智能樓宇能效綜合監控管理系統的製作方法
2023-05-07 20:39:21 3
專利名稱：智能樓宇能效綜合監控管理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力技術領域，具體涉及ー種智能樓宇能效綜合監控管理系統。
背景技術：
智能樓宇是使建築物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調工作，實現建築物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安全保衛自動化系統(SAS)和消防自動化系統(FAS)，使建築物具有安全、便利、高效、節能的特點。智能樓宇是一個邊沿性交叉性的學科，涉及計算機技木、自動控制、通訊技術、建築技術等，並且有越來越多的新技術在智能樓宇中應用。智能樓宇是智能電網用電環節的重要組成部分，是實現電網與用戶 之間實時交互響應，增強電網綜合服務能力，滿足互動營銷需求，提升服務水平的重要手段。智能樓宇建設對智能用電技術的發展和完善具有重要的促進作用，對加強智能樓宇能效管理、提高公司客戶服務能力、讓社會直觀體驗智能電網的建設成果，具有重要的意義。專利號為CN201674427U的中國專利《太陽能供電的智能樓宇控制系統》中公開了採用太陽能供電裝置對智能樓宇控制系統供電，同時太陽能供電裝置也可以是普通供電裝置的補充，從而能夠有效的節約電能。但是現有技術中並未出現過根據樓宇負荷用電情況自動調整可再生能源輸出功率的相關報導。
發明內容本實用新型針對上述現有技術的不足，提供了一種能夠根據樓宇負荷用電情況自動調整可再生能源輸出功率的智能樓宇能效綜合監控管理系統。本實用新型是通過如下技術方案實現的ー種智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在幹，該系統包括光伏發電子系統，用於將太陽能轉換為電能，併網輸出至樓宇的配電系統；用電信息採集子系統，用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息，並將所述用電信息發送至管理子系統；管理子系統，接收用電信息，井根據所述用電信息，進行樓宇負荷用電情況分析，將分析結果發送至控制子系統；控制子系統，根據所述分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率；所述用電信息採集子系統與管理子系統的輸入端相連，管理子系統的輸出端與控制子系統的輸入端相連；控制子系統的輸出端與光伏發電子系統相連。進ー步的，所述光伏發電子系統包括依次相連的太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器，以及蓄電池組、監控模塊和第一通信模塊；所述併網逆變器與樓宇的配電系統相連；所述直流匯流箱和併網逆變器分別通過一充放電裝置與所述蓄電池組相連；所述監控模塊用於實時測量、顯示和存儲太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器的光伏運行數據；所述第一通信模塊設置於監控模塊與管理子系統之間，用於將所述光伏運行數據發送至管理子系統；所述管理子系統接收第一通信模塊發送的光伏運行數據，並存儲和顯示所述光伏運行數據。進ー步的，所述用電信息採集子系統包括 採集模塊和第二通信模塊；所述採集模塊用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息；所述第二通信模塊設置於採集模塊與管理子系統之間，用於將採集模塊採集的用電信息發送至管理子系統；所述管理子系統接收第二通信模塊發送的用電信息，並存儲和顯示所述用電信
O進ー步的，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一配電自動化子系統，所述配電自動化子系統包括配電自動化終端和第三通訊模塊；所述配電自動化終端用於採集、存儲和處理配電數據；所述第三通訊模塊設置於配電自動化終端與管理子系統之間，用於將配電自動化終端採集的配電數據發送至管理子系統；所述管理子系統接收所述配電數據，並存儲和顯示所述配電數據。進ー步的，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括ー樓宇自動化子系統，所述樓宇自動化子系統包括新風系統監控模塊、照明系統監控模塊、安防系統監視模塊、環境監測模塊、門禁與停車場管理模塊、空調系統監控模塊和智能會議室系統模塊。進ー步的，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一電動汽車充電樁子系統，所述電動汽車充電樁子系統包括至少ー個充電樁，所述充電樁通過RS485接ロ、CAN總線或乙太網與管理子系統相連。