摘要：依据对上海市某大型商场现场考察的结果，提出通过建设云能耗管理系统的方案来改善商场能耗的管理现状。首先充分搜集建筑信息和设备运行工况，合理设计系统实施方案，解决现场数据采集和传输障碍，完成云能耗管理系统的建设，成功实现云能耗管理系统的稳定运行，提高商场运营管理效率;其次根据云能耗管理系统的统计结果，结合节能工程实际需要，在已有功能基础上进行二次研发创新，设计出设备用能计时功能，并完成现场试验，为未来的节能改造工程效果评估和项目验收提供科学依据。

关键词: 云能耗管理系统;信息采集;系统实施功能;计时

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

数据服务：互联网用户无需关注平台本身，仅需关注购买硬件后得到的行业数据服务，即PAAS服务。

数据订阅：系统集成商不再需要知道下行硬件的结构和协议，通过平台接口获取数据，或由平台向应用子系统推送数据。

行业背景-国家规划

国家十三五规划中提出“加快建设数字中国”之后，十四五规划中又提出“互联网-物联网线上线下融合对生活方式的变革”。

如图所示：我司参与越来越多的主要是智慧交通、智慧政务和智慧建筑相关的物联网系统建设。

行业背景-市场规模

政府陆续开展和推广智慧城市试点工作，智慧城市相关的政策红利不断释放，同时吸引了大量社会资本加速投入，物联网相关的智慧城市级的平台、各类行业解决方案的平台需求急剧增长。

 我司曾参与过的智慧城市建设典型方向包括：安全用电、环保用电、餐饮油烟监测、电瓶车充电桩、建筑能耗等。这些方向我司都参与过区域级、城市级乃至省级的数据平台建设。

应用场景-互联网用户

项目需求：

1公寓出租户：水电计量计费、电瓶车充电计费、电气安全

2小型物业：水电计量收费、电瓶车/汽车充电计费运营、智慧消防

3楼管：能源计量、电气安全、智慧照明

4系统集成商：物联网数据订阅、远程调试

5小型工厂：电力监控、电气安全、能源管理、宿舍水电计费

6连锁小超市：水电计量计费、电气安全、能源管理

云能耗管理系统系统

本研究将能耗管理系统应用于上海市某大型商场，完成系统设计与实施，并分析商场能耗的时

间分布特征。商场能耗管理系统主要依据上海市《公共建筑用能监测系统工程技术规范》设计。

1信息采集

1.1建筑信息

商场由20世纪80年代建设的旧工厂改造而来，于2012年6月开始营业。商场总建筑面积

110401m2，其中餐饮建筑面积共23594m2，商场建筑面积共34937m2。各功能建筑的建筑面积如表1

所示。建筑结构信息如表2所示。

1.2能耗信息

商场的分类能耗包含水、电和天然气。水和天然气的主要消费对象是餐饮建筑。餐饮建筑的能耗由餐饮公司运营管理，能耗管理系统仅统计每月总能耗数据。会所用电设备主要包括照明、分体式中央空调系统分布如表4所示。

综上，商场共有18台中央空调主机，均采用2管制一次泵设计，安装了施耐德的楼宇自动化系统，监控计算机安放在监控机房内。

1.3系统实施

按照能耗分类分项的原则，采用二级计量方案实现对商场能耗的监测。一级按照建筑分区划分，二级按照建筑楼层或者功能区(针对商场建筑)划分。信息中心设置在5#楼工程部所在办公室。

1.4存在问题

系统服务器管理对人员的计算机水平有一定要求，需要人力和财力投入。54个三相智能电表数据采集点均采集电压、电流、峰谷平电量5个数据。数据采集量大，准确性要求高，严峻考验数据采集器、能耗系统的采集能力和数据处理能力。采集点分散，传输距离远，信号衰减严重。智能水表分散分布，数据采集布线成本较高。施耐德楼宇自动化系统(WorkplacePro)提供末端温度、启停时间等数据，数据共享需要解决数据接口与数据传输问题。

2解决方案

选用B/S架构云能耗管理系统，系统服务器由专业队伍管理，稳定、安全、有保障。现场主要设备包含智能表计和通讯管理机，通讯管理机数据通过商场TCP/IP网络上传到云服务器。系统采用工业级数据采集通讯管理机，具有4个ＲS232/485端口和2个以太网口(选择配置GPＲS模块)。每个端口对应一条485总线，限制总线负载小于32台，确保通信质量。该通讯管理机同时具备数据采集、存储和转发功能，支持离线存储和断点续传(配备2GSD存储卡)。通讯管理机采用多种技术来保证现场设备数据安全，包括限制数据访问IP地址，设置测点的读写权限等。采用分组采集数据的方案，如将分布相对集的3#、4#、5#、6#分为一组，各分组的总线传输距离小于1200m，同时满足总线负载设备台数小于32部分建如7#停车场与商场一路之隔，相距较远且布线困难。经现场试验，无线信号(射频)传输方式穿墙较多，且停车场墙体为信号阻隔较强的砖混结构，射频信号衰减严重，数据基本无法传出停车场，通信质量不合格。通过多次现场测试，*终选择GPＲS信号传输方案实现停车场能耗数据上传。7#单独配备通讯管理机，将GPＲS数据直接上传云服务器。智能水表选用无线远传智能水表，支持ModbusＲTU标准协议。智能水表与通讯管理机中间加设采集集中器，集中器采用无线透明传输技术，扩展水表数据的传输距离。能耗管理统需要采集商场室内外温度和中央空调的启停数据，数据源来自楼宇BA系统。经工程师多次现场勘察，通过施耐德工程师确认，可利用现有UNC交换机网口，使用BA系统的配置工具，开启BACnet功能，选取室内外温度和启停信号数据并开放给能耗管理系统。通讯管理机通过网线连接到UNC交换机，并将采集到的数据转发给云能耗管理系统。

