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淺談無線傳感網(wǎng)絡(luò)能耗監(jiān)測系統(tǒng)在高校老校區(qū)電力改造的研究
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗監(jiān)測系統(tǒng)將無線傳感器節(jié)點添加到高校老校區(qū)現(xiàn)有教學(xué)建筑、實訓(xùn)建筑、圖書館和學(xué)生宿舍大樓的水、電力、供熱等設(shè)備及分支系統(tǒng)上，測量所有設(shè)備和分支系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)皆破脚_服務(wù)器，在服務(wù)器上建立實時能耗數(shù)據(jù)庫.服務(wù)器管理軟件對統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析比較，發(fā)現(xiàn)高校能耗設(shè)備能源消耗的主要原因。在此基礎(chǔ)上制定針對性的節(jié)能方案和控制措施，來達到高校老校區(qū)節(jié)能增效的目的。本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)采集和傳輸，布線少，*大限度減少了對現(xiàn)有建筑的改造成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，控制迅速準確。
關(guān)鍵詞：傳感器；數(shù)據(jù)分析；節(jié)能
0 引言
中國大多數(shù)高校老校區(qū)都是人工干預(yù)電力、水和天然氣的消耗管理。人工抄表在原有狀態(tài)下存在著綜合數(shù)據(jù)不準確、實時采集性能差、工作量大、管理困難等問題。如果沒有其他途徑可以直接有效地獲取實際能耗相關(guān)信息，就不可能進一步提出明確的*優(yōu)節(jié)能高效解決方案，并有效降低高校老校區(qū)能耗。
現(xiàn)有高校能耗監(jiān)測系統(tǒng)一般采用有線網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測。如果老校園改造了，需要設(shè)備種類多，布線復(fù)雜，對現(xiàn)有建筑破壞嚴重。在國外，能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)也發(fā)展到非常完善的水平，已形成一定的特定標準。但是，市場價格并不便宜，缺乏與中國大多數(shù)高校老校區(qū)相適應(yīng)的測控設(shè)備應(yīng)用軟件。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用總線結(jié)構(gòu)，設(shè)備可共享，品種少，無需布線，現(xiàn)有建筑物未損壞，網(wǎng)絡(luò)靈活。因此，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大學(xué)能源消耗監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的，在高校老校區(qū)節(jié)能工作中具有一定的實用價值。
1 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)
1.1 總體設(shè)計
系統(tǒng)采用4G無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將傳感器連接到網(wǎng)關(guān)、主機、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、移動終端等設(shè)備。改造了高校老校區(qū)中現(xiàn)有的校園能源調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)覆蓋了全校無線傳感器網(wǎng)絡(luò)范圍的能量自動監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由無線傳感器環(huán)境的測量節(jié)點、網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)（傳輸網(wǎng)絡(luò)）的服務(wù)器等組成，互聯(lián)網(wǎng)（傳輸網(wǎng)絡(luò)）的服務(wù)器是由互聯(lián)網(wǎng)終端用戶提供（在計算機和移動應(yīng)用程序上）組成，如圖1所示。
1.2功能特點
