专利名称：一种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统及其方法
技术领域：
本发明涉及能源，特别是涉及ー种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统及其方法。
背景技术：
现有大部分的小区，楼宇，酒店的仪表和大型水冷空调都带有智能通讯接ロ，集成了电能，水、气表，空调动力，冷热循环水，温度、湿度等监控功能于一体。但是，存在无法到达实时性的能源管理，数据不同步，数据缺失等问题，不能按照各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的エ业现场通讯规约直接生成能源管理报告和能耗数据评估结果。所述各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的エ业现场通讯规约，包括《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》内I. 2引用标准对应仪表所使用的规约DL/T645-1997的多功能电表通信规约、CJ/T188-2004的户用计量仪表数据传送技术条件，以及国家标准GB/T19582-2008的基于Modbus协议的エ业自动化网络规范。
发明内容
本发明所要解决的ー个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统。本发明所要解决的另ー个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种建筑物的能源管理和能耗数据评估方法。本发明的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统技术问题通过以下技术方案予以解决。这种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统，包括各个能耗智能仪表即各类能源
计量单元。这种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统的特点是设有集中器、通讯服务器、数据库服务器和后台分析/显示模块。所述集中器，内置Vxworks/Linux系统，自带两个标准100M以太网ロ，且八路或十六路RS232异步串行通讯ロ可选，外接RS232/RS422/RS485异步串行通讯ロ，用于RS485总线有线通讯，连接PC机，按照设定的程序同步分析和自动计算各类能耗数据并短期存储，还自带两路网ロ，用于接入网络设备或外接GPRS模块，采用无线通讯组网，利用Web进行设置整定，在现场使用，短期存储的各类能耗数据分别通过RS485总线、无线网络接口和TCP/IP网络接ロ中的至少ー种传送给所述通讯服务器。所述通讯服务器，内置Linux系统，自带两路网ロ，设置在数控中心或现场，用于将所述集中器传送的各类能耗数据汇总和整理，再传送至数据库服务器进行分类整理，长期存储，并依照现场的实际情况向国家能源管控中心提供结合建筑本身的地理信息、环境数据、财务信息、人流信息以及其他第三方信息，还对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据，主动生成一个评估方案。所述数据库服务器，由PC组成，设置在数控中心，与所述通讯服务器直接相连，用于存储各类型能源数据的历史报表数据和历史事件。所述后台分析/显示模块，由PC组成，设置在值班室或管理者办公室，与所述通讯服务器和所述数据服务器连接同一网络，用于对历史数据总分析并显示实时数据。本发明的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统技术问题通过以下进ー步的技术方案予以解決。所述各类能源包括水能源、电能源、气能源、热能源和油能源。所述同步分析和自动计算各类能耗数据，包括能耗数据、设备本身运行的系统參数、自检故障信息、通讯中断信息，以及设备状态监测信息，用于后续的设备管理以及能效分析使用。 本发明的建筑物的能源管理和能耗数据评估方法技术问题通过以下技术方案予以解决。这种建筑物的能源管理和能耗数据评估方法，采用上述的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统。这种建筑物的能源管理和能耗数据评估方法的特点是依次有以下的步骤I)通过各种方式与各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通讯；2)实时获取各个能耗智能仪表即各类能源计量单元所采集的能源数据；3)对采集到的各种能源数据进行分类整理，同类数据统ー计量単位；4)对照《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》的定义对同类别能源数据、同区域能源数据进行统计分析；5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警；6)对预期效果进行评估。本发明的建筑物的能源管理和能耗数据评估方法技术问题通过以下进ー步的技术方案予以解决。