2024-09-10
传统能效系统通常是基于历史数据进行分析的,缺乏对设备运行状态的实时监测和控制。这可能导致不必要的能源消耗和资源浪费。
由于传统能效系统需要处理大量数据,并且需要将其转化为有意义的信息,因此需要消耗大量时间和人力资源。同时,在数据采集、存储、清洗等方面也存在许多挑战。
由于传统能效系统往往基于过去的使用模式进行决策,难以应对未来的需求变化。这可能导致系统不能及时做出调整,从而影响生产效率和能源消耗。
传统能效系统通常依赖人工操作和手动调整,缺乏智能化技术支持。这使得数据分析和决策往往不够准确,并且需要消耗大量人力资源。
由于许多传统设备较老或过时,存在安全漏洞和故障风险。例如,在电网中可能会出现电路短路、供电中断等问题从而导致安全事故发生。
在当前环保意识日益增强的情况下,传统能效系统无法满足环保要求。例如,在建筑物中可能存在不合理的用电设备布局和控制方式从而导致能源浪费和碳排放等问题。
《国务院关于印发“十四五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2021] 33 号)中提出要大力推动节能减排,推进经济社会发展全面绿色转型,助力实现碳达峰、碳中和目标。健全节能减排政策机制,各级财政加大节能减排支持力度,统筹安排相关专项资金支持节能减排重点工程建设,各行业单位要升级改造节能减排工程。强化监督考核,开展“十四五”省级人民政府节能减排目标责任评价考核。
用电安全防护:
如漏电保护、短路保护、过流过载保护、自动送电、大功率自动断电等,有效防范用电安全事故,保障生命和财产安全。
功率限定功能:
可监测违规使用超大功率电器,超出预设值立即触发报警信息,并自动断电,保护线路安全。可设定和监测电气的功率波动变化,通过大数据自动分析电气的工作运行状态,发出设备维修预警,提前发现设备异常可有效降低因设备故障引起的安全事故的发生。
远程管理
随时随地可以通过手机远程控制。
智能控制:
可对所有办公室、教室用电进行实时控制,可以按楼层、办公室、各类设备等进行单独或批量控制,通过对用电的按需开启、按需关闭,可以有效节约能源并且延长设备使用寿命。
2.3 定时管理:提前对平台进行配置,控制相关电器设备在指定时间段内执行开/关闭。
用电查询:
用户日常用电情况可通过平台查询,并支持智能插座和智能空开的用电统计和数据分析,可进行区域划分,将数据转换成图表的形式呈现出来,管理员能够在平台上一目了然的知道各区域实时功率、用电,插座通电、断电、离线状态等用电情况。
用电趋势:
可进行统计报表统计分析,可以直观的看出每天的用电量、用电异常的时间段、正常用电的规律等数据。
设备能耗实时监控及统计:
可以实时采集设备的能耗数据,既可以采集单一设备,例如空调的能耗,也可以采集各办公室或整栋楼的所有能耗,系统还可以能按年、按月、按设备类型、按楼层等多维度进行能耗的统计和分析。
联动策略:
支持根据时间、地点计划每次、每天、每周、每月进行策略控制,根据联动策略自动运行,直接启用禁用即可;联动策略分为三部分:事件、条件、动作;事件触发时,判断条件,再根据条件判断结果去执行动作。(例如:对大功率用电器进行管控,设备功率超过500W则自动断电,通过查看该策略执行情况即可判断整体管控状况。)
智慧能耗管理系统是基于物联网、云计算和大数据等技术,辅以现代先进富媒体技术的网络管理平台。构建一个以能耗管理为核心,具备智能化管理,提供个性化服务,进而方便实现用电安全、智能管控、节能等需求。系统基于网络交换机为核心,建成一个综合型的物联网共享平台,所有的设备系统均可以通过标准模块无线接入物联网工程信息平台,通过服务器的系统软件统一管理前端系统设备。同时,我们提供的系统设计,可以开放足够多的端口和丰富、完善的接口函数以及二次开发包,为校方提供了一个开放的环境平台去对接所需的资源。
教室、办公室等区域作为一种公共资源,配有灯、风扇、空调、电脑、投影仪等设备,单靠传统的人工管理不仅人力成本高,还存在诸多资源浪费和安全隐患。每个区域的使用频率,以及利用率也各不相同,区域内的用电器设备不能得到有效的统一管理,管理员不能及时了解到设备状态,当有异常情况时,不能够对设备做出及时的处理,需要管理员逐一排查,大大增加了管理员的日常工作量,甚至影响教室的正常使用。如果不加科学管理,势必造成 大量的人力浪费和电力浪费,增加了不必要的学校运营开支。
