城市区域建筑能耗监控管理平台建设研究-
最后更新时间：2024-03-07
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论文导读：力、流量、温度，及站房内环境参数的采集。平台应涵盖内容如下图所示。平台的建设原则（1）一致性在《导则》中对能耗监测系统要求中，需建立部、省（自治区、直辖市）、市级数据中心，具备数据的逐级上传能力。城市区域能耗监控平台必须按照与国家统一要求的数据格式和协议进行建设，以便满足今后进行分类汇总，
摘要：建筑能源管理是城市管理中的重要组成部分。能耗管理平台使用先进的通信信息技术，建立区域内建筑能源数据采集、分析模式，有利于城市能源规划的制定及管理措施的执行，并为国家在更高层面的能源管理提供数据及管理基础。
关键词：区域能源管理, 能耗监测, 通信信息技术, 数据中心
Abstract：Regional energy management of urban constructions is an important part of urban management. The platform is to set up a manner that can help urban manager collecting and analyzing energy consumption data by using advanced communication and information technology. It can help to make urban energy plans and execute management measures, especially for the national government at a higher level.
Key words：regional energy management, energy monitoring, communication and information technology, data center
：A
前言
随着我国社会经济的快速发展，经济、资源及环境之间的平衡压力越来越大。随着城市化进程的加速，到2020年预计城镇生活人口将占总人口数的56%以上。在国家《“十二五”建筑节能专项规划》中要求建筑节能形成1.16亿吨标准煤节能能力，并“加强公共建筑节能监管体系建设，推动节能改造与运行管理，形成 1400万吨标准煤节能能力”。因此，对于区域建筑所用能耗的数据采集和分析成为目前城市建设过程中应该尽快落实的重要工作。
建立有效的区域能耗监控管理平台，能够为政府进行城市管理、能源规划中提供有效的数据支撑和分析依据，减少能耗报表中误差迭代造成的放大效应，使政府通过对能耗的分类、分项、分时的统计和分析，对今后输能管网系统改造、建筑节能改造、能源供给调配提出更具可操作性的规划方案。
城市区域能耗监控管理平台内容和整体架构
城市区域建筑能耗总体可分为居住建筑能耗、公用建筑能耗和为建筑提供输配的能耗三个方面，城市区域能耗监控管理平台（以下简称“平台”）即需要对这三类建筑（包括建筑群、管网节点）进行整体监控和管理。
公用建筑主要包含国家机关办公建筑和大型公共建筑，或者建筑群。在200摘自：毕业论文答辩www.7ctime.com
8年住建部和相关研究单位出台的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》（下称《导则》）中已经提出了明确的要求。出于安全性考虑和能源管理的要求，此类建筑与能源外网的节点，如设备机房、变配电室等还需要进行环境、能源各类参数等的监控和数据采集。
对于居住建筑能耗，可以考虑以小区为单位，进行各类能源节点的总体监控，如小区换热站、水泵房、燃气调压站、变配电站等，进行小区能耗和站房的环境集中数据采集，并逐渐推进小区总能耗监控与居民住宅能耗综合对照，实施精细化能源管理。
平台还应考虑因管网事故造成的能源损耗，需要进行管网输配相关数据的采集工作，帮助监测中心了解目前管网运行情况，保证在有突发事件时能尽快的联系相关部门采取措施，减小突发事件安全隐患和能源浪费。
系统数据应从用能分类的角度分析，参照《导则》中分类能耗数据采集指标的要求，包括：用电量；水耗量；燃气量(天然气量或煤气量)；集中供热耗热量；集中供冷耗冷量；其它能源应用量，如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等。另外，还应考虑为建筑提供能源输配过程中的能源参数，包含管网压力、流量、温度，及站房内环境参数的采集。
平台应涵盖内容如下图所示。
平台的建设原则
（1）一致性
在《导则》中对能耗监测系统要求中，需建立部、省（自治区、直辖市）、市级数据中心，具备数据的逐级上传能力。城市区域能耗监控平台必须按照与国家统一要求的数据格式和协议进行建设，以便满足今后进行分类汇总，形成国家级的分类能耗汇总数据。
（2）便捷性
区域性的能耗监控平台的采集点较多，为保证数据的一致和准确性，平台应实现信息的无线采集和数据远传，对建设投入和运行管理成本进行严格控制。
