究生，環境經濟專業。
能耗管理系統范文第3篇
關鍵詞：大型公共建筑；能源管理系統；建筑節能管理體系
Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.
Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system
中圖分類號： TU201.5文獻標識碼：A文章編號：
一、引言
隨著我國經濟和社會的快速發展，大型公共建筑經常被作為一個城市現代化的象征，興建大型公共建筑既促進了經濟社會發展，又增強了為城市居民生產生活服務的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增長趨勢。大型公共建筑一般指單體建筑面積2萬平方米以上的辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑以及交通樞紐等公共建筑。由于此類建筑結構和用途的特殊性，且往往片面追求外形，用能系統復雜、運行工況變化大、影響能耗因素多，再加上再設計、施工、使用和運行維護等環節的粗放式管理等不利因素的影響，使得當前的一些大型公共建筑往往是耗能的大戶。主要問題表現在以下幾個方面：
（1）目前，我國大型公共建筑能耗高、能效低問題突出。根據清華大學與建設部的2007 年研究抽樣調查，大型公共建筑面積占城鎮建筑總面積的比例為4％，但消耗的電量卻占22％[1]。據測算，我國大型公共建筑單位面積年耗電量達到70～300kWh，是普通居民住宅的10～20倍，其節能潛力亟待挖掘。
（2）超過70%的大型公共建筑沒有專職的節能管理人員，大多數大型公共建筑業主的用能設備管理僅僅是從安全使用的角度考慮，缺乏系統的能源管理制度和手段，不能及時掌握能源的整體消耗情況，對主要用能設備的運行情況和節能狀況未能及時把握及管理。因此，建立建筑能源管理體系，依靠先進的節能管理手段來實現大型公共建筑的節能運行，約束使用者的使用習慣和提升物業管理的運行管理水平，提高運行管理效率是目前亟待解決的問題。
（3）多能源系統與復雜負荷的結合體。在能源危機的今天，可再生能源的利用越來越普遍，大型公共建筑的這一現象尤為明顯。大型公共建筑可能設置多種能源，如常規電制冷、三聯供、地源熱泵、冰蓄冷、蒸汽供熱、太陽能、風能等。這么多能源在樓宇中綜合使用所帶來的多能源的協調優化、負荷預測與優化控制等問題將逐步凸顯。
（4）缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同時伴隨著供能系統眾多、用能系統復雜、位置分散、用能信息量龐大等特點，常規的、針對設備或能耗的管理系統（如BA系統、能耗監測系統）一般只注重對設備自身管理或對能耗的計量監測，缺乏對整個能源的系統管理。因此，為保證整個建筑的能源的優化運行必須建立具有有效的監視控制、完善的通信系統、科學的分析診斷、合理的優化管控的建筑能源管理系統，同時結合建立的能源管理體系，實現大型公共建筑能耗的有效管理。
由上可知，我國大型公共建筑單位建筑面積能耗高，節能潛力巨大。其節能改造工作成為了一個系統的復雜工程。結合“十二五”期間我國大型公共建筑能耗降低15%的節能目標，這就需要針對大型建筑的使用特點，建立建筑能源管理系統，科學地進行能耗監測、分析診斷、優化管理與控制，提高大型公共建筑能源利用的經濟與社會效益。本文將在充分研究分析建筑能源管理系統的基礎上，結合大型公共建筑的特點及需求，提出大型公共建筑能源管理系統的設計目標、功能以及架構，用于指導大型公共建筑能源管理系統的建設。
2、建筑能源管理系統
建筑能源管理系統是指對建筑物或者建筑群內的變配電系統、照明系統、電梯系統、空調系統、供熱系統、給排水系統等能源使用狀況實行集中監視、分析管理和分散控制的軟硬件系統。目前所提的建筑能源管理系統主要分為三類：
能耗管理系統范文第4篇
關鍵詞：節能 能源管理 能耗
1目前現狀
隨著我國經濟的發展，大型公共建筑高耗能的問題日益突出。據統計，大型公共建筑年每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍[1,2]，做好大型公共建筑的節能管理工作，對實現“十二五”公建節能降耗目標具有重要意義。如圖1，對深圳地區部分公共建筑的能耗進行調查，發現不同類型公共建筑的能耗差異較大，尤其是超市（商場）建筑，其能耗比其它類型公共建筑高出許多，對超市（商場）建筑進行節能降耗是目前亟待解決的重大問題。