针对以上存在的问题,研究设计一套智慧管理平台是十分必要的,能够实现对校园教室、办公室等各区域电器设备的智能化、高效化、统一化管理。智慧能耗管理平台能够对区域内环境数据进行实时采集,也可实现对区域内各种电器设备的远程控制,同时还具有能耗统计、条件设定等功能,解决了当前教室、办公室等各区域存在的资源浪费以及电器设备管理不统一等问题,可远程查看各区域的实时动态,实现了对电器设备的高效、统一、智能化的管理和运行。
吉安英佳推出了一套基于物联网技术的智慧能耗管理系统。由英佳智慧能效管理平台、服务器以及若干智能网关、串口模块、智能空气开关、智能开关、智能插座等设备组成。
系统架构是基于物联网一体化教学应用系统,共计分为7个层级:
l第一层:基础设施层
提供平台部署的基础设施环境,包括服务器、教室灯具、空调、教学一体机等等。
l第二层:智能感知层
提供各种智能硬件,包括智能串口模块、空气开关、智能开关、智能插座等等,感知层的主要作用是通过物联网关实现对设备的管理和控制,实现智慧管控。
l第三层:传输层
基于校园网、因特网、校园AP无线网络或者其他物联网络(如ZigBee),实现平台的网络通讯链路。
l第四层:智能控制层
基于感知层和网络层,实现各种教学环境设备的控制,包括智能网关、智慧云终端一体机。
l第五层:数据资源层
存储相关业务数据和系统数据,如基础数据(组织、人员、教室、办公室等等)、统计数据、日志数据。
l第六层:应用系统层
系统核心业务层,提供系统控制中心管理、智慧能耗管理。
l第七层:前端应用层
为管理员和校领导提供可视化的数据展示和相关管理应用。前端应用的形态包括PC应用和手机\平板移动应用服务。
采用“互联网+节能”工作模式,利用互联网技术在计量监测统计分析、监督考核等方面的应用.在各单位建成公共机构能效管理平台,实现全省公共机构能耗数据互联互通、实时监测构建精细化、智慧化节能管理模式
漏电、短路、过流过载保护,超出预定值触发安全机制,健全节能减排预警机制,有效防范用电安全事故,保障生命和财产安全
建设能效监测平台,实行能源资源分户计量、分区计量、分项计量
信息化系统的采用可将人员从传统线下纷繁的抄录、巡检等工作中解脱出来,从而达到节约人力成本的目的
平台通过物联网、可视化、大数据、智能AI 等技术,将能耗数据以精准、科学、直观地形式实时呈现,便于管理者及时掌握关键数据
通过设备一张图管理员可快速实现对所有设备状态的掌握,并能对单个设备进行管理、维护,保障了设备安全、稳定、高效运行
在技术上具有一定程度的超前性,满足现代科学技术发展的要求
采用模块化设计,提供标准通信协议和接口,系统支持与第三方系统对接及后续功能扩展
在满足用户需求的基础上系统设计具有良好的性价比
采用已被广泛使用或认可的实用技术或设备,确保系统稳定、耐用
系统数据的存储、传输具有很高的安全性
综合应用物联网技术、传感器技术、自动控制技术等,通过感知层设备控制区域内的空调、照明、用水等。
通过感知层设备采集到的数据按日、月、年区间进行数据分析,了解整个监控场所能耗的状态以及各个部门各栋建筑能耗的差异进行能耗排名、报表、曲线分析及趋势预测。“辅助领导层做出科学决策,提升管理成效。”
可监测电压过高过低、电流过低过载、功率过大、漏电、漏水等各种情况,超出预设值立即触发报警信息,并自动断电,保护线路安全。可设定和监测电气的各项数据波动变化,通过大数据自动分析电气的工作运行状态,发出设备维修预警,提前发现设备异常可有效降低因设备故障引起的安全事故的发生。
在系统设备的选用上,对各产品的安全功能进行调查,选用。对系统设备提供容错功能,如冗余电源、冗余功率等。
由于在网络环境下,任何用户对任何资源包括硬件和软件资源的共享,所以必须通过制定相应的安全策略来防止非法访问者访问数据资源,对数据资源的存储以及传输进行安全性保护。在智慧能效管理系统中参考OSI的七层协议,从网络级安全、传输级安全、系统级安全和应用级安全等几方面进行考虑,设计以下安全:
3.2.1用户访问
任何用户访问系统资源,必须得到系统的身份认证以及身份标识,如用户的数据证书、用户号码、密码。当用户信息与确认信息一致时,才能获准访问系统。在本系统中,数据库系统和应用系统都有相应的用户和权限的设置。
授权
对系统资源,包括程序、数据文件、数据库等,根据其特性定义其保护等级,对不同的用户,规定不同的访问资源权限,系统将根据用户权限,授予其不同等级的系统资源的权限。
日志
