1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)可利用有線或無線網(wǎng)絡技術，對建筑物的的水、電、暖等能源消耗情況進行分量式監(jiān)測。它是一種更主動的樓宇能耗采集手段，也是設備能耗采集方式的有益補充。系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)可為節(jié)能改造方案在管理角度提供更直接的參考價值，使能耗監(jiān)管工作變得更加快速、有效。同時，系統(tǒng)可有效控制樓宇內(nèi)能源的浪費，達到優(yōu)化能源供應、提高能源管理水平、節(jié)約能源成本的目的。

　　該能耗監(jiān)測系統(tǒng)是依據(jù)國家標準將能耗進行分類和分項的監(jiān)測和顯示，它保留了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)的功能，在此基礎之上，更加規(guī)范化，不僅可對各項電力參數(shù)進行測量和監(jiān)控，而且可對水耗，電耗，氣耗等進行集中測量和顯示，而且根據(jù)國家規(guī)定對電能進行分項計量。

　　系統(tǒng)主要是對現(xiàn)場的用水、用電、用氣等設備加裝計量裝置，對能耗量進行實時測量，包括有電力儀表、燃氣表、水表、冷熱表等等，經(jīng)數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站再將實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的處理，通過互聯(lián)網(wǎng)將其上傳到數(shù)據(jù)中心，包括省/市級數(shù)據(jù)中心、也可上傳到數(shù)據(jù)中心，對數(shù)據(jù)進行存儲、展示，并將超出國家標準用量的能耗數(shù)據(jù)所對應的能耗種類采取相應措施實行節(jié)能降耗處理。

　　現(xiàn)場的各類儀表測得的能耗數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集裝置傳給數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，數(shù)據(jù)采集裝置處在網(wǎng)絡通訊層中，主要包括有通訊管理機、串口通訊服務器、光電轉(zhuǎn)換器、GPRS調(diào)制解調(diào)器等?，F(xiàn)場的分項計量儀表通過現(xiàn)場總線（屏蔽雙絞線）連接到數(shù)據(jù)采集裝置。

　　數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站負責將現(xiàn)場傳過來的數(shù)據(jù)進行存儲、計算、顯示以及將能耗數(shù)據(jù)上傳到上等，一般包括的設備有工業(yè)應用計算機，打印設備，UPS電源，人機交互界面（HMI）。能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件安裝在計算機中，可對現(xiàn)場的能耗數(shù)據(jù)變化情況進行實時的監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集裝置可通過以太網(wǎng)或是GPRS等組網(wǎng)方式將各項能耗數(shù)據(jù)上傳到中轉(zhuǎn)站。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站將建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)的自動計量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù)經(jīng)過適當?shù)奶幚恚蓪⑵渫ㄟ^RS485接口，并采用TCP/IP通信協(xié)議自動并實時上傳給數(shù)據(jù)中心，以保證數(shù)據(jù)得到有效的管理和支持高效率的查詢服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)組織、存儲及交換的一致性。

　　數(shù)據(jù)中心也就是數(shù)據(jù)庫，接收并存儲其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，并對其進行處理、分析、展示和發(fā)布。數(shù)據(jù)中心應具備設置數(shù)據(jù)更新的時間間隔，訪問歷史數(shù)據(jù)，報警，打印報表，實時與歷史曲線，圖表的繪制，并預留相應擴展功能，例如，同類公共建筑能耗比較功能，分項比較功能，基本信息查詢功能，表計能耗數(shù)據(jù)計算，建筑能耗數(shù)據(jù)匯總、采集數(shù)據(jù)展示、用戶權(quán)限管理等。

2 主要功能介紹

　　Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件的主要功能包括有：

2.1 能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測

　　監(jiān)控主機與系統(tǒng)通訊連接后，可對相關數(shù)據(jù)自動監(jiān)測、記錄現(xiàn)場設備上的電壓、電流、電能、諧波含量、耗水量、耗氣量、耗熱量、耗冷量等。并將能耗數(shù)據(jù)折合成標準的用煤量顯示，為了將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心便于統(tǒng)一查詢和管理，將數(shù)據(jù)進行編碼。

2.2 圖表顯示功能

　　可將能耗數(shù)據(jù)進行棒圖，餅圖顯示，實時和歷史報表顯示、打印、導出操作。并將能耗數(shù)據(jù)進行比較，針對超出標準的能耗值進行處理，從而采取一系列節(jié)能措施?？蓪δ骋粫r期和某一區(qū)域的能耗數(shù)據(jù)進行查詢，分析。

2.3 報警功能顯示

　　如果檢測值超過設定范圍，即聲光告警，并能在屏幕上顯示出現(xiàn)問題的儀表名稱以及參數(shù)超出的范圍，若有多個數(shù)據(jù)報警，將按順序顯示超值列表。

