建筑能耗实时采集技术在高校中的应用

　　高等学校节能监管系统指对校园建筑设施能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析及节能指标管理，是高等学校校园节能监管体系的核心内容。2009年，住房和城乡建设部会同教育部组织有关专家编制了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》及有关管理办法（以下简称《导则》），明确了能耗数据在能耗监测平台中传输的全过程和采集系统的框架体系。


　　能耗数据采集分为自动实时采集和人工采集，以自动实时采集技术为核心的能耗数据采集系统是节能监管系统建设的重要内容，某高校校园建筑节能监管体系是高等学校节约型校园监管体系试点建设项目，本文以某高校为例，介绍建筑能耗实时采集技术在节能监管系统中的应用。


　　一、建筑能耗实时采集系统概述


　　某高校按照相关导则及管理办法的要求，对建筑能耗计量和采集进行方案设计，其校园能耗实时采集系统基于485总线通讯技术，对建筑内的远传水表、电能表、蒸汽流量计、中央空调冷热量计等不同类型的能耗计量设备进行集中采集，并通过校园局域网传输至监管系统能耗采集中心。


　　其能耗采集系统建设流程大致可分为“建筑能耗计量与数据采集方案设计——能耗监测设备安装实施——能耗数据采集传输调试——能耗数据使用与维护”几个阶段。


　　二、能耗监测设备安装


　　1、远程计量监测表计安装


　　能耗监测计量设备为电、热等能源消费、水资源消费的计量装置，包括电能表、水表、燃气表、热（冷）量表等。某高校根据《导则》要求，按照能耗分类分项的原则，同时考虑学校实际管理需求，设计安装能耗监测计量设备。


　　截止2010年底，学校新装分类、分项、分户计量表计3500余组，其中包含电表、水表、蒸汽流量计、冷（热）量计等多种类型的计量监测表计，同时集成和利用了一些既有远程计量监测设备，各类表计均具备数据通讯接口并支持国家相关行业的通讯标准协议。


　　2、数据采集器（网关设备）安装


　　某高校数据采集器（网关设备）采用浙江中控生产的WNC系列建筑能耗数据采集器，该数据采集器符合《导则》关于数据采集设备的功能性能要求，并可并发采集水、电、气、蒸汽、冷热量计等各种能量表计。截止2010年底，学校共安装了能耗数据采集器80余台。


　　三、能耗数据采集与传输


　　某高校节能监管系统的能耗数据采集传输分为两个方面：一是数据采集，实现多种能耗监测计量表计到数据采集器（网关设备）之间的网络链路和数据传输；二是数据传输，通过数据采集设备（网关设备）和校园网络通道向建筑节能监管平台数据服务器发送采集数据。


　　1、能耗数据采集技术


　　计量表计通讯协议符合P645规约、ModBUS协议等国家相关行业的通讯标准协议，根据计量表计的接口特点，采用以RS-485总线技术为主，对部分布线距离较长施工难度大的计量表计辅助采用短距离无线传输技术，根据现场实际情况两种传输方式可以组合使用。


　　2、能耗数据传输技术。


　　某高校的校园网络硬件资源丰富，遍布各校区的校园网络几乎覆盖到每一栋校园建筑，利用校园以太网传输能耗数据，可以降低能耗数据传输成本，提高数据传输稳定性，因此数据传输以校园以太网为主。部分监测表计受环境限制，选用无线网络（GPRS/CDMA）将采集数据上传到监管平台数据采集器。


　　四、数据质量与安全保障策略


　　某高校监管系统采用水、电、汽多能耗一体化采集技术，为保障能耗数据在采集、传输过程中的安全性和可靠性，主要采取了以下几项策略。


　　1、能耗采集器在连接至客户端时，需经过身份验证过程才可进行采集器注册，网络传输数据包经过高强度加密，可保证传输过程中数据不会被第三方所窃取。


　　2、数据中心客户端以及监管平台都具有报警功能，可对采集器状态、采集点数据质量码进行报警。维护人员可针对报警类型进行有效的分段判断，从而快速定位故障环节，并可进行远程故障排查功能。


　　3、采集器内置大容量CF卡及存储数据库，采集器与数据中心连接断开后，可保存至少1个月内的所有采集数据，从而实现数据中心端的数据完整性。当采集器与数据中心重新连接时，将主动对断线期间的数据进行历史恢复，同时支持对指定时间段历史数据人工恢复功能。


　　五、结束语


　　维护比建设更重要，能耗采集系统在监测设备、采集传输和数据处理等过程中均可能数据异常现象，除上述策略外，系统维护人员还应定期抄取各表计现场读数，与数据中心数据进行核对；加强数据分析，定期对表计进行检定和维护。确保能耗数据采集的准确、安全、可靠，也是校园能耗监管系统运行安全可靠的重要保障。