進ー步的，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括ー對外交互子系統，所述對外交互子系統包括一中間實時資料庫，所述管理子系統定時向所述中間數據轉發數據，外部資料庫從中間資料庫讀取需要查詢的數據信息，以WEB網頁的形式展示。進ー步的，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一展項子系統，所述展項子系統用於將系統功能展示在人機界面上，接收用戶輸入，並通過調用管理子系統中存儲的數據對用戶輸入作出反饋。進ー步的，所述第一通訊模塊、第二通訊模塊和第三通訊模塊均通過MODBUS TCP協議與管理子系統進行信息交互。本實用新型所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統通過用電信息採集子系統實時採集用電信息，管理子系統根據用電信息，進行樓宇負荷用電情況分析，控制子系統根據分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率，從而實現了根據樓宇負荷用電情況自動調整可再生能源輸出功率的目的。本實用新型通過建築光伏一體化的實施，將光伏新能源無縫接入，並緊密結合大樓實際用電情況，靈活響應樓宇對新能源的需求，實現了建築智能、節能和綠色環保的目標。本實用新型根據樓宇的實際配網架構，合理建設用電信息採集子系統，便於掌握電網末端能源使用效率和規律，為制定用電策略和綜合用電評估報告提供了基礎，同時管理子系統能夠提供數據的處理分析功能，實現了對樓宇日常運行環境及能效數據的整合、存儲、分析和控制，提高了智能樓宇內各能耗系統的運行效率，降低了對能源的消耗。
圖I為智能樓宇能效綜合監控管理系統的組成框圖；圖2為光伏發電子系統的組成框圖；圖3為用電信息採集子系統的組成框圖；圖4為配電自動化子系統的組成框圖；圖5為樓宇自動化子系統的組成框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進ー步詳細的說明。如圖I所示，本實用新型提供了ー種智能樓宇能效綜合監控管理系統，包括光伏發電子系統、用電信息採集子系統、管理子系統和控制子系統，其中光伏發電子系統用於將太陽能轉換為電能，併網輸出至樓宇的配電系統；用電信息採集子系統用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息，並將所述用電信息發送至管理子系統；管理子系統接收用電信息，井根據所述用電信息，進行樓宇負荷用電情況分析，將分析結果發送至控制子系統；控制子系統根據所述分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率；所述用電信息採集子系統與管理子系統的輸入端相連，管理子系統的輸出端與控制子系統的輸入端相連；控制子系統的輸出端與光伏發電子系統相連。如圖2所示，所述光伏發電子系統包括依次相連的太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器，以及蓄電池組、監控模塊和第一通信模塊；所述併網逆變器與樓宇的配電系統相連；所述直流匯流箱和併網逆變器分別通過一充放電裝置與所述蓄電池組相連；所述監控模塊用於實時測量、顯示和存儲太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器的光伏運行數據；所述第一通信模塊設置於監控模塊與管理子系統之間，用於將所述光伏運行數據發送至管理子系統；所述管理子系統接收第一通信模塊發送的光伏運行數據，並存儲和顯示所述光伏運行數據。太陽能光伏電池組件採用串並聯方式，經過直流匯流箱匯流後接入併網逆變器，併網逆變器輸出端通過ー交流控制櫃併網至配電系統，即樓宇配電間的400V低壓I段母線。監控裝置測量、顯示和存儲太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器的光伏運行數據。其中光伏運行數據包括直流匯流箱(光伏組串)和併網逆變器的電壓和電流、直流匯流箱直流側的電壓和電流、併網逆變器交流輸出電壓和電流、功率、功率因數和頻率等，以及各設備的故障報警信息和環境參數(如輻照度、環境溫度等)等。監控模塊還可根據各個設備採集到的實時數據自動分析，如出現越限或故障，將分等級進行報警，嚴重時自動斷開高低壓開關拒，對電網及設備進行保護，方便用戶及時發現和檢修故障，實現真正的無人值守。如圖3所示，所述用電信息採集子系統包括採集模塊和第二通信模塊；所述採集模塊用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息；所述第二通信模塊設置於採集模塊與管理子系統之間，用於將採集模塊採集的用電信息發送至管理子系統；所述管理子系統接收第二通信模塊發送的用電信息，並存儲和顯示所述用電信息。