一、前言

随着我国经济社会的发展，大型公共建筑的能耗问题日益突出。对建筑能耗进行量化管理和效果评价，控制和降低建筑运营过程中的能源消耗，最终降低建筑运营成本。

提高能源效率已成为社会最关心的问题。

南京斯沃电气长期致力于为客户提供多元化的能源管理解决方案。该能源系统作为智能楼宇管控综合能源监测信息平台，采用先进的在线监测技术、云计算、物联网等技术。实现供能设备与用能设备、传感器与执行器的直接对话，监控与检测环环相扣，实现智能建筑的数字化管理。

整个能源管理系统将从以下几个方面入手，最终实现楼宇管理的辅助决策系统。

（1）实现楼宇自控、门禁、智能空调、UPS、电梯、配电、照明、消防等子系统的集成，聚合后由控制中心统一调度。

(2）降低能源消耗，采用实时能源监测，分户分项能源统计分析，优化系统运行。

点用能设备监测、能耗率分析等多种手段，使管理者能够准确把握能源成本占比和发展趋势，制定有针对性的节能策略。与储能装置和无功补偿装置联动，移峰填谷，提高功率

因素的目的。

（3）监控办公和生活环境舒适度信息：主要包括环境温度、湿度、空气质量指标等。

二、系统架构设计

智能建筑能源管理系统设计采用分层分布式结构，系统自上而下分为四层：

现场设备层：指分布在高低压配电柜中的测控保护装置、仪表，以及楼宇自控、门禁、智能空调、UPS、电梯、配电、消防等子系统。

网络通信层：使用通信网关可以将各个子系统使用的非标准通信协议统一转换为标准协议。

它将监控数据和设备运行状态传输到智能建筑能源管理平台，并从上位机向现场设备发出各种控制命令。

监控层：具有良好的人机交互界面，软件负责与国内外各楼控厂商的检测、控制设备组成任意复杂的监控系统，实现完美的过程可视化，并可与“第三方”的软件和硬件。系统进行集成。实时历史数据库提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具，支持大容量企业级应用，内部实现高数据压缩率，实现历史数据海量存储。

能源管理层：为现场操作人员和管理人员提供充足的信息（包括建筑能源供需信息、电能质量信息、运行状态及各子系统能耗信息等），制定能源优化策略，优化设备运行，并通过联动控制实现能源管理，提高经济效益和环境效益。

图1 智能建筑能源管理系统架构

三、系统功能模块组成

数据采集​​管理是基于楼宇管理过程中涉及的各种控制、监控、测量、检测等，支持

opc、dde、odbc等相关接口，全面采集各种数据采集器和手动输入设备。

现场征集内容涵盖楼宇自控、门禁、智能空调、UPS、电梯、配电、消防等系统。其中，主要关注核心系统运行状态、主要能耗管网状态、环境介质质量监测等。将整栋楼智能控制系统的实时状态采集到系统中，进行数据监控、存储、报警、分析、计算、统计平衡

等使用。

主要特点包括：

★现场集成各种控制系统。

★整合建筑能耗、产能、能耗信息孤岛及子系统。

★从孤立的散点采集数据，并集成到大型建筑节能集控智能平台。

★与有线网络和无线网络相结合。

控制调度中心

系统采用云计算技术，为全球楼宇机电设备同平台管理提供无限容量

可在同一平台下与当前主流自动控制厂商的产品集成兼容。兼容协议不仅包括、、、m-bus、-5-101/102/103/104、dlt-645、cdt等所有公共标准协议，还兼容楼宇自控系统主流品牌控制系统 与专有协议兼容。技术人员可远程了解现场参数，观察现场设备运行状态；实现建筑全过程的“可视化”管理。该平台基于云架构技术，还为专家和技术人员提供远程指导。

需要集成集中控制的子系统包括楼宇自控系统、变配电系统、智能照明系统、无功补偿装置、自发电装置、储能装置、馈线控制系统、门禁、消防监控系统、智能中央空调

系统等

报警管理

系统平台采用多种报警模型，负责工艺、设备、质量、安全指标、能量超限等多种报警方式。包括模拟量告警、事件告警、重大变化的连续重复告警、硬件设备告警等。

支持全分布式报警系统、报警和事件传输、报警确认处理和报警日志归档。用户可以自定义各种告警，告警信息可以通过不同的方式传递给用户。

主要特点包括：

1）设备告警

重要耗能设备异常运行状态告警。

2）环境质量警报

空气质量、温度、湿度等异常报警。

3）停电报警

设备断电，ups断电报警。

4）网络通讯报警

设备通讯、网络故障等异常告警。

5）报警等级设置

基于事件的告警、告警组管理、告警优先级管理。

6）报警和事件输出方式

报警窗口、声、光、电、短信、文件、打印等

设备管理

能源管理系统的对象涵盖建筑物内的各种大型能源设施。

实时监控和记录故障和事故状态。通过技术改造和加强维修，指导维修工作，提高能源设备的使用效率楼宇自控点表，实现能源设备的闭环管理。

主要特点包括：

★运行记录、启停记录的实时数据和历史数据查询。

★ 缺陷、故障记录维护、查询。

★维修工单、测试工单、维修计划等设备的维护与管理。

★设备基本信息管理（型号、厂家、电压等级等信息）。

★维护成本、运营成本分析和报告。

图2 建筑能源管理设备管理模块

计划和绩效管理

根据能源分配计划、维护计划、历史能源消耗数据分析统计、能源消耗预测、能源供应状况

可自动计算能源消耗计划和外包计划，制定详细的建筑能源管理指标体系，指导相关部门根据供需计划组织配电和热力分配。

收集、提取和整理各建筑子系统的实际能耗和能源介质排放数据，获取能源分析所需的实际性能数据，为各部门编制其他各类报告提供基准。通过对计划和实际性能数据的分析比较，可以有效地跟踪建筑物的所有能源数据，帮助管理者明确近期的潜在影响因素，快速制定和实施决策，提高适应性。