3云能耗管理系统功能

1. 能耗概览主要面向高层管理者，提供商场能耗总览，单位建筑面积能耗、碳排放、能耗排名、能源成本及构成等信息。显示分类分项能耗实时或周、月、年变化趋势。

计时功能分中央空调系统运行时间是利用BA系统的启停数据统计空调系统运行时间。照明计时功能是根据有功电能递增斜率判断回路照明的开关状态并统计照明灯具开启时间。如果智能电表仅测量单一回路，如以下室外灯箱照明回路，仅需判断递增斜率大于0即可;如果测量多个回路，需要首先了解每日回路开关组合规律及大致开关时间点，结合回路照明负荷或者历史有功电能变化曲线，确定各开关组合依次开启时功电能的递增斜率，确定合理阀值作为回路开启判断的依据。如果智能电表为单相表，可以直接通过电流的变化来判断照明回路的开关状态。室外灯箱有功电能变化曲线如图2所示。用能计时结果范例如图5所示。

解决方案

Acrel-EIOT能源物联网云平台

（1）概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

（2）应用场所

本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。

（3）平台结构

组网结构

Acrel-EIoT能源物联网云平台采用分层分布式结构，主要由感知层（终端采集设备）、网络层（通讯管理终端）和平台层（能源物联网云平台）三个部分组成。

● 感知层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能仪表、预付费电表、多回路仪表、物联网电表、物联网水表、电瓶车充电桩、汽车充电桩、路灯控制器等。

● 网络层：智能网关，采集感知层的数据，进行规约转换及存储之后将数据上传至能源物联网云平台。

● 平台层：包含应用服务器和数据服务器，可在PC端或移动端实现应用。

能源管理—电气安全

一、弹出告警，显示异常画面，警情研判

二、运维人员查看告警位置，赶往事发地点

三、现场事件处置，消除缺陷

四、审核结果，告警闭环

能源管理—电能质量

保障用电质量，降低线损，提高设备用电效率，降低设备故障率

电能质量监测，包括三项不平衡度、谐波、功率因数，以矢量图的形式展示三相不平衡度

三项不平衡或功率因数过低时产生报警，触发APP、手机短信、邮件、钉钉、语音等多种方式提醒

设备管理—智能照明

运行监测，实时监控照明区域灯光状态

远程集中控制，平台端执行灯光开关、亮度调节、场景切换、运行时间设置等操作

系统联动，通过干接点连接消防系统做联动

设备管理—预付费

远程抄表，远程售水电，多种计费模式

余额不足、欠费、充值到账等事件提醒

远程控制

恶性负载识别

自助购水电

财务分析

公摊电费和损耗电费收取

房租、物业费管理

设备管理—充电桩

充电桩的管理监控、功率远程控制、安全监控、隐患管理、能耗统计、用户充电

能耗分析

实现精细化能源计量，提供数据诊断，为节能改造提供数据

方案优势

（一）免调试方案

（二）系统增值服务

（三）设备调试平台

结束语

该项目将云概念导入能耗管理系统，结合上海市的能耗管理系统工程规范，根据现场调研结果，充分利用商场已有条件，设计系统实施方案，完成能耗管理平台的建设与运行。根据前期运行结果，创新性地研发出系统的空调设备和照明设备的计时功能，一方面完善了系统功能，另一方面便利了节能改造工程的效果评估。目前，商场云能耗管理系统已通过验收并正常运行。

作者简介：

盛莉莉，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司 手机:17821169733（微信同号);

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公司介绍

安科瑞电气股份有限公司（股票代码：300286）成立于2003年，集研发、生产、销售及服务于一体，是一家为企业提供能效系统和用电安全解决方案的高科技股份制企业。公司解决方案涵盖电力、环保、新能源、消防、数据中心、智能楼宇、智慧校园、智慧医院、智慧工厂、智慧交通、市政工程等多个领域。

公司总部位于上海嘉定，具备从云平台软件到终端元器件的一站式服务能力，形成了“云-边-端”的能源互联网生态体系，目前已有14000多套系统解决方案运行在全国各地，为用户高效和安全用能保驾护航，为企业节能降耗和实现能源数字化建设提供数据服务。公司在全国主要城市配置销售、技术支持团队，快速响应客户需求，为用户提供良好的服务体验。

设于无锡江阴市的生产基地--江苏安科瑞电器制造有限公司是安科瑞电气股份有限公司的全资子公司，也是江苏省高新技术企业、江苏省两化融合试点企业。公司采用自动化无铅生产工艺，拥有获得国家实验室认证认可（CNAS）的产品测试实验室，配合信息化管理系统，为公司产品产业化、规模化实施提供了保障。

截至2021年12月31日，公司拥有商标5项，已获得证书的专利304项，其中发明专利22项、实用新型专利132项、外观设计专利150项，拥有软件著作权251项。

AcrelEMS企业微电网能效管理平台为企业微电网提供覆盖“源、网、荷、储、充、运维”各环节的能效管理解决方案，覆盖企业配电系统各个环节，打造终端感知、边缘智能、共建共享、开放合作的电力物联网体系。通过一个平台对企业用电进行进行集中监控、统一调度、统一运维，为企业可靠、安全、节约、高效、有序用电提供平台支撑。

公司将秉着“创新、高效、团结、诚信”的理念，坚持稳健经营、持续创新，为用户安全、可靠、高效用能提供解决方案，为实现“碳达峰、碳中和”提供数据支持。