基于智慧能源的能耗监测管理系统创新应用

基于智慧能源的能耗监测管理系统创新应用

孙健

中节能太阳能科技（镇江）有限公司 邮编： 212000

摘要：国家节能减排的持续推进，信息化的深入应用，引发国家、城市、行业发展方式的深入变革。能源是国家发展、民生改善的先决条件，实现绿色生产能源、科学使用能源，是提升社会管理与服务水平、加快发展方式转变的必由之路，是维护国家长远利益的必然要求。近年来，运营商一直秉承国家节能减排规划，贯彻落实上级的节能减排工作部署。

关键词：能耗监测；能耗管理；能效评估；节能决策

引言

随着能源需求的不断提高，无论是从能源需求多样化的角度，还是从需求变化幅度的角度，对其进行准确监测都是十分必要的。现阶段，数据监测方面面临的主要挑战就是数据规模庞大带来的数据获取不完整的问题，由此导致后续相关分析工作的结果存在一定的偏差。为此，提高数据监测系统的数据获取能力是极为必要的。互联网作为信息时代的重要产物，其不仅可以实现对数据的实时获取，同时也是信息传递的重要载体。

1数据中心节能及数据中心能源监测系统的重要性

随着数据中心的规模、数量日益庞大，能源消耗量巨大。地球上的不可再生能源是有限的，现在的可再生能源技术也远远没有达到供需平衡，我国作为目前世界第一的能源消费大国，节能降耗势在必行。随着各类绿色数据中心的标准出台，节能已经成为衡量一个数据中心成功与否的关键。我国最新发布的《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》明确指出，将年综合能耗超过1万tce的数据中心全部纳入重点用能单位能耗在线监测系统。而2020年由上海市发布的《数据中心能源消耗限额》中也规定了数据中心电能利用效率限额的技术要求，明确了统计范围、计量要求算法以及节能管理措施。由此，需要有一个能源监测系统进行数据支撑。通过使用数据中心能源监测系统，可以将数据中心的日常能源消耗以更直观的数据展现在管理者面前。辅助管理者进行节能项目决策以及对节能项目投入使用后的节能效果进行跟踪评估。综上所述，建设一个覆盖面全的能源监测系统将在其中起到至关重要的作用。

2能耗监测管理系统架构

能耗监测管理系统网络架构通过引入并开发基于智慧能源的能耗监测管理系统，来解决通信机房是否需要开展节能改造、采用什么节能技术、机房进行节能改造后的节能效果如何等一系列节能相关问题。从全省角度出发，了解省、市、局站的总耗能情况，集思广益，抓大放小，将能耗较大、数量较少的重点机房（如IDC、核心通信机房等）的能耗数据全部纳入能耗监测管理系统；对于数量较多的移动基站和接入局所等，根据能耗分析与后评估等的需要进行抽样采集。同时，打通了与动环综合网管系统的接口，从动环综合网管系统中获取基站、接入局所的能耗数据，并将各市分公司的能耗平台数据进行汇总，送到省级能耗管理平台，至此能耗监测管理系统的基础框架已搭建完成。

3多数据中心能源监测带来的新挑战

相对于传统单一数据中心的能源监测，多数据中心的能源监测从数据的体量、维度有很大的提升。随着大数据成为国家的基础战略资源，数据的安全性也变得更为重要。由于这些原因，使用传统的单一数据中心的应用架构就有些捉襟见肘了。如何构建一个安全、稳定、可靠、高复用、高可扩展的新型应用架构给我们带来了一定的挑战。为此我们需要对数据采集、数据传输安全、数据处理、数据应用以及数据标准化进行深入的研究。

4智慧能源的能耗监测管理

4.1能源管理系统设计模式

能源管控中心系统(EMS)主要针对企业使用的水、电、蒸汽、压缩空气、燃气、可再生能源等能源介质进行集中监管。为实现以上功能，需要进行的系统设计内容主要包括电气仪表的设计、传输网络的设计、监管平台应用的设计。在工业领域，EMS实质就是数据采集与监视控制系统(SCADA)的集成，其构成主要包括监控中心计算机主站、通信通道和现场各种远程终端单元，其能够实现对工厂各单元的设备等进行远程监测、控制及保护，并能与工厂管理信息系统(ManagementInformationSystem，简称MIS)连接，以提高工厂管理的自动化水平。

4.2数据库设计

对于能源数据监测系统数据库的设计，从功能需求角度出发，分别建立了实时数据库、历史数据库和公式数据库。其中，实时数据库保存以模拟量、数字量存在的能源数据信息，包括脉冲累计等相关计算值。历史数据库负责保存所有实时数据库中过期的数据，应设置合适的过期标准，便于对过期数据及时处理。以所在园区的数据产出规模为基础进行设计，当达到设置值时，则自动转入历史数据库，并在历史数据库中进行查询、添加、删除和修改等操作。公式数据库主要是对实时能源数据进行计算、统计分析其变化趋势等相关信息。

4.3能效评估功能模块

项目预评估阶段，通过能耗监测管理系统对实际能耗数据进行监测采集，提供待评估局站/设备的历史能耗数据和未来的预算数据，客观分析节能措施的投资回报率并作为今后的考核结算依据。同时，为节能技术提供商提供全面了解和分析企业能耗问题、合理设计有效解决方案的数据和管理基础。项目实施阶段，通过分析正在实施的节能改造项目每周期的实际能耗数据，确认每个周期的节能量是否达到节能措施改造的预期，用于分析、优化和及时解决问题。项目后评估阶段，通过科学的节能量计算方法获取真正的节能量数据，并与未使用节能设备/技术前的能耗数据做比对，分析得出真实的节电量及节电率。

4.4数据处理

传统的数据，使用垂直方式，在数据量巨大的情况下，如果无法快速消化就会造成数据堵塞。而垂直架构又无法通过增加服务器的个数进行程序的横向扩展，仅通过不断叠加单台服务器的性能来满足要求，其硬件成本极其昂贵。此时，需要使用分布式处理的模式进行处理。在新的架构中，我们可以将计算单元进行分解，将数据个体进行拆分，使用多台相对性能普通的服务器进行平行的数据处理，从而使数据的处理达到高复用、高可扩展。

4.5数据传输网络设计

在工业领域，能源管控中心系统(EMS)需完成最初的终端设备(传感器)数据采集，以及通过网络控制器和设备控制箱等实现串口协议信号向TCP/IP协议数据的转换，数据通过网络传输至控制器、服务器的数据库进行处理、统计、分析等。在智能工厂模式下，能源管理系统的传输网络作为工厂网络系统的一部分，是与工厂网络系统同时设计的，工厂网络系统将各种服务器、自动生产控制设备、办公计算机、智能终端设备联系在一起，形成一套完整的应用系统网络支撑构架。数据传输网络系统作为智能工厂信息化的基础承载体。

结束语

由于能源数据监测的准确性直接关系到后续相关工作开展的有效性和准确性，因此本文提出基于互联网的园区能源数据监测系统设计，以期为数据监测工作提供有价值的参考。基于互联网技术对系统硬件和软件进行设计，首先从理论方面证明了设计的可行性，其次以某园区的实际能源使用情况为监测目标进行实验，充分证明了本文设计系统的实用性。虽然本文取得了一定研究结果，但是仍存在一定的不足之处，未来将对能源监测相关问题进行补充研究。

参考文献

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