具體的講，採集模塊採集的用電信息包括三相電壓，電流，功率、頻率、功率因數、有功電量、無功電量和電能質量等，其包括樓層用電信息採集單元和低壓配電信息採集單元，樓層用電信息採集單元用於採集用電設備的用電信息，即通過多個微型智能電錶採集智能樓宇各樓層的空調、照明、風機和動カ設備等用電設備的用電數據，比如可以採用ME系列微型智能電錶。低壓配電信息採集單元用於採集低壓配電系統的用電信息，即通過電能質量測試儀和/或電能質量監測裝置採集樓宇內各負荷迴路的用電信息，比如可以採用I0NE-7650或I0NE-7550電能質量監測裝置 來監測負荷迴路的功率、電壓、電流、電能質量、電量和電量需量等信息。所述採集模塊與第二通信模塊之間採用標準MODBUS協議通信。相應的，電能質量測試儀和/或電能質量監測裝置均通過標準MODBUS協議與第二通信模塊通信；各微型智能電錶通過RS-485標準串行接ロ發送脈衝的方式，將用電數據傳輸至可編程邏輯控制器，所述編程邏輯控制器將用電數據處理後，採用標準MODBUS協議與第二通信模塊通信。當然還可以採用其他通信協議進行通信，本實用新型不局限於僅採用MODBUS協議通信。所述通訊模塊與後臺監控模塊之間採用MODBUS TCP協議通信。如圖4所示，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一配電自動化子系統，所述配電自動化子系統包括配電自動化終端和第三通訊模塊；所述配電自動化終端用於採集、存儲和處理配電數據；所述第三通訊模塊設置於配電自動化終端與管理子系統之間，用於將配電自動化終端採集的配電數據發送至管理子系統；所述管理子系統接收所述配電數據，並存儲和顯示所述配電數據。配電自動化子系統對大樓內的中低壓配電系統，變壓器等實施自動監測(中壓可控)，實現了大樓電カ系統的自動化，提高了配電系統運行的可靠性，同時還可提供樓宇總能源供給的準確依據，使管理科學化。該子系統採用可簡單連接的雙絞線或光纖作為總線，把多個測量控制儀表連成網絡系統，並按公開、規範的通信協議，將位於現場的多個微機化測量控制設備、現場儀表與遠程管理子系統之間進行連接，實現數位化、雙向多變量數字通ィ目。如圖5所示，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一樓宇自動化子系統，所述樓宇自動化子系統包括新風系統監控模塊、照明系統監控模塊、安防系統監視模塊、環境監測模塊、門禁與停車場管理模塊、空調系統監控模塊和智能會議室系統模塊。樓宇自動化子系統採用計算機集散控制技術，在設備層採用可編程邏輯控制器(PLC)，對建築物的機電設備實現分散控制。所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括ー電動汽車充電樁子系統，所述電動汽車充電樁子系統包括至少ー個充電樁，所述充電樁通過RS485接ロ、CAN總線或乙太網與管理子系統相連。充電樁的電源接自配變變壓器低壓側，採用集中供電。充電樁安裝時，從配電箱進線端依次安裝總饋出開關、充電樁饋出開關。在管理子系統內可瀏覽充電樁的有關用電信息，同時可實現對充電樁用電數據分析等功能。所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括ー對外交互子系統，所述對外交互子系統包括一中間實時資料庫，所述管理子系統定時向所述中間數據轉發數據，外部資料庫從中間資料庫讀取需要查詢的數據信息，以WEB網頁的形式展示。[0050]所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一展項子系統，所述展項子系統用於將系統功能展示在人機界面上，接收用戶輸入，並通過調用管理子系統中存儲的數據對用戶輸入作出反饋。本實用新型中所述第一通訊模塊、第二通訊模塊和第三通訊模塊均可以通過MODBUS TCP協議與管理子系統進行信息交互。各通訊模塊可以通過一通訊網關實現，比如採用EGX100網關來實現，EGX100網關接收到以MODBUS協議傳輸的數據，並進行通信規約轉換，通過MODBUS TCP協議將轉換後的數據發送至管理子系統。當然本實用新型不局限幹採用MODBUS TCP協議，還可以採用其他通訊協議。本實用新型不僅局限於上述具體實施方式
，本領域一般技術人員根據本實用新型公開的內容，可以採用其它多種具體實施方式
實施本 實用新型，因此，凡是採用本實用新型的設計結構和思路，做一些簡單的變化或更改的設計，都落入本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，該系統包括 光伏發電子系統，用於將太陽能轉換為電能，併網輸出至樓宇的配電系統； 用電信息採集子系統，用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息，並將所述用電信息發送至管理子系統； 管理子系統，接收用電信息，並根據所述用電信息，進行樓宇負荷用電情況分析，將分析結果發送至控制子系統； 控制子系統，根據所述分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率； 所述用電信息採集子系統與管理子系統的輸入端相連，管理子系統的輸出端與控制子系統的輸入端相連；控制子系統的輸出端與光伏發電子系統相連。
