1. Antecedentes
Actualmente, con la mejora continua del nivel de urbanización de mi país, la falta de energía y la creciente demanda social de energía se han convertido en contradicciones destacadas que restringen el progreso y desarrollo continuo de la sociedad. Según la experiencia de los países desarrollados, con el avance continuo de la urbanización y la mejora continua del nivel de vida de las personas, la proporción del consumo de energía de los edificios seguirá aumentando y alcanzará alrededor del 33% del consumo total de energía, y eventualmente superará a la industria pública. transporte y otras industrias. eventualmente convertirse en la principal fuente de consumo de energía. Entre ellos, el consumo anual de electricidad de los edificios de oficinas de las agencias estatales y los grandes edificios públicos representa aproximadamente el 22% del consumo total de electricidad en las ciudades y pueblos de todo el país. El consumo anual de electricidad por metro cuadrado es de 10 a 20 veces mayor que el de los edificios residenciales ordinarios, que es más alto que niveles similares en países desarrollados como Europa y Japón. 1,5 a 2 veces la del edificio.
En este contexto, basándose en la investigación y la práctica en la comunidad energética en los últimos 30 años, se cree generalmente que la conservación de energía en los edificios es la forma más potencial, más directa y efectiva entre varios enfoques de ahorro de energía, y es la forma más efectiva. aliviar la contradicción entre el desarrollo social y económico y el suministro insuficiente de energía. Una de las medidas también se convertirá en el factor principal para mejorar el uso social de la energía. En este sentido, es urgente proponer una solución integral, sistemática y eficaz de gestión integrada de la energía.
2. Objetivos de construcción
Este proyecto tiene como objetivo utilizar el sistema de gestión integral del consumo de energía de los edificios para construir una plataforma digital completa de gestión en tiempo real que integre medición en tiempo real, análisis estadístico y sistemas de gestión del consumo de energía de los edificios, y obtener datos sobre el consumo de energía bajo la premisa de garantizar seguridad de información. Sea abierto y transparente, y luego realice la gestión de cuotas de consumo de energía y la gestión del consumo de energía gratuita y de bajo costo, y establezca un sistema científico de gestión del consumo de energía.
3. Plan de diseño general
Esta solución integra computación en la nube, tecnología de Internet de las cosas, "firewall" de aislamiento de seguridad inteligente y modo de administración centralizada. Adopta una idea de diseño integrado distribuido y en capas para construir un sistema confiable sobre la base de garantizar la seguridad de la información de todo el sistema. Una plataforma de monitoreo de ahorro de energía poderosa, eficiente y altamente compartible para instituciones públicas. Basada en una poderosa base de datos de monitoreo del consumo de energía de los edificios públicos, la plataforma realiza la función de informatización del monitoreo del consumo de energía de los edificios públicos y gradualmente lleva a cabo evaluaciones de eficiencia energética, estándares de consumo de energía, divulgación de eficiencia energética, cuotas de consumo de energía, servicios de ahorro de energía y otros. negocios.
La arquitectura general de la solución general incluye la capa de dispositivo de campo, la capa de comunicación de red y la capa de gestión de monitoreo. Al adoptar una topología de sistema distribuido, la interfaz del sistema de automatización de edificios y la interfaz de red del sistema de monitoreo del consumo de energía del edificio utilizan la red de equipos del edificio en el sistema de corriente débil como portador para garantizar la economía y la practicidad del sistema y evitar la duplicación de inversiones.
3.1 Capa de dispositivo de campo:
El equipo de recolección de datos del terminal in situ adopta el controlador programable UW2100. Este dispositivo de hardware tiene fuertes capacidades de comunicación: viene con interfaz de comunicación RS485, admite protocolo maestro-esclavo MODBUS-RTU; admite transmisión de datos programada; se puede conectar a medidores de electricidad, medidores de agua, medidores de flujo, convertidores de frecuencia, etc., y se puede utilizar como una estación remota de E/S de DCS o PLC; tiene sólidas capacidades de red: admite comunicación inalámbrica Ethernet/GSM; potente escala del sistema: escala de estación única AIO: 32 puntos/DIO: 32 puntos, el sistema es la escala más grande AIO: 16384 puntos/DIO: 16384 puntos; y el código del programa de usuario y los datos de configuración se pueden guardar permanentemente sin verse afectados por cortes de energía. El guardado de datos en tiempo real del módulo CPU es opcional; sigue el estándar de lenguaje de configuración internacional IEC61131-1 y mantiene estándares. Si bien es flexible, realiza una transformación multifacética de algoritmos, admite el concepto de bloques de subalgoritmos, vincula primitivas de algoritmos y proporciona interfaces para admitir el acceso a algoritmos de terceros.
3.2 Capa de comunicación de red
Basado en la poderosa función de comunicación del hardware del controlador programable UW2100, los datos relevantes se recopilan activamente a través del protocolo estándar Modbus-RTU de los instrumentos de medición con funciones de transmisión remota instalados en cada punto de energía y agua en el punto monitoreado, y a través del módulo inalámbrico GPRS. a GSM Los métodos de comunicación se transmiten y resumen a la plataforma de supervisión de ahorro de energía de la institución pública para un procesamiento centralizado e integral. GPRS es un nuevo tipo de servicio de comunicación móvil que establece una conexión entre los usuarios móviles y las redes de datos para proporcionar a los usuarios móviles servicios IP inalámbricos de alta velocidad o X.25. GPRS utiliza tecnología de conmutación de paquetes. Cada usuario puede ocupar múltiples canales inalámbricos. Al mismo tiempo, varios usuarios pueden compartir un canal inalámbrico. Los recursos se utilizan eficazmente. La velocidad de interpretación de datos llega a 160 Kbps. La comunicación GPRS se utiliza para realizar el envío y recepción de paquetes de datos. Los usuarios están siempre en línea y se les factura según el tráfico. Es de alta velocidad y reduce los costos de servicio.