所述步骤I)通过各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通讯，包括如下子步骤I I)对各个能耗智能仪表即各类能源计量单元进行分类，包括按照各个能耗智能仪表即各类能源计量单元所在的空间分类整理，将不同空间的能耗设备放在通讯服务器软件内的某个虚拟空间内，以便对实物空间的能耗进行仿真；I 2)分别使用不同的硬件接ロ与各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通过Rs485总线进行有线通讯，以及通过无线网络接口和TCP/IP网络接口中的至少ー种进行无线通讯。所述步骤2)实时获取各类能源计量单元所采集的能源数据，包括如下的子步骤2 I)以主动轮询所有的各个能耗智能仪表即各类能源计量单元方式采集数据，根据能耗智能仪表的多少以及通讯服务器的通讯方式决定刷新速率，有线通讯的，完成所有数据的刷新一般为5秒钟，无线通讯的，完成所有数据的刷新一般为30分钟，以节约信息
流量；2 2)定期广播索取数据，凡是接收到广播命令的能耗智能仪表即能源计量单元主动将采集的数据上传，并设定仪表编号标示进行数据识别，分类整理，所述定期是整分整数倍、整点整数倍、整日整数倍中的ー种，由通讯服务器对各个能耗智能仪表即各类能源计量单元进行整点对时，以保证整个系统的SOE时标的有效性；2 3)采用并行通讯方式获取各类能源计量单元数据，以提高通讯速度，由集中器根据各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的通讯规约主动发送轮询读取数据命令，然后通过集中器的硬件接ロ接收到能源计量单元回复的命令，最终将命令转发至与采集器相连接的通讯服务器，通讯服务器根据各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的通讯规约进行命令解析，获取相应各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的具体能耗数据。所述步骤3)对采集到的各种能源数据进行分类整理，同类数据统ー计量単位，是由通讯服务器按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统-附录I》描述的能耗単位，将计量単元与之不匹配的能耗单位进行单位统ー換算，并将子步骤2*1)采集到的数据换算统ー计量単位，以便最终进行的数据统计对比分析。例如电能耗数据采集装置采集的原始数据计量单位是kWH或mWH的，统ー换算为kWH。所述步骤4)对照《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》的定义对同类别能源数据、同区域能源数据进行统计分析，包括如下子步骤4 I)按照各个能耗智能仪表即各类能源计量单元各自的统计数据，进行统计分祈；计算出各类能耗水准，分别与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理；优选的是，按照水、电、热、气、油五大类各自的统计数据，进行统计分析；计算出五大类能耗水准，分别与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理；4 2)按照现场的空间划分区域，对比各统计数据，生成报表，得出各类能源在各区域的使用情况，计算出平均面积耗能，与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理。所述步骤5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警，包括以饼图的形式对各能耗数据进行划分，表示各能耗所占的比重，以及以棒图的形式显示现场的各个区域之间和不同时间段之间同类类型能源对比，对预判超过设定标准管理范围的能源类型给出告警报告或者短信通报。所述步骤6)对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据，主动生成一个评估方案。本发明的建筑物的能源管理和能耗数据评估方法技术问题通过以下再进ー步的技术方案予以解决。所述各类能源包括水能源、电能源、气能源、热能源和油能源。所述同步分析和自动计算各类能耗数据，包括能耗数据、设备本身运行的系统參数、自检故障信息、通讯中断信息，以及设备状态监测信息，用于后续的设备管理以及能效分析使用。本发明与现有技术相比的有益效果是本发明设有内置Vxworks/Linux系统的集中器作为统一平台，同步分析和自动计算包括水、电、热、气、油的各类能耗数据并短期存储，生成的各种能耗数据图以饼图或棒图形式显示。有些不带通讯ロ的能耗仪表或者是有些数据缺失的能耗仪表，可以手动输入追补和填充数据，确保能耗数据同步、及时、完整、真实、明了，预期能耗可结合实际能耗分析对比。采用先进的无线技术与相关设备通讯，大大降低了布线工作以及因布线工作中带来的问题，做到同步管理，精细分析，直接生成管理报告和效果分析报告。
图I是采用本发明具体实施方式
的方法的系统结构图；图2是本发明具体实施方式
的系统流程图；图3是图I系统的饼图分析效果图；图4是图I系统的棒图对比效果图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
