节能监测软件功能概述

4.1 节能监测系统软件系统设计目的

 节能监测系统工程软件系统，利用现代网络技术在线传输得到的建筑内现场实时能耗数据，通过整理、拆分等数学手段计算并存储各分项、分户用能能耗（如：空调、照明、动力、信息中心、分户用电等），进而通过评比监管或诊断分析以帮助 项目相关管理部门实现建筑节能管理的工具软件平台。

该软件平台在能耗管理中实现的意义可概括为如下几方面：

对 的各级主管部门：提供一个公平、定量衡量建筑用能状况的“尺子”，使物业管理部门基于规范化的能耗分项计量和监测结果对相关耗能问题进行监管，并鼓励先进、督促落后。

对项目业主：提供一个本建筑能耗监督管理平台，将本建筑能耗的管理提升到多重维度，既可以按照商务物业出租的角度，对每个功能区域分户能耗的水平进行监督，又可以按照能耗分类的角度，对各类、各项能耗进行管理。在此基础上既可以丰富物业人员原有的物业分户管理水平，又可以对建筑用能进行科学管理，提供建筑节能的进一步空间。

对节能分析专业管理人员：可对合同能源管理的实际节能*提供公正的评估，特别是能定量地区分每一项节能技术或管理措施的*，作为业主与节能服务公司之间核定节能量的依据。对建筑节能全生命周期中开展相关节能技改，具有较好的计量指导作用。

对 的工作员工：用实际能耗数据来督促和教育 内相关工作员工，保持下班时关灯、关电脑、关空调等“三关”的绿色节约型生活模式，并用实际能耗数据向 内的相关员工进行正面宣传和引导。

4.2 节能监测软件系统概况

 节能监测系统，*底层开始为各种末端计量设备，该设备通过数据采集器将数据上传至专用传输网络，并将该部分数据*终上传至数据采集子系统，形成原始能耗数据积累。原始数据通过数据完整性计算机基础能耗计算服务，将不完整数据或错误数据剔除，或要求下层采集器重发，获取完整数据后通过能耗的拆分计算，将原始累计值的能耗数据计算成单位时间的能耗，形成基础能耗数据库，以备上层数据库调用。

建筑基本信息等内容，通过人工调研和分析录入到建筑信息调研系统软件，该软件能根据调研信息生成和评判计量设计方案，并形成建筑信息数据库，该数据库涵盖了设备系统能耗计算模型。该模型能对建筑能耗的计量支路情况进行系统的归类和划分，以便未来准确的差分和计算能耗数据。

在上层数据库及子系统中，根据下层上传的基础能耗数据和计算模型整理计算得出能为不同使用用户直接观看和理解的能耗数据。子系统包括设备系统分项能耗拆分计算服务子系统、功能区分户能耗拆分计算服务子系统、能源财务分析计算服务子系统。其相对应的数据库分别为分项能耗数据库、分户能耗数据库、能源财务数据库。其中设备系统分项能耗拆分计算服务子系统和分项能耗数据库，主要负责将原始数据拆分整理，根据能耗不同类型归类，使之成为能耗分类数据。功能区分户能耗拆分计算服务子系统和分户能耗数据库负责计算和存储有关商户分户能耗的数据。并根据商户物业管理等需求，将商户的能耗进行分户整合。能源财务分析计算服务子系统和能源财务数据库负责将能耗的数据与财务能耗费用相结合。

4.3 节能监测软件系统功能

该软件系统提供多种数据统计方式，可按区域统计、可按能耗类型统计、可按设备类型统计。系统可提供日统计、周统计、月统计、年统计等多种时段数据的统计方式。

能耗统计分类包括：暖通空调、照明、动力、厨房、用水、供暖等项目。

系统提供多种分析算法，如同比、环比、排名等方式，可实现对区域能耗、具体能耗类型、设备类型能耗进行分析。分析时段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以及任意指定时段内的数据分析。

系统建立多种能耗评估标准，如建筑能耗密度标准值、建筑能耗评分等级标准、设备运行状态评分标准等评估标准，应根据现实中建筑的能耗情况与能耗评估标准之间的比较得出评估结论。

系统可对建筑总能耗水平以及区域分项能耗水平、设备能耗状况进行定期的评估，评估周期可以以日、周、月、年为单位。评估结果应提供相应的文件输出，包括文字说明、表格、各种图形以说明能耗状况。

评估结果有专门说明存在能耗异常的区域、能耗类型和设备，并就异常原因提出初步性的处理方案，以提高节能改造工作的效率。

能耗评估结果可以自动生成，并且可保存为通用文档格式，可打印、导出。所有历史记录将保存到历史数据库里，并在无权限允许下不可被删除。

能耗评估结果须提供支持报表形式的打印和支持多种文档格式保存的功能，报表的设定可由用户自定义设计，自定义设计界面需提供图形化的编辑窗口和可拖拽操作功能。对于设定好的报表应提供可导入和导出的功能。