無線傳感器節(jié)點主要由各種傳感器控制節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成，努力實現(xiàn)電力消耗、水資源利用、小環(huán)境等相關(guān)參數(shù)（如室內(nèi)溫度、光強等）的采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸。通過無線傳感器技術(shù)，數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)關(guān)實時傳輸信息到云平臺中，把這些數(shù)據(jù)按照地址儲存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫上，控制指令經(jīng)轉(zhuǎn)換完成后自動發(fā)送給云平臺，云平臺對發(fā)送存儲過來信息的數(shù)據(jù)進行分組后，再發(fā)送給相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以達到減少了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的采集數(shù)據(jù)分組傳輸流量。服務(wù)器用于接收和存儲網(wǎng)絡(luò)傳感器設(shè)備上收集的環(huán)境信息數(shù)據(jù)、生活環(huán)境中多種因素的閾值、環(huán)境中控制設(shè)備的開關(guān)量。這些信息可以由專用軟件來處理，供高校后勤供應(yīng)日常管理部門使用和管理。
本系統(tǒng)具備以下基本功能：
（1）基于無線傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)，以無線傳感網(wǎng)、云平臺等先進技術(shù)將高校老校區(qū)的能耗數(shù)據(jù)安全上傳至高校后勤管理平臺，顯著提高了高校老校區(qū)能源儲備數(shù)據(jù)的精確度和及時處理能力，使綜合能耗數(shù)據(jù)和各類處理信息得以共享。
（2）通過自動化管理減少能源消耗。根據(jù)部分學(xué)生宿舍、職工宿舍、實驗室和基礎(chǔ)教學(xué)樓能耗的突出特點，完成學(xué)校電力消耗數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計，以及生成水電統(tǒng)計分析報告。
（3）及時預(yù)警報警保證用能安全。根據(jù)學(xué)生宿舍、教師宿舍、實驗室和教學(xué)建筑的能量消耗特征，制定合理的策略，可以及時發(fā)出預(yù)警和報警，在特殊情況下自動切斷電力：根據(jù)各個地區(qū)的能量消耗特征以及不同季節(jié)的教學(xué)建筑，工作日和非工作日實際情況下做出正確的決策。根據(jù)不同地區(qū)的能量消耗特征，對不同季節(jié)、工作日和非工作日的教學(xué)樓進行了節(jié)能改造，詳細統(tǒng)計分析相關(guān)能耗數(shù)據(jù)，當能量消耗超過標準數(shù)值或無法正常使用時，及時報警，并將信息發(fā)送給相關(guān)人員。
對大型設(shè)備進行大規(guī)模地監(jiān)控和預(yù)警分析，如學(xué)校建筑、水泵和空調(diào)裝置等大型設(shè)備，確保關(guān)鍵監(jiān)控設(shè)備的正常運行
2 功能模塊設(shè)計
2.1傳感器節(jié)點
傳感器測試節(jié)點由無線通信設(shè)備、內(nèi)置核心處理器、各種傳感器、功率檢測模塊、功率模塊和無線射頻收發(fā)器模塊。傳感器包括照明、風(fēng)扇、空調(diào)、流量監(jiān)控、人員監(jiān)控等傳感器，每個傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都有數(shù)據(jù)采集模式和相關(guān)設(shè)備控制的基本功能。
基本功能如下：
（1）數(shù)據(jù)采集功能。自動采集高校老校區(qū)消耗電能、水能、環(huán)境參數(shù)（如溫度、光照度等）數(shù)據(jù)，在組合數(shù)據(jù)之后，通過串行端口發(fā)送到射頻無線收發(fā)器模塊，然后被網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到有關(guān)網(wǎng)關(guān)。
（2）控制相關(guān)設(shè)備的功能。當傳感器的某些節(jié)點檢測到的室內(nèi)溫度、相對濕度，當照明和其他環(huán)境條件達到閾值時，通過射頻收發(fā)器模塊將相應(yīng)的控制命令發(fā)送到本地環(huán)境相關(guān)參數(shù)控制設(shè)備，例如自動和智能地關(guān)閉或重新打開控制的設(shè)備，增加或減少電扇的速度調(diào)整室內(nèi)溫度等，為了實現(xiàn)各種設(shè)備的智能化和控制，引入無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。智能應(yīng)用電源開關(guān)通過無線局域網(wǎng)的各種信號在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上獲取控制命令，通過控制電路來控制照明電源插頭的接通和斷開。
2.1.1 照明傳感器的設(shè)計