國內外的相關人員對大型公共建筑的節能問題進行了深入研究，提出了許多解決方法，也收到了一定的效果。但由于在獲取基礎數據上存在一定的困難，使得能耗分析人為因素偏大或無法深入下去。國內外專家采取了許多辦法來解決這一問題。如2000年，Facility Dynamics Engineering公司開發了運行管理分析軟件（PACRAT）[3]，該軟件具有遠程數據傳輸功能，提供實時分析和自動診斷功能，可以對冷機系統，冷卻系統，建筑能耗等進行節能診斷，2001年Silicon Energy公司開發了能耗管理軟件（EEM SuiteTM）[4]，該軟件基于網頁瀏覽器形式的，能夠實時收到遠傳數據并可視化展示，但是它不能事先定義診斷模型[]。清華大學建筑節能研究中心[5]開發的“大型公共建筑電耗分項計量與實時分析系統”實現了對分項電耗數據穩定持續的實時獲取、傳輸、存儲和分析，用于對節能診斷方法的分析研究。
現有的系統，由于目標不同，其功能的側重點不一樣，有些傾向于對能耗的運行管理，有些針對能耗實時監管，還有些側重于節能潛力的診斷，為了能夠不斷地獲取大型公建各部分準確的能耗數據，監測樓宇的用能情況，搭建節能效果評估平臺，診斷樓宇的節能潛力，應該建立一套集多種功能于一體的連鎖超市能源管理系統。該系統能夠實時監測建筑的用能情況，清晰了解各門店分項用能現狀，對同類型建筑能進行橫向的對比，尋找差距，促使改進；也能當作一稈“稱”，量化節能改造效果；還能提供能耗數據統計，為用戶制定能源規章制度提供依據。
2連鎖超市能源管理系統平臺
2.1系統基本原理
圖2 連鎖超市能源管理系統圖
圖2描述連鎖超市能源管理系統原理圖。系統涉及到軟件和硬件，軟件主要包括數據采集軟件、數據監測軟件和節能診斷軟件等。硬件設備主要包括數據采集儀表、網關、服務器等。對于超市建筑，主要的采集參數有水、電、氣、冷熱量等。數據采集網關會定時的向數據采集儀表發送命令，接收到命令后數據采集儀表會把數據發送到網關內儲存，再定時發送到數據中心，數據中心的數據會定時向上一級數據中心上報數據，直到上報到最高一級的數據中心為止。數據的監測軟件可以基于網頁瀏覽器的架構，相關人員只要可以通過網頁的形式就能訪問監測系統。從功能需求來看，基于網頁瀏覽器的系統更容易實現數據人工采集和自動采集相結合的需求，還可能省去軟件的安裝和升級的麻煩等。
2.2連鎖超市建筑能耗分類和分項
根據超市建筑用能特點，把能耗采集分為6類：電、水、氣、熱量、冷量和其它。在超市建筑中，電的使用占了相當大的部分，并且用于不同類型的設備，為了能夠清晰地了解各個部分的能耗情況，按照超市用能特點，把電耗分為6大項：空調用電、照明用電、電梯用電、冷鏈用電、生鮮用電和其他用電。通過對這6大項能耗對比分析，能夠初步找出超市建筑的節能潛力，通過對各分項的深入分析，使得能耗的診斷分析更深入，節能潛力能夠全面挖掘。
3連鎖超市能源管理系統的功能
連鎖超市能源管理系統平臺應該包括中央空調、電力、照明、生鮮、冷鏈等系統的監控運行與節能管理，尤其以中央空調系統為重。系統其功能特點為：
實現總部能源分項計量
總部對門店進行分類分項監測、用能指標查詢、用能定額管理、用能排序等，以圖形、表格等形式進行在線監測和動態分析，為精細化的能源管理提供基礎。
實現總部能耗診斷分析
基于總部的分項計量平臺，進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理。可實現總部對門店用能定期進行診斷分析，定期給予診斷報告，發現不合理能耗，及時給予糾正。
實現系統整體優化控制
在診斷分析基礎上，對癥下藥，通過自控手段實現門店各系統的整體優化控制，而非局部控制“節能”，實現總部的集中監管，單店的分散控制，系統的整體優化。
實現單店節能效果評估
基于診斷分析與優化控制，實現對單店或者單項節能措施的在線評估，保證節能效果的客觀性。
實現總部集中運維管理
總部統籌協調，減少能源管理環節，優化能源管理流程，減少能源系統運行管理成本，提高勞動生產率。同時，利用信息化技術可加快能源系統的故障和異常處理反應能力。
4小結
能耗管理系統范文第5篇
關鍵詞：智能建筑能源管理節能
中圖分類號： TS958 文獻標識碼： A
一、概述
目前，全國現有房屋建筑面積已達430億平方米。在建筑的建造和使用中，能源消耗高、利用效率低的問題十分突出。相關部門的調查數據表明，2009年建筑耗能占全社會耗能總量的比例由1978年的10%上升到30%左右。我國每年竣工建筑面積約為20億m,其中公共建筑約有4億m。2萬m以上的大型公共建筑面積占城鎮建筑面積的比例不到4%，但是能耗卻占到建筑能耗的20%以上，中國工程院的相關人士在對居民住宅、公共建筑的用電量進行比較之后發現，一些寫字樓、飯店等大型公共建筑的單位平方米年耗電量在100度~300度之間，是居民住宅的10~15倍。在公共建筑（特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等）的全年能耗中，大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統，20%~30%用于照明。
