浅谈智能建筑电力监控自动化.doc

1、1浅谈智能建筑电力监控自动化摘要:电力监控自动化是电力系统自动化的重要组成部分, 是保证电力系统安全运行的重要措施之一。为了保证电力系统的安全运行, 了解电力系统运行状况,以及对用电量和容量分析、对电能调整节能，需要对电力系统各种运行参数进行监测。 关键词：智能监测系统 电力监测系统 中图分类号：TN108.7 文献标识码：A 文章编号： 1 建筑智能监控系统 1.1 建筑设备监控技术 通过能源监测系统可以实现建筑物内分项能耗数据的实时采集、准确传输、科学处理、有效存储，为确定建筑用能定额和制定建筑用能定额加价制度提供数据支持。通过对采集到的分项能耗数据进行分析研究，可以找到各个用能环节中存在

2、的问题和节能潜力。 1.2 智能监测系统的原理 1.2.1 能源监测系统定义及结构框图 图 1.1 能耗监测系统结构框图 图 1.2 系统结构 能源监测系统是指通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分2类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。其系统结构框图如图 1.l 所示： 计量装置是用来度量电、水、燃气、热(冷)量等建筑能耗的仪表及辅助设备的总称。数据采集器是在一个区域内进行电能或其它能耗信息采集的设备。它通过信道对其管辖的各类表计的信息进行采集、处理和存储，并通过远程信道与数据中心交换数据。 数据中转

3、站接收并缓存其管理区域内监测建筑的能耗数据，并上传到数据中心。数据中转站可不具备处理分析数据和永久性存储数据的功能。 2 电力监测系统 2.1 数据采集系统 2.1.1 数据采集终端 采用具有高可靠性，带有现场总线连接的分布式 I/O 控制器构成数据采集末端,向数据中心上传存储的建筑能耗数据。数据采集终端对测量仪表的数据进行简单处理后，每 15 分钟上传给数据中心。其中采集器采集的数据包括：电压、电流、电量、有功功率、无功功率、功率因数等。本终端系统采用 32 位嵌入式处理器，系统存储采用大容量存储器，与嵌入式操作系统 Linux 一起搭构整个应用平台，支持多路上传通道，通道类型包括以太网、专

4、线、公用拨号、RS-485、GPRS、CDMA 等，是集高精度电能计量、高效率移动通信等技术于一体的新一代终端产品。 3数据采集终端安装在每个支路的二次出线端，用于检查整个二次回路的用电情况，也可在高压一次侧再安装，通过一次和二次侧数据的比较的出损耗，与变压器的额定损耗进行比较，预计电能的损失情况是否正常。如果还需要智能抄表系统，则要根据需要安装电表集抄器，每 5户到 10 户不等安装一个，集抄器与终端之间用 RS485 通信方式进行连接，终端与采集中心用 GPRS 进行通信。 2.1.2 测量仪表 测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的能耗数据可以通过有线连接或无线连接方式，实时传送至

5、该建筑的数据采集末端。 2.1.3 设别及安装要求 (1)数据采集末端应具备如下功能： 接受测量仪表传来的标准信号。应能接收三种信号形式：电流信号(420mA)，电压信号(010V)和脉冲信号； 具有分布 I/O 功能，模块之间可采用现场总线连接方式，具有带电插拔功能； 应具备无线采集接入功能，对于距离数据采集末端较远的测量仪表，可采用无线传输方式； 可靠性高，平均无故障时间不少于 10 万小时； 具有数学运算功能； 可存储至少 2000 个数据； 可运用电话线/GPRS/互联网上传数据； 具备 RS232 或 RS485 接口,可与现场计算机(预留)进行数据通信；4(2)测试仪表应满足如下要

6、求: 可靠性高,平均无故障运行时间应在 5 年以上； 计量数据准确,应有计量仪表检验合格证； 功能适用,满足数据采集的基本要求即可； 上传数据信号可采用下列三种方式中的一种，电压，电流，脉冲信号； 成本低。 (3)在楼内布线考虑如下条件: 建筑测量仪表应优先采用电信号或 RS485 通信方式进行连接。当连线距离小于 50m 时，可采用屏蔽线连接；当连线距离大于 50m 时，由于屏蔽线电流或电压信号衰减较大，应采用 RS485 通信方式进行 I/O 模块的连接,其有效距离可达 1200m； 当现场条件不满足采用电信号或 RS485 通信方式条件时，可采用无线方式进行连接； 为了保证监测数据的独立