2.根據權利要求I所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述光伏發電子系統包括依次相連的太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器，以及蓄電池組、監控模塊和第一通信模塊； 所述併網逆變器與樓宇的配電系統相連；所述直流匯流箱和併網逆變器分別通過一充放電裝置與所述蓄電池組相連； 所述監控模塊用於實時測量、顯示和存儲太陽能光伏電池組件、直流匯流箱和併網逆變器的光伏運行數據； 所述第一通信模塊設置於監控模塊與管理子系統之間，用於將所述光伏運行數據發送至管理子系統； 所述管理子系統接收第一通信模塊發送的光伏運行數據，並存儲和顯示所述光伏運行數據。
3.根據權利要求I所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述用電信息採集子系統包括採集模塊和第二通信模塊； 所述採集模塊用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息； 所述第二通信模塊設置於採集模塊與管理子系統之間，用於將採集模塊採集的用電信息發送至管理子系統； 所述管理子系統接收第二通信模塊發送的用電信息，並存儲和顯示所述用電信息。
4.根據權利要求1-3任一所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一配電自動化子系統，所述配電自動化子系統包括配電自動化終端和第三通訊模塊； 所述配電自動化終端用於採集、存儲和處理配電數據； 所述第三通訊模塊設置於配電自動化終端與管理子系統之間，用於將配電自動化終端採集的配電數據發送至管理子系統； 所述管理子系統接收所述配電數據，並存儲和顯示所述配電數據。
5.根據權利要求4所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一樓宇自動化子系統，所述樓宇自動化子系統包括新風系統監控模塊、照明系統監控模塊、安防系統監視模塊、環境監測模塊、門禁與停車場管理模塊、空調系統監控模塊和智能會議室系統模塊。
6.根據權利要求5所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一電動汽車充電樁子系統，所述電動汽車充電樁子系統包括至少一個充電樁，所述充電樁通過RS485接口、CAN總線或乙太網與管理子系統相連。
7.根據權利要求6所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一對外交互子系統，所述對外交互子系統包括一中間實時資料庫，所述管理子系統定時向所述中間數據轉發數據，外部資料庫從中間資料庫讀取需要查詢的數據信息，以WEB網頁的形式展示。
8.根據權利要求7所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述智能樓宇能效綜合監控管理系統還包括一展項子系統，所述展項子系統用於將系統功能展示在人機界面上，接收用戶輸入，並通過調用管理子系統中存儲的數據對用戶輸入作出反饋。
9.根據權利要求8所述的智能樓宇能效綜合監控管理系統，其特徵在於，所述第一通訊模塊、第二通訊模塊和第三通訊模塊均通過MODBUS TCP協議與管理子系統進行信息交互。
專利摘要本實用新型提供了一種智能樓宇能效綜合監控管理系統，包括光伏發電子系統，用於將太陽能轉換為電能，併網輸出至樓宇的配電系統；用電信息採集子系統，用於實時採集樓宇內用電設備和低壓配電系統的用電信息，並將用電信息發送至管理子系統；管理子系統接收用電信息，並根據用電信息，進行樓宇負荷電情況分析，將分析結果發送至控制子系統；控制子系統，根據分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率。本實用新型通過用電信息採集子系統實時採集用電信息，管理子系統根據用電信息，進行樓宇負荷用電情況分析，控制子系統根據分析結果調整光伏發電子系統的輸出功率，從而實現了根據樓宇負荷用電情況自動調整可再生能源輸出功率的目的。
文檔編號H02J13/00GK202443306SQ201220012688
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者冒慎, 張仁敏, 斯捷, 林朝華, 潘如海, 章堅, 蔡怡挺, 鄭福賢, 陳衛, 陳榮柱, 馬明 申請人:溫州電力局