并对照附图对本发明进行说明。一种如图I 4所示的应用于某大学校园的建筑物的水、电、气能源管理和能耗数据评估系统，包括水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元。设有型号为PMC-1380的集中器、型号为PMC-1390G的通讯服务器、数据库服务器和后台分析/显示模块。型号为PMC-1380的集中器，内置Vxworks/Linux系统，自带两个标准100M以太网ロ，且八路或十六路RS232异步串行通讯ロ可选，外接RS232/RS485异步串行通讯ロ，用于RS485总线有线通讯，连接PC机，按照设定的程序同步分析和自动计算水、电、气能耗数据并短期存储，还自带两路网ロ，用于接入网络设备或外接GPRS模块，采用无线通讯组网，利用Web进行设置整定，在现场使用，短期存储的水、电、气能耗数据分别通过RS485总线、无线网络接口和TCP/IP网络接口中的至少ー种传送给型号为PMC-1390G的通讯服务器。型号为PMC-1390G的通讯服务器，内置Linux系统，自带两路网ロ，设置在数控中心或现场，用于将型号为PMC-1380的集中器传送的水、电、气能耗数据汇总和整理，再传送至数据库服务器进行分类整理，长期存储，并依照现场的实际情况向国家能源管控中心提供结合建筑本身的地理信息、环境数据、财务信息、人流信息以及其他第三方信息，还对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据，主动生成一个评估方案。数据库服务器，由通用PC组成，设置在数控中心，与型号为PMC-1390G的通讯服务器直接相连，用于存储各类型能源数据的历史报表数据和历史事件。后台分析/显示模块，由通用PC组成，设置在值班室或管理者办公室，与型号为PMC-1390G的通讯服务器和数据服务器连接同一网络，用于对历史数据总分析并显示实时数据。本具体实施方式
对某大学校园的建筑物的水、电、气能源管理和能耗数据评估方法，依次有以下的步骤I)通过各种方式与水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元通讯；I I)对水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元进行分类，包括按照水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元所在的空间分类整理，将不同空间的能耗设备放在型号为PMC-1390G的通讯服务器软件内的某个虚拟空间内，以便对实物空间的能耗进行仿真；I 2)分别使用不同的硬件接ロ与水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元通过Rs485总线进行有线通讯，以及通过无线网络接口和TCP/IP网络接ロ中的至少ー种进行无线通讯。2)实时获取水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元所采集的能源数据；2 I)以主动轮询所有的水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元方式采集数据，根据能耗智能仪表的多少以及型号为PMC-1390G的通讯服务器的通讯方式决定刷新速率，有线通讯的，完成所有数据的刷新一般为5秒钟，无线通讯的，完成所有数据的刷 新一般为30分钟，以节约信息流量；2 2)定期广播索取数据，凡是接收到广播命令的水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元主动将采集的数据上传，并设定仪表编号标示进行数据识别，分类整理，定期是整分整数倍、整点整数倍、整日整数倍中的ー种，由型号为PMC-1390G的通讯服务器对水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元进行整点对时，以保证整个系统的SOE时标的有效性；2 3)采用并行通讯方式获取水、电、气能源计量单元数据，以提高通讯速度，由型号为PMC-1380的集中器根据水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元的通讯规约主动发送轮询读取数据命令，然后通过型号为PMC-1380的集中器的硬件接ロ接收到能源计量单元回复的命令，最终将命令转发至与相关设备相连接的型号为PMC-1390G的通讯服务器，型号为PMC-1390G的通讯服务器根据水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元的通讯规约进行命令解析，获取相应水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元的具体能耗数据。3)对采集到的水、电、气能源数据进行分类整理，同类数据统ー计量単位，由型号为PMC-1390G的通讯服务器按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统-附录I》描述的能耗单位，将计量単元与之不匹配的能耗单位进行单位统ー換算，并将子步骤