7、性，能耗数据远程传输系统尽量不与建筑原有自动控制系统(BAS)发生信息互连和共享，即独立布置能耗数据远程传输系统。 (4)预留显示功能计算机接口。 考虑到节约工程造价，数据采集末端只具有存储，运算功能，不具有分析功能，因此，如果要实时分析建筑运行状况和能耗信息，将通过系统内预留接口，可选配计算机与数据采集终端相连接以便对建筑运行5进行监视，分析和管理。 2.2 数据中心 2.2.1 数据中心的软件构成 数据中心软件主要包括三个层面，即三个模块，人机交互界面，数据的调用与处理；通讯接口。同时，依靠调用数据库内数据提供数据展示平台。 (1)人机交互界面:其目的是便于操作人员操作，提供可视化图形操作

8、界面，接收用户操作指令，通过调用数据库，执行显示相关数据的功能。 (2)数据的调用与处理:主要保存并处理数据，为系统的所有数据提供唯一的通道和接口。数据接收将以 SQL 的形式储存以及调用。而 MCGS正好可以直接调用 SQL 里的数据，使用起来方便。 (3)通讯接口：从数据采集终端接收数据，当工作在 GSM 模式下为串口，数据有接收单元中转；当工作在 GPRS 模式下时，数据通过网络传送。同时，该模块担负数据的报文解析，并向数据调用与处理模块或人机交互界面模块进行提交，响应人机交互界面或数据处理模块的请求。 2.2.2 数据中心软件功能 数据中心软件应具备设置数据更新的时间间隔，访问历史数据

9、，报警，打印报表和实时即历史曲线，图表的绘制，并预留相应扩展功能，例如，同类公共建筑能耗比较功能，分项比较功能，基本信息查询功能，表计能耗数据计算，建筑能耗数据汇总，上报数据发送，采集数据展示程序，系统管理程序，数据同步等。 62.3 数据采集终端与数据中心的传输方式 GPRS 是通用分组无线业务的简称，通过多个 GSM 时隙的复用，支持的数据传输速率更高,理论峰值达 115kb/s。不同的网络用户共享同一组GPRS 信道,但只有当某一个用户需要发送或接收数据时才会占用功能信道资源，GPRS 能够随时为用户提供透明的 IP 通道,能够直接访问 Internet中的所有站点和资源;采用信道复用技

10、术，每一个 GPRS 用户都能够实现永远在线;同时,其还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等,更为重要的是相对于短信息等其他无线数据通信业务。 2.4 系统工作过程 电能表内部的智能数据采集与处理单元构成了费率装置，系统工作时，通过这一装置把各种电能信号转换成脉冲信号，其中，电度量信号要通过脉冲专线送入数据采集模块进行脉冲累加和存储，再将脉冲量乘以电度表常量和脉冲常数，最后得到电度量。集中器则定时进行数据读取，电度量计算和存储，各集中器通过光缆将信息送到检测管理中心计算机。管理中心计算机接收集中器传来的信息，并对各用电端口信息分别进行存储、分类、统计。 3 结语 随着能源的日益紧张，国家颁布了很多有关节能减排的法律法规，各行各业都采取了相应的节能措施，各制造行业的工厂企业也采用了电能管理及电力监控系统，对节能效果进行考核。电能监控系统日益重要，成为节能的一个重要手段。并且随着科学技术的日益先进，越来越多的软硬件、系统运用在了电能监控上。 7参考文献： 1 陈梅,张永坚,牛祺飞. 公共建筑能耗监测系统研究T. 电子测量与仪器学报, 2009,23(z1)：167-170 2 崔然，马旭东，彭昌海等楼宇能源管理系统设计与实现T计算机技术与发展，2010，20(7)：184-187.