enteliWEB能耗監(jiān)測與電能管理系統(tǒng)介紹

一、系統(tǒng)概述

二、系統(tǒng)構(gòu)成

（一）數(shù)據(jù)采集模塊

1. 傳感器與智能電表

• 這是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的源頭。傳感器用于獲取各種與能源消耗相關(guān)的物理量，如溫度、壓力、流量等，這些數(shù)據(jù)對于計(jì)算熱能、水能等消耗非常重要。而智能電表則是電能數(shù)據(jù)采集的核心設(shè)備，能夠精確測量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等眾多參數(shù)。

• 例如，在一個工業(yè)廠房中，每臺大型設(shè)備都配備有智能電表，實(shí)時記錄設(shè)備的用電情況。這些電表通過高精度的電流互感器和電壓互感器獲取電流和電壓信號，經(jīng)過內(nèi)部電路處理后，將數(shù)據(jù)傳輸給后續(xù)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

2. 數(shù)據(jù)采集器

• 數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)收集傳感器和智能電表的數(shù)據(jù)。它可以通過多種通信方式與設(shè)備相連，如 RS - 485、Modbus 協(xié)議等。采集器將分散的數(shù)據(jù)集中起來，并進(jìn)行初步的處理，如對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、濾波等操作，以去除干擾信號和異常數(shù)據(jù)。

• 例如，在一個商業(yè)建筑中，數(shù)據(jù)采集器可以將各個樓層的智能電表和環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)收集起來，按照一定的時間間隔進(jìn)行采樣，然后將這些數(shù)據(jù)打包發(fā)送給上位機(jī)。

（二）數(shù)據(jù)傳輸模塊

1. 通信網(wǎng)絡(luò)

• 數(shù)據(jù)傳輸可以采用有線和無線兩種方式。有線方式包括以太網(wǎng)、光纖等，具有傳輸速度快、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，適用于數(shù)據(jù)量大、對實(shí)時性要求高的場所，如工廠的自動化生產(chǎn)線。無線方式如 ZigBee、Wi - Fi、4G/5G 等則具有靈活性高、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，適合在分布較廣、布線困難的區(qū)域使用，如大型商業(yè)綜合體的不同店鋪之間。

• 例如，在一個園區(qū)內(nèi)，企業(yè)可以利用園區(qū)內(nèi)的以太網(wǎng)將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥茉垂芾碇行模欢鴮τ谝恍┡R時的能耗監(jiān)測點(diǎn)，通過 4G/5G 網(wǎng)絡(luò)可以快速搭建起數(shù)據(jù)傳輸通道。

2. 通信協(xié)議

• 為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和兼容性，系統(tǒng)采用了一系列通信協(xié)議。除了上述提到的 Modbus 協(xié)議外，還有 MQTT 協(xié)議等。MQTT 是一種輕量級的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，適用于低帶寬、高延遲的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠高效地將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嘶虮镜胤?wù)器。

• 例如，在智能家居系統(tǒng)中的能耗監(jiān)測與電能管理部分，設(shè)備可以通過 MQTT 協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

（三）數(shù)據(jù)處理與分析模塊

1. 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器

• 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器接收傳輸過來的數(shù)據(jù)后，會對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、分類和存儲。清洗數(shù)據(jù)是為了去除錯誤、重復(fù)和不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。分類存儲則是按照不同的能源類型、設(shè)備、區(qū)域等進(jìn)行劃分，方便后續(xù)的查詢和分析。

• 例如，在一個學(xué)校的能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，服務(wù)器會將教學(xué)樓、辦公樓、宿舍等不同區(qū)域的電能和其他能源消耗數(shù)據(jù)分別存儲，并且按照照明、空調(diào)、辦公設(shè)備等不同設(shè)備類型進(jìn)一步細(xì)分。

2. 數(shù)據(jù)分析軟件

• 這是系統(tǒng)的核心部分之一。通過數(shù)據(jù)分析軟件，可以進(jìn)行多種復(fù)雜的分析。能耗趨勢分析可以通過對歷史數(shù)據(jù)的擬合，繪制出能源消耗隨時間變化的曲線，從而預(yù)測未來的能耗趨勢。能耗對比分析則可以比較不同設(shè)備、不同區(qū)域、不同時間段之間的能耗差異，找出能源浪費(fèi)的環(huán)節(jié)。

• 例如，通過對比醫(yī)院不同科室的電能消耗，發(fā)現(xiàn)某些科室由于設(shè)備長時間待機(jī)等原因?qū)е履芎妮^高，從而采取針對性的節(jié)能措施。

（四）用戶界面與管理模塊

1. 監(jiān)控大屏

• 監(jiān)控大屏通常安裝在能源管理中心或相關(guān)管理部門的辦公場所，用于直觀地展示能源消耗的實(shí)時情況。通過各種圖表（如柱狀圖、折線圖、餅圖等）和圖形化界面，展示能源消耗的分布、動態(tài)變化等信息。

