智慧能源管理系统分析与实现

智慧能源管理系统分析与实现

王立伟

上海微电子装备（集团）股份有限公司，上海，211111

 【摘要】建筑能源管理系统提高能源的利用率,对能源进行科学分析与利用。

1.需求分析

1.1能源/能耗台帐需求

能源的使用称为能耗，包括：能耗结构及分析，能耗节点及分析，能耗预测，能源利用分析，能源台帐；

根据企业历史数据建立数学模型对下一年的能耗需求进行预测；

能源利用分析，如石油、电、天然气成本分析；

能源台帐，记录能源采购数量、价格以及消费等。从总体上掌握能源转换的价值，计算最佳等位库存。

1.2数据需求

能源管理系统的设计紧紧围绕着数据设计为中心，从而达到系统的向上扩展，在此系统中所涉及的数据包括设备、能耗、用户、文档等信息。

能源管理功能

包括能源的实绩分析管理、能源质量管理、能源成本费用管理、能源平衡管理、能源预测分析等，形成能源管理报表。

监控系统功能

通过能源系统显示界面，监控流量、压力、温度、电能等数据，实现能源生产潮流监视、设备故障报警及分析。负责日常的生产能源调度，在突发事件期间实施能源应急调度策略，确保能源供应安全稳定，达到节能增效。 

数据采集及控制系统功能

能源数据通过有线或无线传送到中心系统，供数据监视、报警、数据分析、数据计算、数据统计等用，并根据系统控制指令发送到指定设备，起到控制的目的。 

2.系统设计

2.1系统功能模块设计[4][5]

在OO的开发方式执导下，将系统分为业务逻辑部分与系统管理部分，即系统的业务逻辑部分包括系统的业务逻辑功能。从系统的整体结构看，它们分为表现层、业务逻辑层、数据访问工厂层、数据访问层、数据层。

2.2能耗结构及分析

能耗结构及分析模块页面统计上一年度的所消耗的能源类型比例，及消耗能源的费用比例，并统计了上一年度用电的类型及费用比例。可以根据用户自定义的统计方式，根据建筑物，按照能源类型、设备类型进行统计某时间段的情况。

2.3能耗节点及分析

能耗节点及分析是将每个指定的设备的指定区间能耗情况列举出来，为了方便用户更加直观的看到这些数据，应该根据实际情况生成报表与图表。

2.4节能算法

2.1.1㶲的计算[6][7]

1)电㶲等于电能的数量。

2)燃料化学㶲近似等于燃料的低位热值（设本市天然气低位热值为50兆焦/千克（约为8500千卡/立方米））。

3)热量㶲值系数采用下列公式计算：

式中：为基准环境温度；

为供热温度；

为热量㶲值系数。

例如：设供水温度为65℃,按照上式计算，热量㶲值系数为0.1183。

2.1.2 冷热电三联供系统供热工况节能率计算

其中：为三联供系统供热工况㶲效率；

为热电分产时的㶲效率；

为三联供系统供热量，kWh；

为供热工况三联供系统的发电量，kWh；

为供热工况三联供系统节能率。

为原动机输入天然气量（供热），kg；

为三联供系统锅炉输入天然气量，kg；

为热电分产时锅炉输入天然气量，kg；

为热电分产时燃气电厂输入天然气量，kg；

为三联供系统供热量㶲值系数；

为燃气锅炉热效率。

若输入天然气的单位为Nm3时，则1Nm3天然气等于0.7143kg天然气。

2.1.3冷热电三联供系统供冷工况节能率计算

其中：为供冷工况下三联供系统等效电效率；

为燃气电厂发电效率与电网输配效率的乘积；

为三联供系统中分布式供能系统发电效率；

为原动机经发电后产生的可利用余热量(溴机冷量，千瓦.时)；

为原动机输入热量(燃气量*10千瓦.时,)；

为供冷工况下三联供系统节能率；

为吸收式制冷机组性能系数；

为电动制冷机组性能系数。

2.1.4冷热电三联供综合节能率

其中：为三联供系统供热工况节能量，kg。

为三联供系统供冷工况节能量，kg。

为原动机输入天然气量（供冷），kg；

3系统实现

3.1界面实现

3.1.1主界面

用户登录系统后，系统会自动统计上一年度的水、电的消耗图表，并且显示各种能耗的比例。另外，系统还显示设备的报警情况，如果设备出现了问题，就会在主页面显示报警。

3.1.2能耗结构及分析界面实现

      能耗结构及分析界面中包括自动统计上一度的能耗结构，如水、电、煤等能源的使用情况。根据各种能耗实时价格统计各种能耗的比例情况，用户可以根据自定义的条件进行统计,如根据建筑的设备类型、能耗类型，如图5-3，图5-4所示。

3.2 代码实现

string strType = drpType.SelectedValue;//获得用户界面参数，分类类型。

DataSetdsPubDeviceConsume

= pubDeviceConsumeObj.getEnergyConsumeConstruct(strBuildingId,strType, strBeginTime, strEndTime);//调用获得建筑能耗函数。

if (strType == "energytype")//判断选择类型，根据能源分类。

{tmpPubDeviceConsume.Tables[0].Columns.Add("

建筑名称", typeof(string));

参考文献

[1]侯红霞.低碳建筑.北京：天津人民出版社，2012年5月第一版

[2]王丽 李继哲， “基于.NET的通用数据访问层的设计与实现”，《哈尔滨师范大学自然科学学报》，2005年21卷1期

[3]魏军、王威、郭冰冰.管理信息系统[M].北京:国防工业出版社，1999.101-108

[4]丁圣敏.BS/结构的企业MSI方案研究[M].计算机与现代化，2001，6:76-79，83

[5]Thomas Gert Roessler.Identification and Authentication in Networks enabling Single Sign-On.Austria:Graz University of Technology,2002

[6]沈志强,《工程热力学》.高等教育出版社，2021.3

[7]牛刚,朱寅康,刘洁净 [C] 2014