2.4 曲線顯示

　　可對某一支路的能耗量變化趨勢進行實時的動態(tài)顯示，直觀的顯示出當前系統(tǒng)的運行情況。

3  標準數(shù)據(jù)編碼

　　本系統(tǒng)軟件為的監(jiān)測系統(tǒng)軟件，即Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件，可應用于Windows 2000/XP等操作系統(tǒng)平臺上，本軟件主要監(jiān)測的能耗數(shù)據(jù)包括有耗電量、耗氣量（天然氣量或者煤氣量）、耗水量、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量、其他能源應用量（如集中熱水供應量、煤、油、可再生能源等）。

　　對于現(xiàn)場采集的能耗數(shù)據(jù)，終可以上傳到市級、省級以及更高層的數(shù)據(jù)中心進行能耗數(shù)據(jù)的存儲和展示，為了便于統(tǒng)一管理和查詢，根據(jù)國家相關文件的規(guī)定，本系統(tǒng)對能耗數(shù)據(jù)進行編碼，編碼規(guī)則遵循國家統(tǒng)一標準。以下是采用Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)對北京第二外國語學院圖書館空調(diào)用電的數(shù)據(jù)編碼實例。

　　例：北京第二外國語學院圖書館空調(diào)用電

　　110100   D  101  01 B 2 0

　　110100: 行政區(qū)劃代碼編碼，110100 北京市 市轄區(qū)

　　D:         建筑類別編碼，D文化教育建筑

　　101:   建筑識別碼，由建筑所在地的縣市建設行政主管部門統(tǒng)一規(guī)定，101圖書館北二外圖書館

　　01:    分類能耗編碼，01電

　　B:     分項能耗編碼，A照明插座用電，B空調(diào)用電， C動力用電，D特殊用電

　　2:      子項，2空調(diào)末端

　　0:      二級子項，0表示沒有該項

　　由此編碼，我們可以看出該組數(shù)據(jù)的相關屬性。

4  能耗分類、分項監(jiān)測顯示

　　根據(jù)國家標準，Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)對各類、各項能耗數(shù)據(jù)折合成了標準用煤量，還包括有分項用電量、單位建筑面積用電量、單位空調(diào)面積用電量等。

　　監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示一般包括以下幾個方面：

　?。?）建筑的基本信息，能耗監(jiān)測情況，能耗分類分項情況；

　　（2）各監(jiān)測支路的逐時原始讀數(shù)列表；

　?。?）各監(jiān)測支路的逐時、逐日、逐月、逐年能耗值（列表和圖）；

　　（4）各類相關能耗指標圖、表；

　　（5）單個建筑相關能耗指標與同類參考建筑的比較。

　　該系統(tǒng)軟件具有用戶管理、前臺監(jiān)測、能耗棒圖顯示、報表顯示，報警記錄及數(shù)據(jù)備份等功能。

5  軟件界面

　　某公司廠房的配電示意圖：

    水泵房配電圖：

　　宿舍一樓的布局圖及用電情況，包括電流、電壓、峰電能、總電能。

　　能耗數(shù)據(jù)的分析，可自行選擇查詢時間，進行查詢、導出等。

　　主進線回路報表顯示：

　　遠程抄表：

　　分項耗電量餅圖顯示：

　　各類能耗棒圖顯示：

　　報警記錄顯示：

　　Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在大型公共建筑等領域得到了廣泛的應用，隨著其功能的不斷完善，將成為當前能耗監(jiān)測領域的主流系統(tǒng)軟件。

6  Zigbee無線通訊網(wǎng)絡技術

　　Zigbee無線標準具備強大的聯(lián)網(wǎng)功能，支持自組織無線網(wǎng)絡，包括星形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和簇狀結(jié)構(gòu)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。它組成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)由幾個Zigbee終端節(jié)點和中繼器將相應數(shù)據(jù)傳給一個Zigbee中心節(jié)點，中心節(jié)點將能耗數(shù)據(jù)再傳輸給監(jiān)控主機，監(jiān)控機的系統(tǒng)裝有Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，并處理數(shù)據(jù)，然后上傳給上級數(shù)據(jù)中心。

　　MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡具有強大的功能，網(wǎng)絡可以通過"多級跳"的方式來通信；該拓撲結(jié)構(gòu)還可以組成極為復雜的網(wǎng)絡；網(wǎng)絡還具備自組織、自愈功能。

　　基于Zigbee技術的電表遠程抄表系統(tǒng)：

　　基于zigbee技術的遠程抄表省去了現(xiàn)場布置通訊線的麻煩，在節(jié)約成本的同時又減少了工程量，為有效實現(xiàn)電能集中管理大大提供了方便；采用mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)充分保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/P>

　　下圖為采用Zigbee組網(wǎng)方式對耗水量、耗電量、耗氣量、供熱量及供冷量數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)倪^程。