• 例如，在一個城市的能源管理部門，可以通過監(jiān)控大屏展示各個區(qū)域的電能消耗排名，用不同顏色的區(qū)域表示不同的能耗水平，方便管理人員快速把握全局情況。

2. 管理軟件平臺

• 管理軟件平臺為用戶提供了操作界面，用戶可以通過該平臺設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、查看詳細(xì)的能耗報(bào)告、進(jìn)行能源成本核算等。同時，平臺還可以提供節(jié)能策略推薦功能，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，為用戶提供針對性的節(jié)能建議。

• 例如，企業(yè)的能源管理人員可以通過管理軟件平臺生成月度或年度的能耗報(bào)表，分析能源成本占總成本的比例，并且根據(jù)平臺推薦的節(jié)能策略，如設(shè)備升級、優(yōu)化運(yùn)行時間等，來降低能源成本。

三、系統(tǒng)功能

（一）實(shí)時監(jiān)測功能

1. 系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取能源消耗數(shù)據(jù)，特別是電能數(shù)據(jù)。對于電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)，如電壓、電流等，可以實(shí)時監(jiān)控其變化情況。一旦出現(xiàn)異常，如功率突增、電壓驟降等情況，能夠及時發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員進(jìn)行檢查。

• 例如，在一個數(shù)據(jù)中心，當(dāng)服務(wù)器的電力消耗突然超出正常范圍，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報(bào)，工作人員可以快速排查是業(yè)務(wù)量突增還是設(shè)備故障等原因?qū)е碌摹?/p>

2. 同時，實(shí)時監(jiān)測還可以對能源質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，如電能質(zhì)量（包括諧波含量、三相不平衡度等）。這對于一些對電能質(zhì)量要求較高的設(shè)備，如精密儀器、電子設(shè)備等，非常重要。

（二）能耗分析功能

1. 除了上述提到的能耗趨勢分析和對比分析外，系統(tǒng)還可以進(jìn)行能耗構(gòu)成分析。即分析能源消耗的主要構(gòu)成部分，如在工業(yè)企業(yè)中，確定生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備、照明、空調(diào)等各部分能耗占總能耗的比例。

• 基于這些分析，系統(tǒng)可以為用戶提供節(jié)能潛力評估。例如，通過評估發(fā)現(xiàn)企業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)能耗占比較高，且通過與同行業(yè)優(yōu)良水平對比，存在較大的節(jié)能空間，系統(tǒng)可以建議用戶對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

2. 另外，系統(tǒng)還可以進(jìn)行能耗分?jǐn)偡治觥Ｔ谏虡I(yè)建筑或多部門的企業(yè)中，根據(jù)不同區(qū)域或部門的能耗使用情況，合理分?jǐn)偰茉闯杀荆瑸橘M(fèi)用結(jié)算提供依據(jù)。

（三）電能管理功能

1. 系統(tǒng)可以對電能進(jìn)行精細(xì)化管理。例如，通過對設(shè)備的用電時間、功率等參數(shù)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配。在峰谷電價的情況下，系統(tǒng)可以根據(jù)電價時段，自動調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行時間，以降低電費(fèi)成本。

• 同時，系統(tǒng)可以對電力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如在緊急情況下，遠(yuǎn)程切斷某些非關(guān)鍵設(shè)備的電源，保障重要設(shè)備的供電安全。

2. 電能管理還包括對無功功率的管理。通過監(jiān)測無功功率，系統(tǒng)可以采取措施（如投入無功補(bǔ)償裝置）來提高功率因數(shù)，減少無功損耗，從而提高電能的利用效率。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 工業(yè)領(lǐng)域

• 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，能耗監(jiān)測與電能管理系統(tǒng)可以幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低能源成本。例如，鋼鐵企業(yè)可以通過系統(tǒng)監(jiān)測高爐、軋機(jī)等大型設(shè)備的能耗情況，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，降低能源消耗。同時，通過分析不同車間的能耗差異，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力較大的環(huán)節(jié)，進(jìn)行針對性的節(jié)能改造。

2. 商業(yè)建筑領(lǐng)域

• 對于寫字樓、商場、酒店等商業(yè)建筑，系統(tǒng)可以用于控制建筑能耗。如通過監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，根據(jù)室內(nèi)外溫度、人員密度等因素，自動調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度和風(fēng)速，達(dá)到節(jié)能的目的。還可以通過系統(tǒng)為租戶提供透明的能源賬單，促進(jìn)租戶的節(jié)能意識。

3. 公共機(jī)構(gòu)領(lǐng)域

• 學(xué)校、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等公共機(jī)構(gòu)也可以利用能耗監(jiān)測與電能管理系統(tǒng)。例如，學(xué)校可以通過系統(tǒng)監(jiān)測教室、實(shí)驗(yàn)室等場所的能耗情況，開展節(jié)能減排教育活動，同時降低辦學(xué)成本。醫(yī)院可以通過系統(tǒng)優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行時間，降低能源消耗，同時確保醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量。

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