为了保护数据资源的安全,在系统中对所保护的资源进行任何存取操作,都做相应的记录,形成日志存档完成基本的审计功能。
加密
为了保护数据资源的安全,在系统中对在网络中传输的信息经过高强度的加密处理来保证数据的安全性。
备份
通过阵列卡冗余信息的方式,使得单个磁盘失效时不会使对数据的访问受损失,从而确保系统的安全运行。
英佳智慧能效管理平台采用可视化的管理界面、统一管理。具备实时查看开关状态、远程控制、用电安全监控预警、数据监测统计、用电排行、用电趋势、用电计量、用电计费、用电收费、用电分析、联动策略、在线报修、用电大数据分析、用电统计和数据分析等功能。可将数据转换成图表的形式呈现出来,展示各区域实时功率、用电,插座通电、断电、离线状态等用电情况。
● 能耗数据:用户日常用电用水等情况可通过平台查询,并支持将采集到的能耗数据可进行区域划分,将数据转换成图表的形式呈现出来,管理员能够在平台上一目了然的知道各区域实时功率、用电,插座通电、断电、离线状态等用电情况。
● 碳排放查询:可根据能耗消耗值实时转化为碳排放数据。
具有设备故障信息统计及处理状态查询功能,可查看报修设备所在房间、设备地址、故障描述、状态、添加时间、 处理时间等信息,并具有按楼栋名称、区域名称、设备地址、处理状态等条件快捷搜索、添加、编辑、删除工单信 息等功能。
数据采集能效管理的基础,通过底层的智能空开、职能电表、智能水表等数据采集设备,系统能够实时采集并显示各种各种真实的分类、分项、分时的建筑或场所部门的设备能耗数据。
●能耗数据:可按年、按月、按设备类型、按楼层等多维度进行能耗的统计和分析,转换为可视化图表的形式,直观的看出每天的用电量、用电异常的时间段、正常用电、同比上月/年的变化、区域耗电量对比的规律等数据,并对各个部门、各栋建筑能耗的差异进行能耗排名、报表、曲线分析及趋势预测。可以预估以后的能耗,便于用户做节能减排工作。
●设备数据:可对办公室设备的使用情况进行实时监管,可以按楼层、办公室统计各类设备的数量,可通过饼状图展示设备的分布比例,可以按年、按月统计设备的使用情况,例如使用时长、使用次数、使用率、闲置率、热点使用时长等。通过这些维度的统计和分析,可以帮助管理者实现精细化管理和科学决策。
● 设定能耗计划:按单位面积人数设定基本使用数值,超出或节约自动信息提示反馈
● 能耗预警: 根据前一月或前一年使用情况,制定能源使用计划,自定义预警阀值,提前预警。
● 可监测电压过高过低、电流过低过载、功率过大、漏电等各种情况,超出预设值立即触发报警信息,并自动断电,保护线路安全。可设定和监测电气的各项数据波动变化,通过大数据自动分析电气的工作运行状态,发出设备维修预警,提前发现设备异常可有效降低因设备故障引起的安全事故的发生。
●远程实时集控:远程查询不同支路下空调、路灯、公共照明、电表、水表等智能设备的开关状态,可进行远程控制、参数调节。
●定时策略:设定不同的情景模式,定时控制相关电器设备在指定时间段内执行开/关闭的应用策略,例如公共区域照明定时开关
●环境策略:例如季节温差空调新风系 统自动控开等
●联动策略:支持根据时间、地点计划每次、每天、每周、每月进行策略控制,根据联动策略自动运行,直接启用禁用即可;联动策略分为三部分:事件、条件、动作;事件触发时,判断条件,再根据条件判断结果去执行动作。(例如:对大功率用电器进行管控,设备功率超过500W则自动断电,通过查看该策略执行情况即可判断整体管控状况。)
●楼栋管理:可在后台功能界面实现对楼栋的集中管理和维护,包括新增、编辑、删除、搜索楼栋信息。
●区域管理:实现对监控区域的集中管理,可新增、编辑、删除、搜索办公室、实验室等区域,并支持批量导入区域信息。
●设备管理:支持对所有接入系统的能耗监测设备的集中管理,可新增、编辑、删除、搜索服务器信息。
●系统配置:包含楼栋管理、区域管理、设备接入配置、用户配置、能耗参数配置等设置,同时也用户列表维护,可新增、编辑、删除、搜索用户信息,并支持批量导入用户信息。
●账号管理:对不同用户进行角色账号划分,分角色进行权限设置,不同角色可设置不同权限,有效保障系统的安全性管理。
智能网关是构成英佳智慧能效管理系统的核心大脑,凭借强大的接入能力,智能融合能效系统的所有相关设备,实现智能物联、数据采集分析于一体的新型现代化数字智慧能效管理系统。
●感知网络接入的能力:对各节点属性、状态等信息的获取功能和远程控制、唤醒、诊断等功能,感知各节点的实时状态
