enteliWEB能耗監測與電能管理系統介紹

一、系統概述

二、系統構成

（一）數據采集模塊

1. 傳感器與智能電表

• 這是系統數據的源頭。傳感器用于獲取各種與能源消耗相關(guān)的物理量，如溫度、壓力、流量等，這些數據對于計算熱能、水能等消耗非常重要。而智能電表則是電能數據采集的核心設備，能夠精確測量電壓、電流、功率、功率因數、有功電能、無(wú)功電能等眾多參數。

• 例如，在一個(gè)工業(yè)廠(chǎng)房中，每臺大型設備都配備有智能電表，實(shí)時(shí)記錄設備的用電情況。這些電表通過(guò)高精度的電流互感器和電壓互感器獲取電流和電壓信號，經(jīng)過(guò)內部電路處理后，將數據傳輸給后續的數據采集設備。

2. 數據采集器

• 數據采集器負責收集傳感器和智能電表的數據。它可以通過(guò)多種通信方式與設備相連，如 RS - 485、Modbus 協(xié)議等。采集器將分散的數據集中起來(lái)，并進(jìn)行初步的處理，如對數據進(jìn)行格式轉換、濾波等操作，以去除干擾信號和異常數據。

• 例如，在一個(gè)商業(yè)建筑中，數據采集器可以將各個(gè)樓層的智能電表和環(huán)境傳感器的數據收集起來(lái)，按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，然后將這些數據打包發(fā)送給上位機。

（二）數據傳輸模塊

1. 通信網(wǎng)絡(luò )

• 數據傳輸可以采用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種方式。有線(xiàn)方式包括以太網(wǎng)、光纖等，具有傳輸速度快、穩定性高的特點(diǎn)，適用于數據量大、對實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)所，如工廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)方式如 ZigBee、Wi - Fi、4G/5G 等則具有靈活性高、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，適合在分布較廣、布線(xiàn)困難的區域使用，如大型商業(yè)綜合體的不同店鋪之間。

• 例如，在一個(gè)園區內，企業(yè)可以利用園區內的以太網(wǎng)將能耗數據傳輸到能源管理中心；而對于一些臨時(shí)的能耗監測點(diǎn)，通過(guò) 4G/5G 網(wǎng)絡(luò )可以快速搭建起數據傳輸通道。

2. 通信協(xié)議

• 為了確保數據傳輸的準確性和兼容性，系統采用了一系列通信協(xié)議。除了上述提到的 Modbus 協(xié)議外，還有 MQTT 協(xié)議等。MQTT 是一種輕量級的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，適用于低帶寬、高延遲的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，能夠高效地將能耗數據傳輸到云端或本地服務(wù)器。

• 例如，在智能家居系統中的能耗監測與電能管理部分，設備可以通過(guò) MQTT 協(xié)議將數據發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

（三）數據處理與分析模塊

1. 數據處理服務(wù)器

• 數據處理服務(wù)器接收傳輸過(guò)來(lái)的數據后，會(huì )對數據進(jìn)行清洗、分類(lèi)和存儲。清洗數據是為了去除錯誤、重復和不完整的數據，確保數據的質(zhì)量。分類(lèi)存儲則是按照不同的能源類(lèi)型、設備、區域等進(jìn)行劃分，方便后續的查詢(xún)和分析。

• 例如，在一個(gè)學(xué)校的能耗監測系統中，服務(wù)器會(huì )將教學(xué)樓、辦公樓、宿舍等不同區域的電能和其他能源消耗數據分別存儲，并且按照照明、空調、辦公設備等不同設備類(lèi)型進(jìn)一步細分。

2. 數據分析軟件

• 這是系統的核心部分之一。通過(guò)數據分析軟件，可以進(jìn)行多種復雜的分析。能耗趨勢分析可以通過(guò)對歷史數據的擬合，繪制出能源消耗隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，從而預測未來(lái)的能耗趨勢。能耗對比分析則可以比較不同設備、不同區域、不同時(shí)間段之間的能耗差異，找出能源浪費的環(huán)節。

• 例如，通過(guò)對比醫院不同科室的電能消耗，發(fā)現某些科室由于設備長(cháng)時(shí)間待機等原因導致能耗較高，從而采取針對性的節能措施。

（四）用戶(hù)界面與管理模塊

1. 監控大屏

• 監控大屏通常安裝在能源管理中心或相關(guān)管理部門(mén)的辦公場(chǎng)所，用于直觀(guān)地展示能源消耗的實(shí)時(shí)情況。通過(guò)各種圖表（如柱狀圖、折線(xiàn)圖、餅圖等）和圖形化界面，展示能源消耗的分布、動(dòng)態(tài)變化等信息。

• 例如，在一個(gè)城市的能源管理部門(mén)，可以通過(guò)監控大屏展示各個(gè)區域的電能消耗排名，用不同顏色的區域表示不同的能耗水平，方便管理人員快速把握全局情況。