（3）实时性
对于重要建筑和节点，尤其是中继加压站、泵站、管网干管或接入重要单体建筑或建筑群的重要节点，必须满足数据的实时性。除了进行数据分析和展示，还可以预防事故的发生或减小事故造成能源浪费。
（4）可视化
平台的控制室需要进行各监测点能耗、运行状况及告警信息，满足数据报表展示和汇报要求，方便工作人员进行系统操作和管理。
（5）安全性
监控平台应从数据传输通道、数据中心网络、操作使用和数据备份等方面的安全性出发进行软、硬件的设计和实施，保证系统正常使用和数据安全完备。
平台的建设方案研究
综上所述，平台主要分为五个系统：数据采集传输系统、数据中心、监控中心、事故报警系统、后台管理系统。为了满足庞大数据量收发及分析、安全性和高执行效率的要求，平台运行环境应为UNIX或Linux系统，数据库需使用大型关系型数据库如Oracle和DB2等。平台结构如下图所示：
数据采集传输系统
数据采集传输系统主要实现对各类监控点进行数据采集和数据到中数据中心的传输过程。
随着物联网技术的高速发展，数据的采集和传输方式有了多样化的选择。建筑的水表、电表、燃气表和重要房间的环境参数，采用RS485或RFID近场通信的方式接入数据采集器，通过数据专网传送至中心机房；相对孤立站房和管网的重要节点，可使用数据传输单元DTU通过GPRS的方式传输至数据中心。
传论文导读：、目的地址、数据采集和发送时间等，并辨别传输设备代号，存入相应的数据库，以便后期进行统计分析。数据中心能处理大量的并发请求，接收数据时能进行异步处理（存储和处理），并具备足够的数据缓冲池，防止并发数据过多时的数据丢失。数据中心的统计、分析、报表等工作通过定时任务自动完成，从数据库中提取既定的分类、分项能耗
输过程的隐患主要存在于GPRS传输和网络传输中的数据丢包情况，平台应建立专用的APN网关和有线数据传输通道，组建区域能耗数据传输专网。隔离通过网络途径出现的恶意攻击，降低数据丢包和公共网络阻塞造成的数据延迟等现象。
数据中心
数据中心是平台的核心，是大型能耗管理的数据管理平台。功能上需要完成对区域能耗数据进行实时接收、分类、统计、分析等工作，并能按照要求自动生成实时、历史数据统计报表、对比分析曲线等视图，辅助主管部门进行能耗监督和节能评价，逐渐完善能源系统优化配置。
数据中心通过通信服务器接收远程传输的数据，验证其有效性，包括数据包的格式、完整性、目的地址、数据采集和发送时间等，并辨别传输设备代号，存入相应的数据库，以便后期进行统计分析。数据中心能处理大量的并发请求，接收数据时能进行异步处理（存储和处理），并具备足够的数据缓冲池，防止并发数据过多时的数据丢失。
数据中心的统计、分析、报表等工作通过定时任务自动完成，从数据库中提取既定的分类、分项能耗数据，分析、合并打包后发送到管理部门，或生成图表发送至展示系统。
摘要：建筑能源管理是城市管理中的重要组成部分。能耗管理平台使用先进的通信信息技术，建立区域内建筑能源数据采集、分析模式，有利于城市能源规划的制定及管理措施的执行，并为国家在更高层面的能源管理提供数据及管理基础。
关键词：区域能源管理, 能耗监测, 通信信息技术, 数据中心
Abstract：Regional energy management of urban constructions is an important part of urban management. The platform is to set up a manner that can help urban manager collecting and analyzing energy consumption data by using advanced communication and information technology. It can help to make urban energy plans and execute management measures, especially for the national government at a higher level.
Key words：regional energy management, energy monitoring, communication and information technology, data center
：A
前言
随着我国社会经济的快速发展，经济、资源及环境之间的平衡压力越来越大。随着城市化进程的加速，到2020年预计城镇生活人口将占总人口数的56%以上。在国家《“十二五”建筑节能专项规划》中要求建筑节能形成1.16亿吨标准煤节能能力，并“加强公共建筑节能监管体系建设，推动节能改造与运行管理，形成 1400万吨标准煤节能能力”。因此，对于区域建筑所用能耗的数据采集和分析成为目前城市建设过程中应该尽快落实的重要工作。
建立有效的区域能耗监控管理平台，能够为政府进行城市管理、能源规划中提供有效的数据支撑和分析依据，减少能耗报表中误差迭代造成的放大效应，使政府通过对能耗的分类、分项、分时的统计和分析，对今后输能管网系统改造、建筑节能改造、能源供给调配提出更具可操作性的规划方案。