能源绩效包括日、月、季、年能源绩效表（包括电、热、水等不同分析点）；能源计划包括每日、每月、每季度和每年的能源供需计划（包括电、热、水等分析切入点）。有计划与实际业绩的同比对比分析，包括柱形图、曲线图、饼图。

平衡优化管理

能源供给与能源消耗之间存在直接距离，调整复杂。该系统基于大量历史数据，

对各环节的生产、储存、混合、传输和使用进行集中管控，为大型建筑群建立一套与能源管理系统相结合的能源分配网络和平衡优化模型。通过综合平衡和燃料转换的系统方法，计算出评价大型建筑能源利用水平的技术经济指标，实现能源供需的动态和静态平衡，优化各种能源的分配方案。获得能源介质，使大型建筑能源的合理利用达到新的高度。

主要特点包括：

（1）能耗报表采集电表总有功功率，主要帮助用户掌握能耗情况，了解

能源消耗的异常值。包括每小时、每天、每月和每年的能耗值报告；

用于数据支持；管理值（即目标值）参考有助于分析实际能耗值与能耗目标值的差异；功率因数参考提供能耗值（电能）和能耗质量的比较；温湿度参考帮助 能耗数据和环境数据分析

数据相关性。

（2）能源排名对不同时间段的能耗值进行排序，升序或降序显示，帮助用户找到能耗最低和最高的设备单元。

(3）能耗比较是比较不同单位在同一时间范围内的能耗值，或者比较同一单位在不同时间范围内的能耗值。

（4）每日平均上报率 每天每15分钟的平均能源消耗（电）需求报告，帮助用户了解能源消耗规律，识别超出预期的高峰需求，并在签订合同时提供参考电力公司。

(5）差异分析计算任意一天不同时间段的能耗值与管理值(即目标值)的偏差。能耗值超过管理值的时间段的偏差值以红色显示，表示能源消耗的增加趋势。

(6）回归分析回归分析----对能耗类型为电的每个成员的有功功率、无功功率、瞬时功率和功率因数进行线性回归分析，显示各参数之间的关系每个成员.线性关系。

（7）用电量分析根据选择的电价和实际用电量，按时间段（非高峰、半高峰、高峰）显示用电趋势和用电报告。

(8）系统运行优化充分发挥集中管控的平台优势。

末端系统经过优化调整，避免因保压和压力不平衡而造成不必要的能耗增加，并根据负载变化自动调节风机转速或冷热源输出功率。

配电和能源优化策略

配电与能源优化系统从电力行业深度对电能消耗进行数字化、一体化管控

和优化。系统可与无功补偿装置联动，提高功率因数。通过与自发电装置（如太阳能发电装置或其他类型的发电装置）和储能装置的联动和交互，完成对馈线的控制，实现移峰填谷。

系统提供用户可编程控制策略生成工具，用户可根据具体需要自主编程优化策略。

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图 3 建筑配电和能源优化策略

控制策略的编制基于建筑用电结构、季节和环境等因素。实现移峰填谷，提高功率因数，降低能源消耗。

1）降低用电量，提高设备效率，延长设备寿命。

2）通过历史用电量分析，优化各子系统的运行策略，保证用电设备正常高效运行。

3）综合分析整栋楼的用电负荷、电能质量和电价结构，制定新能源并网策略和系统充放电策略，实现节能减排。

联动控制

★提供交互模式楼宇自控点表，用户可以自定义自己的用电策略并实时分析。模拟用电策略，预测用电信息，为用户制定用电策略提供数据支持。

★根据空间环境参数和当前用电负荷，调整系统中空调通风系统的运行策略。

★根据能源优化控制策略，实现各子系统的远程控制，通过运行结果说明能源优化控制策略的效果。

报表分析和经济分析管理

通过能耗结构、楼层能耗对比、关键耗能设备分析等多种分析方法，可进行报表分析

帮助物业经理计算特定房间或人均能耗，实现独立的能源审计管理。报表可根据调度和运营管理者的实际需要手动或自动自动生成和打印。其中有能源调度日报、能源供需计划报告、能源绩效报告、能源平衡报告、能源质量管理报告、能源成本报告、能源

单耗报告、能源综合报告、能源设备状态报告、能源故障信息统计报告、能源设备备件报告、能源分配消耗报告等。

能源对标管理

通过与竞争对手或行业领导者进行比较，利用建筑规范的能源管理系统来建立持续改进的流程。

主要特点包括：

1）结合国家标准，对主要设备的单耗指标、单耗指标进行在线监测。

2）国家相关标准规定的经济运行指标。

3）为国家规定的节能目标设置警戒线，对不达标的指标自动进行警示。

基础数据管理

基础数据管理是大型建筑群开展能源工作的重要基础内容，是大型建筑能源管理信息化建设的前提和基石。主要功能包括：能量介质编码、能量计量单位制、计量仪器、计量点、计量区域。

权限维护管理

根据不同程序的信息敏感性，系统提供了优秀的权限维护管理模块，可以满足复杂的系统管理需求。主要功能包括：用户信息、角色管理、控制操作管理、系统日记维护、数据库维护。

在保证楼宇环境舒适度的前提下，南京斯沃电气-楼宇能源管理系统的运行，可以优化楼宇共享能源系统的运行，降低智能楼宇的能耗。到目前为止，该系统已有多个实际应用案例，均取得了良好的效果。