能耗报警主要对各项能耗存在的浪费故障进行预警，如电网谐波过大、设备运行效率过低、突发性的能耗突变、持续性的损耗现象等等。系统可预先设定能耗指标异常限值，对建筑内所有能耗信息点实时监测，无需操作人员介入。报警划分为若干等级，按照轻重缓急来提醒管理人员应对。报警发生时，系统应当记录详细信息，并伴随屏幕闪烁和声音提示。操作人员可通过查询报警事件浏览具体信息，如位置、能耗类型、时间、异常数值等等。报警事件可以设定短信、邮件等至少一种方式，发送给指定的管理人员。

系统可提供能耗预测功能，预测建筑能耗未来一周内、一月内、一年内的能耗趋势，并提供曲线、棒图等至少一种以上的图形表现方式。

4.4  分项计量系统软件结构分析

 节能监测系统软件包括9大数据处理子系统和一个诊断平台，分别完成数据的初步筛选、数据的分项计算、数据的深度分析及数据财务分析等应用性处理。除此之外，软件系统还包括4大软件体系和平台，分别支持分项数据信息的展示、能耗调研信息的配置、数据通信服务和全系统平台运行管理。

节能监测软件系统图

4.4.1数据采集服务子系统

数据采集子系统结构图

数据采集子系统主要负责数据的采集，子系统具有专用的数据交互协议和身份验证体系，负责数据采集服务器同采集器之间的数据交互。数据采集器从电表、水表等终端监测设备读取实时原始数据，并且按标准规定将原始数据进行简单处理形成特定数据包格式，定时通过以太网将数据传输给数据采集服务器，服务器通过专用解析模块将原始数据包进行数据包解密和数据解析，并将原始数据存储在原始能耗数据库，供各级数据处理子系统调用。如此反复完成每次数据交互。

数据采集子系统安全功能考虑，在通讯管理的基础上使用AES加解密机制提高数据包安全性。访问控制为数据包交互定义身份验证信息，非法设备无法同服务器进行有效连接，仅有合乎要求的数据包能通过验证并建立连接，完成数据交互。

数据采集子系统数据库结构设计*考虑原始能耗数据库数据验证，使不具备条件的数据无法进入存储，优化数据存储。仅有通讯信息和数据协议解密信息同时成立，数据包才能通过验证，并进行解析存储，否则数据将会被抛弃。两个分立数据库结构设计极大提高了数据解析的可靠性，保证数据库存储数据实际有效，垃圾数据无法进入系统存储，起到净化数据作用。

采集子系统和数据处理服务器双服务器设置保证了大数据量的处理速度，原始能耗数据库充分考虑了大数据量优化存储，当系统运行多年后，数据量会非常巨大，数据分块存储和读取功能提高了系统数据处理速度，双服务器系统提高了多种能耗数据大数据量转换速度，并且大存盘存储保证数据运行8-10年不会溢出。

4.4.2数据完整性计算及基础能耗计算服务子系统

分项计量系统主要以数据为基础，用数据体现特征，数据的计算和分析处理是相当重要的部分， 分项计量系统中专设数据完整性计算及基础能耗计算子系统，主要负责原始数据的整理和基础能耗数据的计算。为了保证数据实时有效连续性，我们往往提高数据的采集频率，避免因为通信问题或采集器效率问题引起的数据缺失。原始数据大量存储在原始数据服务器中，而数据计算系统存在于数据处理服务器中，通过对原始数据的调用，结合建筑信息数据库的调研参数信息，对数据进行变比乘除运算和按小时数据分精度运算等。同时软件系统会将分精度数据结合标准能耗模型数据库和功能区分户模型数据库，对数据进行不同需求处理，为使用者和管理者提供不同维度的能耗数据。 针对国家标准可以提供标准能耗模型里面的各级能耗指标数据。 

4.4.3设备系统分项能耗拆分计算服务子系统

设备系统分项能耗拆分计算服务子系统主要是为基层管理者和科研人员使用的系统，可以根据设备级详细调研参数，通过对基础能耗数据的深度处理，为使用者展现底层设备级能耗服务数据，并将数据存储在分项能耗数据库中，供展示软件使用。软件可以将设备级数据按不同分户不同分项进行显示，可以赋予末端设备各级能耗类型，按标准能耗模型层级关系，完成分项能耗数据自下而上的运算处理。

