能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則介紹內(nèi)容提要一、概述二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、分項能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)四、傳輸技術(shù)建筑耗能狀況建筑耗能，已成為我國三個“耗能大戶之一”。我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，約占電力總量的29%，總能耗占到我國商品能的20%~22%。我國每年新建的20億平方米建筑中，99%的都是高能耗建筑。根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗,建筑能耗的比例將繼續(xù)增加并最終達(dá)到33%左右建筑將超越工業(yè)、交通等行業(yè)而最終成為能耗的首位。

一、概述建筑節(jié)能意義企業(yè)：分析某棟建筑能耗狀況、用能特點，為找出建筑用能存在的問題，提供翔實、可靠的數(shù)據(jù)支持，避免盲目的改造和資金、能源浪費，幫助企業(yè)節(jié)約用能成本，提高利潤。政府：統(tǒng)計、分析一個城市或地區(qū)內(nèi)的建筑能耗數(shù)據(jù)，可以使政府從宏觀上把握建筑節(jié)能水平，為下一步制定具體節(jié)能措施、節(jié)能目標(biāo)提供數(shù)據(jù)支持，也為政府制定節(jié)能政策、法規(guī)提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。能耗監(jiān)測系統(tǒng)：

能耗監(jiān)測系統(tǒng)是指通過對國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)重點建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。分類能耗、分項能耗能源種類劃分；各類能源的主要用途劃分；數(shù)據(jù)采集器在一個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行電能或其它能耗信息采集的設(shè)備。它通過信道對其管轄的各類表計的信息進(jìn)行采集、處理和存儲，并通過遠(yuǎn)程信道與數(shù)據(jù)中心交換數(shù)據(jù)。

能耗監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)定義數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心采集并存儲其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，并對本區(qū)域內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、展示和發(fā)布。數(shù)據(jù)中心一般設(shè)在部級、?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）級和監(jiān)測建筑較多的城市，除部級外的數(shù)據(jù)中心應(yīng)將各種分類匯總數(shù)據(jù)逐級上傳到部級數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站為了減輕數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器負(fù)載，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，設(shè)立數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站采集并緩存其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，完整轉(zhuǎn)發(fā)給上一級數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站并不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的加工和處理，也可不永久性存儲數(shù)據(jù)。二系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站和數(shù)據(jù)中心組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由監(jiān)測建筑中的各計量裝置、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)框圖功能框圖數(shù)據(jù)采集軟件子系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行來路校驗，接收從數(shù)據(jù)采集器發(fā)送來的合法數(shù)據(jù)，能夠處理大量的并發(fā)請求，針對接收的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行異步處理，一方面針對原始數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲，另一方面將接收到的數(shù)據(jù)路由到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理。能支持?jǐn)?shù)據(jù)采集器的續(xù)傳。處理人工方式錄入的能耗數(shù)據(jù)，比如煤耗、油耗等數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗和解析，規(guī)范化采集時間，根據(jù)配電支路安裝儀表的情況構(gòu)造用能模型，并根據(jù)用能模型對原始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分計算得到分項能耗數(shù)據(jù)，并將原始能耗數(shù)據(jù)和分項能耗數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)

通過定時任務(wù)調(diào)度自動從數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫中提取能耗分類分項數(shù)據(jù)，合并整理打包后發(fā)送到上一級的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)交換格式為壓縮的XML數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)上傳、接收反饋結(jié)果等功能。數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)接收下級數(shù)據(jù)中心發(fā)送的能耗數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)合法性校驗和認(rèn)證后將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，與數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)對應(yīng)。數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解包、數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)處理和存儲、發(fā)送反饋結(jié)果等功能。消息管理子系統(tǒng)各級數(shù)據(jù)中心之間除了建筑能耗數(shù)據(jù)交換之外，還有系統(tǒng)消息交換的需求。系統(tǒng)消息一般包括系統(tǒng)公告、數(shù)據(jù)字典更新消息、數(shù)據(jù)隨需上傳消息等。上下級數(shù)據(jù)中心之間也通過壓縮的XML數(shù)據(jù)包進(jìn)行消息數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)分析展示子系統(tǒng)對經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的分類分項能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總和整合，通過靜態(tài)表格或者動態(tài)圖表方式將能耗數(shù)據(jù)展示出來，為節(jié)能運行、節(jié)能改造、信息服務(wù)和制定政策提供信息服務(wù)。如數(shù)據(jù)報表、數(shù)據(jù)圖表、數(shù)據(jù)分析預(yù)處理。建筑業(yè)主服務(wù)子系統(tǒng)建筑業(yè)主（或建筑的使用者）可以通過系統(tǒng)分配的賬號登錄系統(tǒng)，查看本建筑的實時原始能耗數(shù)據(jù)、分類分項能耗數(shù)據(jù)和同類型建筑的平均能耗數(shù)據(jù)等信息，并提供本樓數(shù)據(jù)的導(dǎo)出功能。公眾服務(wù)子系統(tǒng)公眾服務(wù)子系統(tǒng)將建筑能耗監(jiān)測信息經(jīng)過整理后發(fā)布到數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站上，方便社會公眾了解和監(jiān)督。信息維護(hù)子系統(tǒng)