2*1)采集到的数据换算统ー计量単位，以便最终进行的数据统计对比分析。例如电能耗的原始数据计量单位是kWH或mWH的，统ー换算为kWH。4)对照《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》的定义对同类别能源数据、同区域能源数据进行统计分析，包括如下子步骤4 I)按照水、电、气能耗智能仪表即水、电、气能源计量单元各自的统计数据，进行统计分析；计算出水、电、气能耗水准，分别与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理；4 2)按照现场的空间划分为宿舍公寓、院系大楼、饮食服务中心、教学建筑、场馆建筑、科研建筑、医疗和办公共八个区域，对比各统计数据，生成报表，得出水、电、气能源在各区域的使用情況，计算出平均面积耗能，与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理。5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警，包括以如图3所示的饼图形式对水、电、气能耗数据进行划分，表示各能耗所占的比重，以及以如图4所示的棒图形式显示现场的八个区域之间和不同时间段之间同类类型能源对比，对预判超过设定标准管理范围的能源类型给出告警报告或者短信通报。6)对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据，主动生成一个评估方案。本具体实施方式
同步分析和自动计算水、电、气能耗数据，包括能耗数据、设备本身运行的系统參数、自检故障信息、通讯中断信息，以及设备状态监测信息，用于后续的设备管理以及能效分析使用。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进ー步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统，包括各个能耗智能仪表即各类能源计量单元，其特征在于 设有集中器、通讯服务器、数据库服务器和后台分析/显示模块； 所述集中器，内置Vxworks/Linux系统，自带两个标准IOOM以太网口，且八路或十六路RS232异步串行通讯口可选，外接RS232/RS422/RS485异步串行通讯口，用于RS485总线有线通讯，连接PC机，按照设定的程序同步分析和自动计算各类能耗数据并短期存储，还自带两路网口，用于接入网络设备或外接GPRS模块，采用无线通讯组网，利用Web进行设置整定，在现场使用，短期存储的各类能耗数据分别通过RS485总线、无线网络接口和TCP/IP网络接口中的至少一种传送给所述通讯服务器； 所述通讯服务器，内置Linux系统，自带两路网口，设置在数控中心或现场，用于将所述集中器传送的各类能耗数据汇总和整理，再传送至数据库服务器进行分类整理，长期存储，并依照现场的实际情况向国家能源管控中心提供结合建筑本身的地理信息、环境数据、财务信息、人流信息以及其他第三方信息，还对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据,主动生成一个评估方案； 所述数据库服务器，由PC组成，设置在数控中心，与所述通讯服务器直接相连，用于存储各类型能源数据的历史报表数据和历史事件； 所述后台分析/显示模块，由PC组成，设置在值班室或管理者办公室，与所述通讯服务器和所述数据服务器连接同一网络，用于对历史数据总分析并显示实时数据。
2.如权利要求I所述的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统，其特征在于 所述各类能源包括水能源、电能源、气能源、热能源和油能源。
3.如权利要求I或2所述的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统，其特征在于 所述同步分析和自动计算各类能耗数据，包括能耗数据、设备本身运行的系统参数、自检故障信息、通讯中断信息，以及设备状态监测信息，用于后续的设备管理以及能效分析使用。
4.如权利要求I 3中任意一项的建筑物的能源管理和能耗数据评估系统的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 依次有以下的步骤 1)通过各种方式与各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通讯； 2)实时获取各个能耗智能仪表即各类能源计量单元所采集的能源数据； 3)对采集到的各种能源数据进行分类整理，同类数据统一计量单位； 4)对照《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贝U》的定义对同类别能源数据、同区域能源数据进行统计分析； 5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警； 6)对预期效果进行评估。