（1）照明傳感器采用人射發(fā)光波長，一般為約520nm波長的光電耦合集成照明傳感器，內(nèi)置的雙敏感元件接收器具有高可見光響應(yīng)范圍，輸出照明電流能與照明器線性變化。當室外環(huán)境光線照明較強勁時，關(guān)閉所有照明供電設(shè)備內(nèi)的所有電源回路以幫助實現(xiàn)電源節(jié)能化管理。當外部光線照明為偏暗色時，照明控制電路可以自動連接。
（2）故障傳感器。照明及控制自動化設(shè)備上采用的各種故障傳感器通常主要由故障電壓傳感器、電流傳感器和控制照明自動化設(shè)備門端電路的與門、與非門電路等組成。當故障電壓傳感器和電流傳感器發(fā)送電流信號到與門柵極上時，與門之間就形成正常的電流，發(fā)送正常運行的信號。如果只有一個標準的電壓信號但還沒有產(chǎn)生標準的電流信號，則與門將發(fā)送故障信號。
2.1.2 空調(diào)內(nèi)置傳感器
（1）溫度傳感器
空調(diào)機組是我國一種比較常用的生活用電溫度控制設(shè)備，在節(jié)能管理方面充當主色。空調(diào)高效節(jié)能溫度傳感器系統(tǒng)由一個低溫閉式傳感器和一個帶有高溫閉式的溫度開關(guān)并聯(lián)所組成，當室內(nèi)環(huán)境溫度低于10°C時，微處理器會控制該低溫開關(guān)自動閉合；當室外環(huán)境溫度高于25C時，微處理器可以控制高溫開關(guān)自動閉合：但如果戶外環(huán)境溫度維持在10~25°C，微處理器控制2個開關(guān)斷開 。
（2）空調(diào)故障傳感器
空調(diào)故障傳感器一般由工作電壓測量傳感器，壓縮機壓力測量傳感器和非柵極電路組成。工作電壓測量傳感器檢測空調(diào)的工作狀態(tài)。壓縮機壓力測量傳感器用于確定空調(diào)是否處于正常操作狀態(tài)。如果是空調(diào)系統(tǒng)脫機非正常運行，壓縮機系統(tǒng)無法正常的運行或壓縮機空轉(zhuǎn)運行時，壓縮機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子兩端之間沒有形成壓力容差。因此，壓力傳感器系統(tǒng)需要同時檢測到高壓管之間和驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)動的2個低壓管頭之間發(fā)生的瞬間壓力級差。
差壓傳感器是用于實時測量壓縮機系統(tǒng)的高壓管和中低壓管這2個管道壓力分布之間的微小差異，并通過數(shù)據(jù)處理發(fā)出警報信號，使得工作人員可以及時收到報警信號。整個傳感器系統(tǒng)元件精確度高，數(shù)據(jù)采集準確，根本上解決了高校建立綠色節(jié)能數(shù)字化校園管理的共性技術(shù)問題，并同時解決了傳統(tǒng)高校能源計量管理中效率低的諸多關(guān)鍵瓶頸問題。工作原理則是由于測量儀表的輸人壓力差直接疊加在壓力傳感器內(nèi)的隔膜片上，導(dǎo)致傳感器隔膜內(nèi)部產(chǎn)生一種與輸出壓力差大小成反比例值的微觀位移，從而間接使壓力傳感器中的電容值改變。電子電路元件用于準確檢測出該數(shù)值變化，并快速轉(zhuǎn)換信號直接輸出到與測量壓力變化相對應(yīng) 數(shù)值的標準電壓的測量控制信號。
為了能防止故障誤回報，故障傳感器通常需要事先用數(shù)字萬用表來測量芯片處于工作狀態(tài)端處的相對電位，確認其是否已存在低工作電壓。故障傳感器的基本工作原理是，如果需要讓空調(diào)系統(tǒng)改變室內(nèi)環(huán)境溫度，則利用溫度開關(guān)可以控制整個空調(diào)裝置的工作運行和狀態(tài)，并且使差壓傳感器系統(tǒng)也由此獲得穩(wěn)定了的工作電源。如果傳感器存在差壓，則非門輸出壓力低，傳感器一般不會發(fā)生報警。如果在壓縮機回路中還沒有完整建立一個足夠高的壓力位差，則非門輸出高壓力電位，故障傳感器警報。
2.1.3 人員監(jiān)控傳感器
人員監(jiān)控傳感器一般的都采用紅外傳感器，其基本探測功能是在一個沒有人員可以進人的地方時，該地點內(nèi)的探測器主電源開關(guān)將斷開；當有人員可進入探測器時，主電源開關(guān)會閉合。
2.2 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和云平臺管理系統(tǒng)
無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和云平臺管理系統(tǒng)同時也是介于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和高速以太網(wǎng)系統(tǒng)之間連接的無邊界設(shè)備，其在本套系統(tǒng)架構(gòu)中始終扮演著一個重要的橋梁作用。無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、核心處理器模塊、無線射頻能量控制模塊、內(nèi)部存儲模塊和電源插頭模塊組成。無線傳感器控制的節(jié)點設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器全部通電啟動后，自動建立無線傳感器和網(wǎng)絡(luò)。核心處理器模塊接收到數(shù)據(jù)后，利用串口對無線傳感器和網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，并在應(yīng)答器數(shù)據(jù)允許的情況下觸發(fā)相應(yīng)的串口終止事件。