主要是針對能耗監(jiān)測平臺需要的所有數(shù)據(jù)字典和建筑物概況等基礎(chǔ)信息、建筑用能支路及監(jiān)測儀表安裝等專業(yè)配置信息、時間同步信息和用戶權(quán)限信息等進(jìn)行錄入和維護(hù)。（1）基礎(chǔ)信息維護(hù)（2）專業(yè)配置信息維護(hù)（3）時間信息維護(hù)（4）用戶權(quán)限管理系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測子系統(tǒng)將出現(xiàn)異常的設(shè)備或服務(wù)軟件狀態(tài)信息推送到管理員的計算機(jī)消息窗口、郵箱或手機(jī)上。從建筑物數(shù)據(jù)采集器上傳的原始能耗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包公共部分解析出建筑物編號、行政區(qū)域編號、采集器編號、數(shù)據(jù)采集時間等公共信息，根據(jù)樓宇的監(jiān)測儀表配置信息，從數(shù)據(jù)部分解析出每個儀表的編號和儀表累計讀數(shù)及其他的參數(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)中心記錄的儀表上次計量時間和儀表讀數(shù)計算出時間段內(nèi)儀表讀數(shù)，或者直接從上傳數(shù)據(jù)包獲得時間段內(nèi)儀表讀數(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)中心維護(hù)的建筑物監(jiān)測儀表和支路關(guān)系構(gòu)造本建筑的用能模型，計算標(biāo)準(zhǔn)時刻的建筑各分項能耗。三分項能耗采集技術(shù)采集對象與指標(biāo)（1）辦公建筑；（2）商場建筑；（3）賓館飯店建筑；（4）文化教育建筑；（5）醫(yī)療衛(wèi)生建筑；（6）體育建筑；（7）綜合建筑；（8）其它建筑。其它建筑指除上述7種建筑類型外的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑。分類能耗（1）電量；（2）水耗量；（3）燃?xì)饬?天然氣量或煤氣量)；（4）集中供熱耗熱量；（5）集中供冷耗冷量；（6）其它能源應(yīng)用量，如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等分項能耗電量應(yīng)分為4項分項，包括照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電和特殊用電。電量的4項分項是必分項，各分項可根據(jù)建筑用能系統(tǒng)的實際情況靈活細(xì)分為一級子項和二級子項，是選分項。其它分類能耗不應(yīng)分項。

能耗計算分項能耗日結(jié)數(shù)據(jù)是某一分項能耗在一天內(nèi)的增量和當(dāng)天采集間隔時間內(nèi)的最大值、最小值、平均值；根據(jù)分項能耗的日結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)而計算出逐月、逐年分項能耗數(shù)據(jù)及其最大值、最小值與平均值。總能耗建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和。建筑總能耗＝總用電量折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量+總?cè)細(xì)饬?天然氣量或煤氣量)折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量+集中供熱耗熱量折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量+集中供冷耗冷量折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量+建筑所消耗的其它能源應(yīng)用量折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量。

能耗展示部級數(shù)據(jù)展示省（自治區(qū)）級數(shù)據(jù)展示市級數(shù)據(jù)展示監(jiān)測建筑數(shù)據(jù)展示（1）建筑的基本信息，能耗監(jiān)測情況，能耗分類分項情況；（2）各監(jiān)測支路的逐時原始讀數(shù)列表；（3）各監(jiān)測支路的逐時、逐日、逐月、逐年能耗值（列表和圖）；（4）各類相關(guān)能耗指標(biāo)圖、表；（5）單個建筑相關(guān)能耗指標(biāo)與同類參考建筑（如標(biāo)桿值、平均值）數(shù)據(jù)展示方式采用各種圖表展示方式，反映和對比各項采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況，有餅圖、柱狀圖(普通柱狀圖以及堆棧柱狀圖)、線圖、區(qū)域圖、分布圖、混合圖、甘特圖。平臺數(shù)據(jù)庫省級、市級數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成如下圖所示：

數(shù)據(jù)采集器功能要求（1）應(yīng)支持根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令采集和主動定時采集兩種數(shù)據(jù)

采集模式，且定時采集周期可以靈活配置。（2）數(shù)據(jù)處理（3）數(shù)據(jù)存儲（4）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳（5）斷點續(xù)傳（6）支持向多個數(shù)據(jù)中心（7）配置和維護(hù)

數(shù)據(jù)傳輸過程和通信協(xié)議（1）計量裝置和數(shù)據(jù)采集器之間采用主-從結(jié)構(gòu)的半雙工通信方式（2）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳應(yīng)使用基于IP協(xié)議的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在傳輸層使用TCP協(xié)議。（3）應(yīng)用層數(shù)據(jù)包使用XML格式，以文本形式遠(yuǎn)傳（4）DL/T645-1997CJ/T188-2004

基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)中心通信過程XML數(shù)據(jù)傳輸對數(shù)據(jù)采集器：對能耗數(shù)據(jù)采用按設(shè)備號、信息點號上送能耗值。還包括對應(yīng)的采集器ID、建筑信息。對于數(shù)據(jù)中心往上級數(shù)據(jù)中心通信傳輸省、市級數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求包含數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)接收兩部分。數(shù)據(jù)包括建筑基本信息、建筑能耗數(shù)據(jù)、系統(tǒng)消息等內(nèi)容。數(shù)據(jù)發(fā)送調(diào)用上一級數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（WebServices），基于SOAP傳輸協(xié)議將壓縮后的XML數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)接收方式為被動接收，采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（WebServices）技術(shù)實現(xiàn)，基于SOAP傳輸協(xié)議。向下級數(shù)據(jù)中心返回接收成功與否的消息。接收成功后將數(shù)據(jù)包解壓縮，還原為標(biāo)準(zhǔn)格式的XML數(shù)據(jù)包。記