城市区域能耗监控管理平台内容和整体架构
城市区域建筑能耗总体可分为居住建筑能耗、公用建筑能耗和为建筑提供输配的能耗三个方面，城市区域能耗监控管理平台（以下简称“平台”）即需要对这三类建筑（包括建筑群、管网节点）进行整体监控和管理。
公用建筑主要包含国家机关办公建筑和大型公共建筑，或者建筑群。在200摘自：毕业论文答辩www.7ctime.com
8年住建部和相关研究单位出台的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》（下称《导则》）中已经提出了明确的要求。出于安全性考虑和能源管理的要求，此类建筑与能源外网的节点，如设备机房、变配电室等还需要进行环境、能源各类参数等的监控和数据采集。
对于居住建筑能耗，可以考虑以小区为单位，进行各类能源节点的总体监控，如小区换热站、水泵房、燃气调压站、变配电站等，进行小区能耗和站房的环境集中数据采集，并逐渐推进小区总能耗监控与居民住宅能耗综合对照，实施精细化能源管理。
平台还应考虑因管网事故造成的能源损耗，需要进行管网输配相关数据的采集工作，帮助监测中心了解目前管网运行情况，保证在有突发事件时能尽快的联系相关部门采取措施，减小突发事件安全隐患和能源浪费。
系统数据应从用能分类的角度分析，参照《导则》中分类能耗数据采集指标的要求，包括：用电量；水耗量；燃气量(天然气量或煤气量)；集中供热耗热量；集中供冷耗冷量；其它能源应用量，如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等。另外，还应考虑为建筑提供能源输配过程中的能源参数，包含管网压力、流量、温度，及站房内环境参数的采集。
平台应涵盖内容如下图所示。
平台的建设原则
（1）一致性
在《导则》中对能耗监测系统要求中，需建立部、省（自治区、直辖市）、市级数据中心，具备数据的逐级上传能力。城市区域能耗监控平台必须按照与国家统一要求的数据格式和协议进行建设，以便满足今后进行分类汇总，形成国家级的分类能耗汇总数据。
（2）便捷性
区域性的能耗监控平台的采集点较多，为保证数据的一致和准确性，平台应实现信息的无线采集和数据远传，对建设投入和运行管理成本进行严格控制。
（3）实时性
对于重要建筑和节点，尤其是中继加压站、泵站、管网干管或接入重要单体建筑或建筑群的重要节点，必须满足数据的实时性。除了进行数据分析和展示，还可以预防事故的发生或减小事故造成能源浪费。
（4）可视化
平台的控制室需要进行各监测点能耗、运行状况及告警信息，满足数据报表展示和汇报要求，方便工作人员进行系统操作和管理。
（5）安全性
监控平台应从数据传输通道、数据中心网络、操作使用和数据备份等方面的安全性出发进行软、硬件的设计和实施，保证系统正常使用和数据安全完备。
平台的建设方案研究
综上所述，平台主要分为五个系统：数据采集传输系统、数据中心、监控中心、事故报警系统、后台管理系统。为了满足庞大数据量收发及分析、安全性和高执行效率的要求，平台运行环境应为UNIX或Linux系统，数据库需使用大型关系型数据库如Oracle和DB2等。平台结构如下图所示：
数据采集传输系统
数据采集传输系统主要实现对各类监控点进行数据采集和数据到中数据中心的传输过程。
随着物联网技术的高速发展，数据的采集和传输方式有了多样化的选择。建筑的水表、电表、燃气表和重要房间的环境参数，采用RS485或RFID近场通信的方式接入数据采集器，通过数据专网传送至中心机房；相对孤立站房和管网的重要节点，可使用数据传输单元DTU通过GPRS的方式传输至数据中心。
传论文导读：、目的地址、数据采集和发送时间等，并辨别传输设备代号，存入相应的数据库，以便后期进行统计分析。数据中心能处理大量的并发请求，接收数据时能进行异步处理（存储和处理），并具备足够的数据缓冲池，防止并发数据过多时的数据丢失。数据中心的统计、分析、报表等工作通过定时任务自动完成，从数据库中提取既定的分类、分项能耗
输过程的隐患主要存在于GPRS传输和网络传输中的数据丢包情况，平台应建立专用的APN网关和有线数据传输通道，组建区域能耗数据传输专网。隔离通过网络途径出现的恶意攻击，降低数据丢包和公共网络阻塞造成的数据延迟等现象。
数据中心
数据中心是平台的核心，是大型能耗管理的数据管理平台。功能上需要完成对区域能耗数据进行实时接收、分类、统计、分析等工作，并能按照要求自动生成实时、历史数据统计报表、对比分析曲线等视图，辅助主管部门进行能耗监督和节能评价，逐渐完善能源系统优化配置。
数据中心通过通信服务器接收远程传输的数据，验证其有效性，包括数据包的格式、完整性、目的地址、数据采集和发送时间等，并辨别传输设备代号，存入相应的数据库，以便后期进行统计分析。数据中心能处理大量的并发请求，接收数据时能进行异步处理（存储和处理），并具备足够的数据缓冲池，防止并发数据过多时的数据丢失。
数据中心的统计、分析、报表等工作通过定时任务自动完成，从数据库中提取既定的分类、分项能耗数据，分析、合并打包后发送到管理部门，或生成图表发送至展示系统。