4.4.4功能区分户能耗拆分计算服务子系统

功能区分户能耗拆分计算服务子系统主要功能是按建筑内不同科室功能区域专用能耗模型进行数据处理和运算，同样调用基础能耗数据库数据，根据分户能耗模型各层级关系，对基础数据进行分类处理，完成分户数据计量管理。

4.4.5配电监测及故障报警子系统

系统可以对 低压配电系统进行电压、电流、正反向有功电度、各项有功功率及功率因数进行实时监测，并通过软件将建筑内详细配电情况进行显示，针对配电支路有过流、过压和欠压等用电事故，可以通过声音或光的形式进行报警，及时通知管理者采取措施进行整理，避免因故障出现事故。

同时系统还可以对配电系统的开关状态进行报警，通过采集配电支路开关的开关状态，可以及时对非法关断开关故障进行报警，避免发生安全事故。

软件系统还可以通过对能耗数据分析，以能耗数据为依据对各种设备运行状况进行报警，可以对设备异常用电、能耗突增等进行实时报警，并提供故障管理方法，极大的提高了使用者同软件系统的互动力，充分发挥软件系统的管理实用性。

4.4.6能源财务分析计算服务子系统

数据分析不仅仅是简单的计量和显示，分项计量系统如果真正能成为使用者进行建筑配电能耗管理的利器，就必须具备各种利于使用者办公的服务系统，用以提高使用者管理水平和工作效率。为了扩大数据的使用效率，提高系统的使用广度，我们可以通过运行管理软件将各种能源管理方法和能源分时费用输入信息数据库，软件就会自动根据详细的信息进行数据处理，提供管理者各种各样的财务分析报表和能耗分析报表，让使用者了解每一分能源的消耗路径，让电费单不在枯燥，丰富的实时能耗信息同财务分析相结合，更为电费的收缴和统计提供了翔实的数据依据。让数据更丰富，让管理更简单。

4.4.7能耗数据上报子系统

能耗数据上报子系统包含建设部平台上报系统和各级政府平台上报系统，数据处理可以多样化，只要基础数据完整，后期数据处理完全根据不同类型的能耗模型实现。设备级能耗数据是所有数据分析的基础，系统可以同时根据不同使用者的不同需求进行数据处理和存储，根据使用者需求提供使用者各种各样的能耗数据。数据上报子系统根据定时时间将数据中心需要的数据通过固定协议格式发送到不同的远程服务器。

4.4.8网站通讯服务子系统

系统主要展示软件设计为WEB服务方式，使不同用户可以在网络内不同地点通过计算机进行登陆，随时随地查看建筑能耗数据，随时进行能耗管理和监督，方便不同区域同时共享建筑各类能耗数据。

网站通讯服务子系统主要体现在系统展示软件，主要功能如下：

 节能监测系统工程平台主要包括设备集能耗分析、分户能耗分析、用电参数实时监控、能耗财务分析、报表打印、节能足迹、节能诊断和管理诊断等八大板块。此平台可以帮助管理人员更加*深入地了解建筑物每一时刻、每一角落的能耗情况。

（1） 总览页面

系统可以将许多有比较价值的能耗数据通过直观的形式呈现给使用者，此部分功能就是将系统内涉及四大类分项能耗数据通过数值和百分比的形式显示给管理者，并且为管理者提供日周月年的能耗对比分析，数据同期对比和数据环比都可以非常直观的展现给管理者，供能耗公示使用。

（2） 指标体系

系统提供建筑*能耗数据分析指标对比分析，每个建筑都有自己特定的指标体系，可以指导日常的物业管理或节能管理工作，建筑业主各级领导针对建筑内能耗所关注方向不同，并且根据建筑业态可以提炼很多有价值的量化对比指标或无量纲效率指标，数据指标分析对建筑节能管理具有非常大的指导意义。

（3） 设备集能耗分析 

按照项目不同设备用途和特性，将项目内使用的所有设备进行逐层分项，以便 相关管理人员更加清晰、*地了解办公大楼内各个分项的能耗情况。同时，可以监测各个设备的耗电量和用电安全情况，随意统计各个时段内能耗数据，并可以在设备之间、分项之间进行能耗比较，也可以对不同时间的能耗进行比较。

（4） 分户能耗分析

根据 管理部门要求，可对办公大楼内部进行分部门、分区域、分楼层等方式的分户式管理，对所有办公室的能耗和用电安全进行实时监测，详细了解每个办公室的能源使用情况，如单位面积能耗、用电功率峰值、实时统计电价、各分项能耗统计等。同时，也可以对 的其他能耗种类进行同样形式的统计和展示（如水、蒸汽、天然气等），还可以根据从不同角度对分户进行综合排名和对比。

（5） 用电参数实时监控

将用电支路信息图以web的形式清晰地展示于 节能监测系统平台中，可监测 办公楼每一条用电支路的耗电量、实时功率、电表读数等实时参数，并配合声光*对发生故障或者出现用电安全问题的支路进行实时报警。