El sistema de seguridad y supervisión del consumo y ahorro energético del edificio basado en GPRS tiene las siguientes características:
a) Siempre en línea: GPRS DTU puede conectarse automáticamente a la red GPRS tan pronto como se enciende y establecer un enlace de comunicación con el centro de datos para aceptar datos de los dispositivos de datos del usuario en cualquier momento. Es potente y tiene un alto rendimiento en tiempo real;
b) Facturación por tráfico: GPRS DTU está siempre en línea y los cargos se basan en la cantidad de paquetes de datos recibidos y enviados. No hay cargo cuando no hay tráfico de datos, ahorrando costos;
c) Transmisión de alta velocidad La velocidad de transmisión de la red GPRS puede alcanzar hasta 160 Kbps como máximo. La velocidad depende de la configuración de red del operador de telefonía móvil. Según las condiciones de la red de China Mobile, actualmente puede proporcionar una transmisión de datos estable de 20~40 Kbps;
d) La creación de redes es sencilla, rápida y flexible. El sistema inalámbrico GPRS puede construir una red virtual de comunicaciones móviles que cubra toda China en cualquier momento y en cualquier lugar a través de la red de Internet, proporcionando comodidad de acceso a la mayoría de los usuarios pequeños y medianos y ahorrando inversiones en acceso.
3.3 Gestión del seguimiento
La plataforma de supervisión de ahorro de energía de instituciones públicas se basa en el software de gestión y monitoreo UWin Pro con derechos de propiedad intelectual independientes de Hangzhou Youwen Automation System Co., Ltd. para análisis, juicio, evaluación, gestión, registro, etc. centralizados. El software de gestión integra el administrador de proyectos (UWinWks), el software de configuración del hardware del sistema (UWinCFG), la base de datos en tiempo real (UWinRDB), la configuración de registros históricos (UWinHDB), el administrador de dispositivos (UWinDev), el sistema de desarrollo de pantalla (UWinView) y el software de gestión de configuración de alarmas. (UWinAlarm), editor de algoritmos (UWinIEC), software de análisis de series temporales (UWinSOE) y servidor WEB (UWinWEB) están integrados en uno. Un único software puede realizar la recopilación de datos in situ, la ejecución de algoritmos, la base de datos en tiempo real y el procesamiento de datos históricos. Mecanismos de alarma y seguridad, control de procesos, visualización en pantalla, curva de tendencia y salida de informes, y funciones de red de monitoreo. Cada parte se ejecuta en diferentes plataformas de hardware respectivamente e interactúa con diversos datos, información de gestión y control a través de la red de control y la red del sistema para completar de manera coordinada varias funciones de todo el sistema de seguridad y supervisión del consumo de energía y ahorro de energía del edificio.
4. Funciones del sistema
El sistema de seguridad y supervisión del consumo de energía y ahorro de energía del edificio integra monitoreo, control y gestión. Implementa principalmente las siguientes funciones:
1) Gestionar de forma integral todo tipo de equipos que consumen energía, establecer una base de datos panorámica, recopilar datos de seguimiento del consumo de energía y establecer un modelo de datos de consumo de energía para proporcionar una base de datos para análisis posteriores de datos de consumo de energía y diagnósticos de ahorro de energía.
2) Llevar a cabo análisis estadísticos de datos de consumo de energía para analizar, juzgar y evaluar la composición, los patrones de cambio y la eficiencia de utilización de energía del consumo de energía, etc., para proporcionar una base cualitativa o cuantitativa para la evaluación de los efectos de renovaciones posteriores para ahorrar energía. .
3) Con base en los resultados del análisis de datos de consumo de energía, determine el nivel de consumo de energía, proponga un proceso de diagnóstico completo para el consumo de energía, realice trabajos de diagnóstico de ahorro de energía y obtenga resultados de diagnóstico de ahorro de energía.
4) Integrar varios sistemas de gestión de edificios, establecer un sistema de evaluación del consumo de energía, optimizar el diseño de conservación de energía del edificio en función de los resultados del diagnóstico de ahorro de energía y elaborar planes de renovación de ahorro de energía.
5) Implementar planes de ahorro de energía, transformar los equipos que usan energía, gestionar los hábitos de uso de energía y lograr plenamente los objetivos de ahorro de energía en los edificios a través de sistemas de control inteligentes.
Árbol de funciones del sistema de seguridad y supervisión del consumo de energía y ahorro de energía del edificio
5. Interfaz de monitoreo
La interfaz de monitoreo de la plataforma de supervisión de ahorro de energía de instituciones públicas construida esta vez incluye principalmente: descripción general del consumo de energía, descripción general del mapa, información básica, dinámica del consumo de energía, análisis del consumo de energía de edificios, análisis del consumo de energía de instituciones públicas, análisis del consumo de energía del área administrativa, análisis de energía. Evaluación de consumo, recepción y carga de consumo de energía, gestión del sistema. A través de estos módulos funcionales, se puede realizar la recopilación, monitoreo, estadísticas, análisis y diagnóstico de datos de consumo de energía, proporcionando un sólido respaldo de datos y una base científica para la gestión energética y la renovación con ahorro de energía de edificios públicos en el centro administrativo.
Interfaz de monitoreo general del sistema de seguridad y supervisión del consumo de energía y ahorro de energía del edificio
Interfaz de submonitoreo regional del sistema de seguridad y supervisión del consumo de energía y ahorro de energía del edificio
Capturas de pantalla de análisis de datos de monitoreo en tiempo real
Interfaz de monitoreo de monitoreo de colección
