智慧能源管理的功能优化

建筑运行阶段的能耗主要来源于各种设施设备用电、用水、用燃气等带来的能源消耗。建筑能源管理系统是针对建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热和给水排水等机电系统的能源使用状况，采用实时能源监控、分户分项能源统计分析、优化系统运行。系统的数据将被接受并转换为增强决策和操作能力的信息，从而提高建筑使用者和所有者的效率和舒适性。

1）能源管理的需求

（1）电能管理

电能管理是对高低压配电室的配电回路进行电能质量监测及配电监控，以及对二、三级回路进行电力测量，建设监测网络。管理人员对用电量进行统计对比，实时监控配电系统。系统能进行模拟电费的计算，优化设备的运行方式，降低维护成本，减少电能消耗成本，提高电气系统运行管理效率。对配电系统运行进行全过程和全方位管理。

（2）燃气管理

建筑内部的燃气系统对燃气消耗进行计量，计量部位均采用远传流量计或超声波流量计，纳入能源控制中心的检测范畴。

（3）水能管理

市政供给的生活冷水系统、中水系统、热水系统对用水量进行计量分析，按规范要求对各系统机房用水、设备补水及其他需要计量的用水点等也应设置表单独计量；此外，排水系统、消防系统可另行计量。水能计量部位均采用远传水表或超声波流量计，纳入能源控制中心的检测范畴。

（4）空调

系统对入户冷热源，温度、流量进行监测，结合环境温度综合分析，直观展示环境温度曲线、体现空调系统效率，帮助加强空调系统的运行管理，出具节能诊断，改善并促进空调系统优化运行。

（5）照明

系统对包含室内照明、室内公共照明、室外景观照明、应急照明4 项照明系统进行分项计量。在工作时间段、非工作时间段、景观时间段、应急时间段等多种不同的照明启动时间内，系统可以分析计算出各项所占比例、单位面积照明电耗等。系统还可以帮助查找管理漏洞，发现节能空间。另外，系统还可以实现对灯具的智能化集中调控管理。

（6）电梯

系统可以对建筑内部的电梯实际运行所消耗的电能、运行参数进行监测和多角度的分析。其中，电能、运行参数包括在建筑内的特定工作时间段（一天内商场内的客流高峰期tm、一周内的客流高峰期twm 等）内所耗的电能，相同功能区域内同种类电梯（扶梯和直梯）所耗电能，单位面积电梯电耗、每台电梯运行累计时间、次数等。通过对电梯的设备管理，可以帮助发现节能空间，制订更为优化的电梯运行策略，节约电梯运行成本。同时可在系统中进行电梯基本信息的管理，如电梯的厂家、层站、载重、速度等有关技术参数，电梯故障、维保人员姓名、电话等维护信息。

（7）水泵

系统既可对建筑内部（以中央空调系统冷冻站、冷水泵和冷却水泵、生活冷热水泵为主）的各类水泵进行耗电量的计量监测、工作效率的综合计算，也可分别对工作时间内配合水泵在变频运行的同时，根据系统分析的结果在适当的工况点调整运行水泵的数量，使水泵始终保持在高效率区域运行。同时，用户可在系统中进行水泵基本信息的管理，如类型、厂家、功率、转速、流量等有关技术参数信息。(www.xing528.com)

目前的能源管理实践，主要针对以上几个重点内容进行能耗监测，依据实际运行参数和耗电系数、单位面积电负荷等计算出单位时间的用电负荷，动态监控能耗数据，采用实时能源监控、分户分项能源统计分析、优化系统运行的方式，通过对重点能耗设备的监控、能耗费率分析等手段，得到设备的负荷变化特征，作为设备诊断和运行效率分析的依据，发现节能空间，从管理方式上实现节能的可能性。

2）智慧能源的基本功能

目前，能源管理系统或平台存在“重采集，轻分析”“只监测，不控制”两个典型问题。“重采集，轻分析”的现象集中在系统用能数据采集上，做一些比较“炫酷”的数据可视化展示，但对数据本身没有进行深入的分析，更谈不上对节能和运维工作的指导；“只监测，不控制”反映的是系统只对用能情况做监测，即使发现问题也不进行干涉，整个机电系统仍然按照原有的状况进行运转，能源管理平台成了“冷眼旁观者”。然而，真正的智慧能源管理，要实现的是“会采集、有基准、深诊断、可优化、能控制”的逻辑闭环。

智慧能源管理系统的功能主要包括下述内容。

（1）建筑用能采集

采集数据是实现智慧化的前提，通过各种智能设备如智能电表、智能水表、智能燃气表等对水、电、燃气、冷 / 热源和设备的能耗进行实时自动采集和计量、保存和归类，替代繁重的人工记录。采用各种设备的协议转换网关进行对接，不同设备与管理系统能够互联互通，实时动态汇集建筑运维阶段的能耗大数据和用能习惯。

（2）数据迭代的能耗基准

系统按照能耗类型的不同分别进行管理，对其分类分项计量的数据进行统计计算，对实时数据、历史数据进行横纵向分析对比。系统通过大量的能源使用数据累积，实时开展能耗分析，形成能耗基线，按照影响能耗的因素对能耗数据进行归类，只让同类数据进行对比，为能耗控制优化提供参考。例如，从各种设备能耗、房间温度控制、空气质量、设备运行时间、供回水温度等多个维度，建立评价机电系统运行状况，并设立达标限值，系统自动给出达标 / 不达标的评判，让指标考核更加量化。

（3）智能诊断分析

根据建筑机电系统常见的关键运行参数，该系统建立的能耗变化影响因素的诊断指标体系能借助经验挖掘方法，深入总结长时间的运行状态积累和专家经验积累的数据，从不同的维度进行诊断分析，包括节能水平、设备健康度、环境舒适度等，针对每个发现的问题给出详细的问题描述和诊断原因推测，建立设备故障相关因素的知识图谱，形成诊断数据库和专家规则库；再结合机器学习算法，不断学习系统规律，让问题针对更为聚焦。在能源管理出现故障时，在发现问题后，系统能智能分析问题起因。

自动故障检测与诊断（Automated Fault Delection and Diagnostic，AFDD）是对问题、异常自动发现并且分析原因的一种方法体系。当建筑各机电子系统、暖通空调系统出现设备故障或运行超出正常逻辑时，该体系第一时间发现问题并智能分析问题的起因，让运维人员及早介入并全方位协助，将损失降低到最小。一旦系统发生故障或异常，必须迅速而准确地判断发生位置、原因。同时，系统在运行过程中应最大可能地具有预防性，即尽可能提早判断出可能发生的故障，以减少故障发生率或迅速排除故障。

（4）可优化

对能耗运维中常见的问题案例推理技术，基于专家经验建立智慧诊断决策系统，并给出运维的建议和步骤，担负起专家智力支持的功能。

（5）智能远程控制

系统可以实现对建筑自控、门禁、UPS、智能空调、变配电、照明和消防等子系统的大汇总，汇总后由控制中心统一调度；动态监控能耗数据，采用实时能源监控、分户分项能源统计分析、优化系统运行的方式，并通过对重点能耗设备的监控、能耗费率分析等手段，使管理者能够准确地掌握能源成本比重和发展趋势，制订有的放矢的节能策略。