在我國現有的建筑中，只有4%采取了能源效率措施，單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。根據測算，如果不采取有力措施，到2020年中國建筑能耗是現在的3倍以上。在國家大力推行節約型社會之時，酒店、大型辦公樓、商場等能耗量較大的公共建筑開始意識到設備運行中能耗過高的問題。因此，做好大型公共建筑的節能管理工作，對實現國家建筑節能規劃目標具有重要意義。二
二、智能建筑能源管理系統的結構
智能建筑能源管理系統是基于自動化控制系統基礎上一套計算機智能化的管理軟件平臺。該系統通過對建筑物內各類能耗參數的收集、分析，運用科學算法發出合理的操控指令，通過樓宇控制系統實現其動作。
智能建筑能源管理系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，一般分為三層：管理層、網絡通訊層和現場設備層 。
1）管理層
站控管理層針對能耗監測系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS 電源等組成。監測系統軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。
打印機：系統召喚打印或自動打印圖形、報表等。
模擬屏：系統通過通訊方式與智能模擬屏進行數據交換，形象顯示整個系統運行狀況。
UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。
2）網絡通訊層
通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。
通訊管理機：是系統數據處理和智能通訊管理中心。它具備了數據采集與處理、通訊控制器、前置機等功能。
以太網設備：包括工業級以太網交換機。
通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。
3）現場設備層
現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的建筑能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務，其監測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。
三、智能建筑能源管理系統建設
智能建筑能源管理系統建立，具體包含以下幾個方面內容。
1、能源規劃（Energy Planning）
根據建筑具體情況，全面規劃智能建筑的能源使用，建立建筑能源使用模型。包括建筑物綜合節能解決方案，各系統集成，太陽能、地源熱泵等新能源與可再生資源的利用模型。
按照世界能源委員1979年提出的“節能”定義：采取技術上可行、經濟上合理、環境和社會可接受的一切措施，來提高能源資源的利用效率。即盡可能地減少能源消耗量，生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品；或者是以原來同樣數量的能源消耗量，生產出比原來數量更多或數量相等質量更好的產品。以此延伸開來，建筑物的節能可以定義為：在基本不影響建筑物功能和舒適性的前提下，盡量減少能耗。所以，判斷一個建筑物節能與否，節能多少需要有個參照物，通過和參照物比較才能得出結論。對于改造的建筑，通常可以用同一氣候條件下的歷史能耗數據作為參照。而新建建筑則相對比較復雜，日前在實際工程中常見下列幾種方式：
類比法：以類型、規模、功能相仿的建筑的能耗作為參照。主要適用于連鎖酒店、連鎖超市、連鎖商場等建筑條件相仿，管理模式相同的同一集團或管理公司旗下的建筑物。
測試法：在建筑物正常運行后，分別在各氣候條件下測試采取能耗管理措施和未采取措施的日能耗數量。通常可以在夏、冬兩季各選擇數天，采取隔日測試法，即第一天，測試采取能源管理措施日能耗量；第二天，關閉能源管理軟件測試日能耗量；以此類推。這種方式缺陷是測試的時間跨度偏長。
計算法：通過為建筑建立模型，設定參數，模擬計算出該建筑物的能耗。這種方式優點很明顯，通過模型能對建筑物的各設備能耗全面計算，為能耗管理提供方向性指導。但采用不同的軟件計算出的能耗值有差距，目前對計算出的能耗值的準確性和權威性均存在爭議，計算結果能否作為節能合同內的節能率計算依據是主要的分歧點。
2、能耗監測（Energy consumption Monitoring ）