●异构网络的互通能力:完善的寻址技术,以确保节点的信息能被准确地进行定位和查询。
●通讯与数据格式标准化:实现命令的解析,之后转换为感知层协议可以识别的信号和控制指令。
感知层的主要作用是采集设备能耗数据和通过物联网关实现对设备的管理和控制。
串口模块和智能网关之间通过ZigBee无线连接,不需要施工,也不要布线,能大大节省材料和人工成本。它可连接支持RS232、RS485两种模式的基础设施,最远距离可以到3千米,它是真正的串口透传工作模式,没有数据包大小限制,延时短,约30ms左右。
智能空气开关、智能电表、智能水表等设备可替换区域内原有设备,通过串口模块可读取设备能耗数据,并可实现对电、水的智能监控。
1、目前友商都是采用的Zigbee、LoRa、WIFI等技术,对比PLC电力载波技术在多个方面存在显著差异,以下是对两者的对比分析:
信号传输方式
* PLC电力载波技术:利用现有交流或直流电力线为通信载体进行高速数据传输,减少了布线和设备的成本和工作量。
* Zigbee、LoRa、WIFI等技术:通过无线传输信号,有一定距离限制。
抗干扰能力
* PLC电力载波技术:抗性较强,能够在复杂的电磁环境中保持较好的通信质量,很好地解决了学校考试过程信号屏蔽的问题。
* Zigbee、LoRa、WIFI等技术:抗性较弱,在复杂的电磁环境中信号会被干扰甚至屏蔽。
信号传输稳定性
* PLC电力载波技术:具有较低的传输损耗和较好的信号传输特性,能够提供稳定的数据传输通道,减少数据丢失和传输延迟。
* Zigbee、LoRa、WIFI等技术:受环境、带宽等影响,可能存在信号传输速率低、延迟的问题。
2、友商精细度没有我们高。他们数据采集设备单薄,只能精略到每层楼或某个区域的总体用电,我们物联网采集设备更丰富,不仅包含电表、水表、燃气表,还包含了计量空开,计量插座,能统计到很小的区域或单个设备的能耗。
3、我们设备施工部署和接入平台比较简单,只需要更换就可以,友商施工部署更复杂,需要改造重新布线。
4、我们能够对接当地要求的能耗标准,能定制化的统计能耗数据,并且系统直接可以转化成对应的碳排放量,友商只是统计,没有标准对比,并且没有碳排放转化功能。
5、友商建设成本更高。
江西省医疗器械检测中心
【案例简介】
通过云计算、大数据、物联网和人工智能等先进技术,打造了一个可持续发展,具有扩展性、先进性、创新性的一体化智慧能效管控系统。支持对各场所各区域照明管理要求、风扇、空调、电热供水等设备进行智能化管理改造,实时采集能耗信息,通过优化设备管控流程,对标国家政策要求的基准值进行峰值约束管理,从而实现科学智能化的节能减排目的。
【建设内容】
对水、电能进行耗监测与分项计量
实现楼栋能耗计量的网络化和智能化
为后勤能源管理提供智能化数据报送
提供大数据分析,及时发掘不合理用能,及时采取节能管理措施, 避免用能失控现象
吉安英佳电子科技有限公司成立于2010年12月,注册资金为5006万元,拥有占地面积50亩,建筑面积3万平方米的大型工业生产基地,是一家集信息系统集成服务、计算机系统服务、信息技术咨询服务、安全系统监控服务、互联网安全服务、安全技术防范系统设计施工服务、网络与信息安全软件开发、物联网技术研发、各类应用软件研发以及硬件研发、生产、销售、服务于一体的现代化科技与智慧教育发展的企业,为智慧信息化建设提供整体解决方案。
公司先后在北京、黑龙江、湖北、甘肃、广西、河南、广州、河源、汕头等地设立公司和办事处。
吉安英佳电子科技有限公司以“科技创新,服务社会”为理念,以“情系教育,服务教育”为初心,以“诚信、正直、创新”为核心价值观,以“不断提升产品和服务水平,让信息更具价值”为使命,坚持自主创新,品质卓越。公司立足于教育,服务于教育,集研发、生产、销售、服务于一体,是一家致力于智慧教育的国家高新技术企业和双软企业。公司先后获得了全国重合同守信用AAA级企业、2018年全国优秀教育集成服务商百强企业、国家工信委技改项目中标商、江西省科技型中小微企业、江西省专精特新中小企业、ISO 9001质量管理体系认证、ISO 14001环境管理体系认证、ISO 45001职业健康安全管理体系认证、信息系统安全集成服务认证、信息系统安全运维服务认证、软件安全开发服务认证。生产的产品均通过了国家强制性3C认证且多次入围中央电教馆推荐产品目录、两次获得市级科学技术进步二等奖,拥有专利五十余项、软件著作权一百余项、软件产品登记证书三十余项。