2. 管理軟件平臺

• 管理軟件平臺為用戶(hù)提供了操作界面，用戶(hù)可以通過(guò)該平臺設置系統參數、查看詳細的能耗報告、進(jìn)行能源成本核算等。同時(shí)，平臺還可以提供節能策略推薦功能，根據數據分析的結果，為用戶(hù)提供針對性的節能建議。

• 例如，企業(yè)的能源管理人員可以通過(guò)管理軟件平臺生成月度或年度的能耗報表，分析能源成本占總成本的比例，并且根據平臺推薦的節能策略，如設備升級、優(yōu)化運行時(shí)間等，來(lái)降低能源成本。

三、系統功能

（一）實(shí)時(shí)監測功能

1. 系統能夠實(shí)時(shí)獲取能源消耗數據，特別是電能數據。對于電力系統中的關(guān)鍵參數，如電壓、電流等，可以實(shí)時(shí)監控其變化情況。一旦出現異常，如功率突增、電壓驟降等情況，能夠及時(shí)發(fā)出警報，提醒管理人員進(jìn)行檢查。

• 例如，在一個(gè)數據中心，當服務(wù)器的電力消耗突然超出正常范圍，系統會(huì )立即發(fā)出警報，工作人員可以快速排查是業(yè)務(wù)量突增還是設備故障等原因導致的。

2. 同時(shí)，實(shí)時(shí)監測還可以對能源質(zhì)量進(jìn)行監測，如電能質(zhì)量（包括諧波含量、三相不平衡度等）。這對于一些對電能質(zhì)量要求較高的設備，如精密儀器、電子設備等，非常重要。

（二）能耗分析功能

1. 除了上述提到的能耗趨勢分析和對比分析外，系統還可以進(jìn)行能耗構成分析。即分析能源消耗的主要構成部分，如在工業(yè)企業(yè)中，確定生產(chǎn)設備、輔助設備、照明、空調等各部分能耗占總能耗的比例。

• 基于這些分析，系統可以為用戶(hù)提供節能潛力評估。例如，通過(guò)評估發(fā)現企業(yè)的空調系統能耗占比較高，且通過(guò)與同行業(yè)優(yōu)良水平對比，存在較大的節能空間，系統可以建議用戶(hù)對空調系統進(jìn)行節能改造。

2. 另外，系統還可以進(jìn)行能耗分攤分析。在商業(yè)建筑或多部門(mén)的企業(yè)中，根據不同區域或部門(mén)的能耗使用情況，合理分攤能源成本，為費用結算提供依據。

（三）電能管理功能

1. 系統可以對電能進(jìn)行精細化管理。例如，通過(guò)對設備的用電時(shí)間、功率等參數進(jìn)行控制，實(shí)現電能的合理分配。在峰谷電價(jià)的情況下，系統可以根據電價(jià)時(shí)段，自動(dòng)調整設備的運行時(shí)間，以降低電費成本。

• 同時(shí)，系統可以對電力設備進(jìn)行遠程控制。如在緊急情況下，遠程切斷某些非關(guān)鍵設備的電源，保障重要設備的供電安全。

2. 電能管理還包括對無(wú)功功率的管理。通過(guò)監測無(wú)功功率，系統可以采取措施（如投入無(wú)功補償裝置）來(lái)提高功率因數，減少無(wú)功損耗，從而提高電能的利用效率。

四、應用領(lǐng)域

1. 工業(yè)領(lǐng)域

• 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，能耗監測與電能管理系統可以幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低能源成本。例如，鋼鐵企業(yè)可以通過(guò)系統監測高爐、軋機等大型設備的能耗情況，合理安排生產(chǎn)計劃，降低能源消耗。同時(shí)，通過(guò)分析不同車(chē)間的能耗差異，發(fā)現節能潛力較大的環(huán)節，進(jìn)行針對性的節能改造。

2. 商業(yè)建筑領(lǐng)域

• 對于寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、酒店等商業(yè)建筑，系統可以用于控制建筑能耗。如通過(guò)監測空調系統的運行情況，根據室內外溫度、人員密度等因素，自動(dòng)調節空調的溫度和風(fēng)速，達到節能的目的。還可以通過(guò)系統為租戶(hù)提供透明的能源賬單，促進(jìn)租戶(hù)的節能意識。

3. 公共機構領(lǐng)域

• 學(xué)校、醫院、政府機關(guān)等公共機構也可以利用能耗監測與電能管理系統。例如，學(xué)?？梢酝ㄟ^(guò)系統監測教室、實(shí)驗室等場(chǎng)所的能耗情況，開(kāi)展節能減排教育活動(dòng)，同時(shí)降低辦學(xué)成本。醫院可以通過(guò)系統優(yōu)化醫療設備的運行時(shí)間，降低能源消耗，同時(shí)確保醫療服務(wù)的質(zhì)量。

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