（6） 报表打印

此板块包含了日常使用的所有报表模式，可根据办公的需求打印出百种报表。主要类型包括：设备集报表、分户报表、财务报表、用电参数报表、环境参数报表、HVAC参数报表、诊断信息报表、节能足迹报表、天气报表等。 相关管理人员还可以自由地根据自己需求设计报表模版，批量生成和打印报表。

 （7） 管理诊断

系统可以通过数据分析为管理者提供每日的设备运行故障报警、每日用能对比分析，可以非常直观的判断日能耗是否节能。系统为各级管理人员都可以提供判断问题的简捷方法，可以提供异常用电、能耗突增、三相不平衡分析、设备不规则用电等多种节能诊断结果，并提供可互动的故障管理按钮，为各级管理人员直接问题定位和问题分析，*大化提高管理人员的工作效率。

（8） 建筑楼宇其他运行参数及效率分析

系统除可以针对水、电、气等能源进行计量和分析，还可以对各种空调设备运行参数或环境温湿度参数进行*的监测和分析，可以对各种机电设备分析工作效率，为建筑节能分析专家提供各种必要的参数依据，使节能工作更加有据可依。同时，对各种参数的采集分析，可以指导管理者进行设备节能控制改造，并且可以根据系统数据的分析结果指定合理的控制策略，实现真正的小系统节能控制。

（9） 节能诊断

此板块实现了为办公大楼配备贴身的能源管理专家这个看似不可能的愿望。我司的专家团队会对 的每一个设备、每一个系统进行深入细致的能耗分析，进行归纳整理后，第一时间通过远程服务器发送给 相关管理人员，从物业管理到系统改造等多个方面，帮助管理人员对办公大楼进行有效的节能管理和改造。

（10） 节能足迹

节能足迹记录了每一次节能改造的过程及成果，使原来无法说清楚的能源管理，变得可量化、可比较、可评价。记录每一次节能改造后，在有效时间段内所节约的能耗总量，记录节能措施的简单信息和改造方法，清晰明了的展示节能工作所取得的成绩。

4.4.9建筑信息调研系统

能耗分项计量系统进行数据分析的依据主要是详细的参数信息，基于现场的详细信息调研变的非常重要，主要调研信息包括以下几类：

（1） 基础建筑信息

建筑基本信息主要为建筑的概况、建筑面积和空调面积，针对不同用途区域用户，需要对每个用户的建筑面积和空调面积面积进行详细的调研，供系统进行单位面积能耗计算使用，提高指标量化可比性。

（2） 配电支路信息

配电支路信息主要为低压配电室变压器二次侧所有配电柜详细信息调研，包括配电柜编号，母线型号，配电支路编号，分别记录各自的所属关系。并需要记录每个配电支路的电流互感器变比，以便于输入系统进行计算和处理。

（3） 设备系统信息

设备系统信息调研相对比较复杂，主要分为一般用电类型和按时间按季节运行状况指标等，需要调研各种末端设备的额定功率和大概平均运行负载率，并进行一周内不同工作时间多点信息调研，便于分析设备运行的不确定度。对于暖通空调系统设备还存在按不同季节具有不同运行策略的情况，需要进行详细的咨询和调研。

（4） 区域分户信息

区域分户调研主要是按类划分不同用途功能区域，编写特定的建筑功能区能耗模型，将不同分户，不同设备进行按类归类，实现功能区域分户分项计量。对于 整体还需要对客流量进行统计，并结合能耗数据，进行平均客流量能耗指标。

（5） 能源价格信息

能源价格信息调研主要为按时电价调查，一般分为尖峰谷平电价，通过详细的分时电价信息将参数输入到软件系统，底层数据处理模块就能将原始能耗数据进行财务分析，提供管理者各种电价状态的能耗信息。

（6） 计量与控制关系信息

开放计量与控制接口，可以通过计量数据分析，为控制系统输出相应的控制命令，协议需要根据现场调研信息确定。控制系统的相关详细信息可以为计量系统自由调用，前期设计需要对计量点同控制点之间的关系进行详细的调研。通过专家对暖通空调系统设备运行状态调研并且结合设备能耗数据和冷量数据，可以结合楼宇自动控制系统进行冷机效率分析和优化控制策略。

系统可以对中央空调系统的各种设备运行状态进行参数监测，并通过各种设备的运行状态结合实际能耗数据进行设备能效分析，提供管理者COP、输配系数等无量纲指标，这些指标可以直接反映各类泵、风机或主机设备的实际工况，并通过此参数对各种用电设备制定合理的管理制度，加强管理起到长期有效的节能监护。