監測建筑物內的能耗使用，具體到各系統分項監測，環境參數與設備運行參數，對機電設備進行動態管理。數據可通過建筑設備管理系統（BAS系統）采集。
數據的采集和存儲是整個系統的基礎
數據內容主要包括：實時監測建筑分類 、分項能耗情況，及時報告能源及設備運行狀況，包含建筑物環境參數、設備運行狀態參數、各設備能耗數據等。獲取的參數越多、運行的周期越長，越容易得到準確的結論。但若參數過多，又會造成建設成本的大量增加，因此可根據各建筑物的具體情況把數據分為：系統運行所必須的基礎數據和輔助數據（可選數據），在管理效果和建設成本間取得平衡。
3、能耗分析（Analysis of Energy consumption ）
根據能耗監測數據，進行能耗分析。沒有大量的數據就無法進行有效的分析，沒有有效的分析就無法得到正確的能源管理措施。對智能建筑中各系統，各設備用能情況進行綜合分析，與模型數據，歷史數據進行綜合比較，為節能運行提供科學依據。通過對建筑的能耗數據統計、分析，結合模型建筑物能耗對比，確定建筑物能耗對比，確定建筑物的能耗狀況和設備能耗效率，從而提供建筑物能源管理優化措施。能耗數據分析模塊是能耗管理軟件的精髓所在，目前市場上各家軟件的算法不盡相同，其效果還需市場驗證。然而，以模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的計算機智能控制技術的發展將極大推動能源管理水平。
對建筑能耗數據進行歷史能耗分析、能耗比例分析、能耗分布、能耗排名等各項能耗分析，并通過圖表進行展示，幫助用戶直觀了解能耗變化情況，把握重點能耗；
系統具有能耗標桿庫，將用戶能耗情況與標桿值進行對比，實現能耗對標，幫助用戶了解與同行業能耗水平之間的差距；
系統可通過對用能費用預算完成率、用能結構、管理節能情況、安全情況及設備情況等各項評價指標的分析，對用能情況進行評估打分，有助于提升用能效率，降低用能成本；
能源管理報表：用表格和圖片的形式體現建筑物的能源使用情況、設備能耗、設備運行效率、能耗歷史曲線等，以適應不同人群的需求。系統一般應能提供WEB服務，獲得授權許可的遠程用戶能通過瀏覽器了解建筑物的能源使用狀況
4、節能控制（Energy saving control ）
根據能耗監測與能耗分析，通過樓宇智能化控制各系統設備，達到經濟運行，合理運行，降低能耗。建筑物的節能措施主要通過建筑設備管理系統（BAS系統）來執行。能源管理平臺和BAS系統的完美結合，是能源控制和管理措施實現的保障。目前，能源管理和BAS還分屬不同智能化系統，兩系統的相互融合應該是智能化系統發展的方向。
節能控制采取的主要方法：
1）時序控制法：根據大樓工作作息時間按時啟停控制設備，如風機、照明等。
2）運行模式控制：根據不同的時間段，不同的工作模式設置設備運行數量與工作模式。如：夜間工作模式、節假日工作模式等。
2）溫度―時間延滯法：根據大樓內溫度保持的延滯時間，提前關閉空調主機或鍋爐達到節能之目的。
3）調節供水溫度：根據室內外實際溫度調節空調系統的供水溫度，設定合適的供水溫度減少系統主機的過度運行，實現節能。
4）經濟運行法：在室外溫度達到13℃時，可直接將室外新風作為回風；在室外溫度達到24℃時，可直接將室外新風送入室內。在這樣的情況下，系統可節約對送回風系統進行處理的能源。
5）設備等壽命運行：對樓內冷熱源主機、泵機、風機等設備進行等時間交替運行，延長設備的運行壽命，節省維護費用。
5、節能改造（Energy sources reconstruct）
系統能夠記錄每一次節能改造的過程及成果，使原來無法說清楚的能源管理，變得可量化、可比較、可評價。
四、智能建筑能源管理系統建設展望
針對能源需求日趨緊張的情況，中國政府高度重視節能與環保，積極推進節能減排、發展綠色產業和綠色經濟，建設部科技司司長賴明曾大致估算了建筑節能這個市場的市場值，“建筑節能勢在必行，建筑節能市場容量很大，據測算，有5000億元的空間。”有專家表示，“在建筑節能方面，國家推出了一系列政策，統計表明，我國節能減排市場每年至少有3000億~5000億元的市場需求，2020年我國用于節能建筑項目的投資至少是1.5萬億，建筑能源管理系統的市場前景是很廣闊的。
對此，認為建設智能建筑能源管理系統將有如下幾個方面特點
1. 全面的能源解決方案，可以節約20%-30%的能源成本控制；從建筑設計階段-建筑使用-建筑節能改造，進行全面的能源管理，包含建筑結構，建筑設備，建筑使用管理等全方面的能源控制，真正做到智能建筑全生命周期的節能降耗控制；
2. 快速安裝調試、便捷管理。操作界面更加靈活，便于人機交互。靈活科學的安裝控制方案可減少30%-50%的安裝和重新配置時間；
3. 在整個樓宇生命周期內可以靈活改造，建立能效控制中心，持續監控能源使用效率；