5.如权利要求4所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 所述步骤I)通过各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通讯，包括如下子步骤 I D对各个能耗智能仪表即各类能源计量单元进行分类，包括按照各个能耗智能仪表即各类能源计量单元所在的空间分类整理，将不同空间的能耗设备放在通讯服务器软件内的某个虚拟空间内，以便对实物空间的能耗进行仿真； .1 2)分别使用不同的硬件接口与各个能耗智能仪表即各类能源计量单元通过Rs485总线进行有线通讯，以及通过无线网络接口和TCP/IP网络接口中的至少一种进行无线通o
6.如权利要求5所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 所述步骤2)实时获取各类能源计量单元所采集的能源数据，包括如下的子步骤 2 I)以主动轮询所有的各个能耗智能仪表即各类能源计量单元方式采集数据，根据能耗智能仪表的多少以及通讯服务器的通讯方式决定刷新速率，有线通讯的，完成所有数据的刷新一般为5秒钟，无线通讯的，完成所有数据的刷新一般为30分钟，以节约信息流量; 2 2)定期广播索取数据，凡是接收到广播命令的能耗智能仪表即能源计量单元主动将采集的数据上传，并设定仪表编号标示进行数据识别，分类整理，所述定期是整分整数倍、整点整数倍、整日整数倍中的一种，由通讯服务器对各个能耗智能仪表即各类能源计量单元进行整点对时，以保证整个系统的SOE时标的有效性； 2 3)采用并行通讯方式获取各类能源计量单元数据，以提高通讯速度，由集中器根据各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的通讯规约主动发送轮询读取数据命令，然后通过集中器的硬件接口接收到能源计量单元回复的命令，最终将命令转发至与采集器相连接的通讯服务器，通讯服务器根据各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的通讯规约进行命令解析，获取相应各个能耗智能仪表即各类能源计量单元的具体能耗数据。
7.如权利要求6所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 所述步骤3)对采集到的各种能源数据进行分类整理，同类数据统一计量单位，是由通讯服务器按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统-附录I》描述的能耗单位，将计量单元与之不匹配的能耗单位进行单位统一换算，并将子步骤2 *1)采集到的数据换算统一计量单位，以便最终进行的数据统计对比分析。
8.如权利要求6或7所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 所述步骤4)对照《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》的定义对同类别能源数据、同区域能源数据进行统计分析，包括如下子步骤 4 I)按照各个能耗智能仪表即各类能源计量单元各自的统计数据，进行统计分析；计算出各类能耗水准，分别与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理； 4 2)按照现场的空间划分区域，对比各统计数据，生成报表，得出各类能源在各区域的使用情况，计算出平均面积耗能，与相应的国家标准、地区标准和行业标准进行对比，查看偏差范围，分析能源设备的配置是否合理。
9.如权利要求8所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于 所述步骤5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警，包括以饼图的形式对各能耗数据进行划分，表示各能耗所占的比重，以及以棒图的形式显示现场的各个区域之间和不同时间段之间同类类型能源对比，对预判超过设定标准管理范围的能源类型给出告警报告或者短信通报。
10.如权利要求9所述的能源管理和能耗数据评估方法，其特征在于所述步骤6)对预期效果进行评估，包括系统在运行前，根据以往的历史同期数据，上 月数据以及生产生活数据，预计本期的能耗数据，结合本期实际的能耗数据，主动生成一个评估方案。
全文摘要
本发明公开了一种建筑物的能源管理和能耗数据评估系统及其方法，系统包括各个能耗智能仪表即各类能源计量单元，设有集中器、通讯服务器、数据库服务器和后台分析/显示模块。方法步骤1)与能耗智能仪表通讯；2)实时获取智能仪表采集的数据；3)对数据进行分类整理，同类数据统一计量单位；4)对同类别、同区域能源数据进行统计分析；5)显示能源效果分析图表，对预判超标的给出告警；6)对预期效果进行评估。本发明能耗数据同步、及时、完整、真实、明了，预期能耗可结合实际能耗分析对比。采用先进的无线技术与相关设备通讯，大大降低了布线工作以及因布线工作中带来的问题，做到同步管理，精细分析，直接生成管理报告和效果分析报告。
文档编号G06Q50/00GK102760274SQ20121025673
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者刘坤鹏, 刘宁, 刘星, 喻修治, 王鹏, 蒋帅, 马慧, 高东东, 黄强, 黄文焱 申请人:深圳市中电电力技术股份有限公司