核心處理器模塊的第一步是將協(xié)調(diào)器發(fā)送的消息數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和云平臺傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲模塊，再通過無線路由模塊端口將集成數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_服務(wù)器，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_服務(wù)器中。專用軟件使用設(shè)置的閾值處理能耗數(shù)據(jù)，并將消息直接發(fā)送到相應(yīng)的命令。網(wǎng)關(guān)接收到命令數(shù)據(jù)后，首先對綜合數(shù)據(jù)包進行分析和處理，然后執(zhí)行控制指令，將綜合控制執(zhí)行命令信息發(fā)送給相應(yīng)的多個傳感器和控制設(shè)備節(jié)點，控制節(jié)點上各類設(shè)備的運行狀態(tài)。
2.3 手機APP
軟件開發(fā)完成了一套具有與云平臺服務(wù)器系統(tǒng)基本使用功能相同的移動端應(yīng)用系統(tǒng)專業(yè)軟件。手機移動端應(yīng)用程序具有與云平臺服務(wù)器系統(tǒng)相同的一些基本網(wǎng)絡(luò)功能。可以在實時平臺上查看老校區(qū)的能耗信息，隨時隨地控制相應(yīng)控制設(shè)備的工作。其移動性將通過智能的能耗監(jiān)測為高校老校區(qū)能耗監(jiān)控帶來很大的便利。
3 服務(wù)器管理軟件
目前，*流行的Windows平臺被應(yīng)用到語言工作室的研發(fā)中。開發(fā)了一種基于無線傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校能量消耗實時監(jiān)測系統(tǒng)。整體軟件結(jié)構(gòu)有4種類型和4層*佳方案：現(xiàn)場多終端數(shù)據(jù)采集人層、系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、基礎(chǔ)平臺層、應(yīng)用層，各層快速完成不同的任務(wù)，上層為下層提供更多相關(guān)的核心技術(shù)支持專業(yè)服務(wù)。本系統(tǒng)符合國家相關(guān)核心技術(shù)開發(fā)的兩大標準，并具備真實身份機構(gòu)認證、綜合數(shù)據(jù)加密算法、數(shù)據(jù)庫備份、病毒感染預(yù)防等安全綜合保障體系建設(shè)。
4 方案的合理性
4.1 資源利用率和市場預(yù)測
我國的大部分高校老校區(qū)能源消耗管理部門，對電力、水、燃氣等能源消耗管理，缺直接和有效的手段，并無法獲得關(guān)鍵點的實際能耗信息，不能進一步提出節(jié)能計劃。有效地減少能耗，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能源消耗監(jiān)測系統(tǒng)通過舊校區(qū)的建設(shè)，實時監(jiān)測能源消耗數(shù)據(jù)，優(yōu)化節(jié)能工作，適合大多數(shù)高校，也可以促進企業(yè)、居民社區(qū)為節(jié)能工作，具有良好的市場前景。
4.2 技術(shù)合理性
目前，隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳感器技術(shù)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)等的持續(xù)快速健康發(fā)展，通過互聯(lián)網(wǎng)添加各種硬件處理設(shè)備技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)，監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)就可以快速通過移動互聯(lián)網(wǎng)直接上傳到服務(wù)器。能源及消耗計量管理的部門工作人員可以隨時通過寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接訪問的任何計算機電腦或手機，登錄能源和消耗管理網(wǎng)站，通過計算機監(jiān)控查詢系統(tǒng)還可以隨時查詢運行數(shù)據(jù)信息并準確分析實際能量消耗。
5 高校綜合能效解決方案
5.1校園電力監(jiān)控與運維
集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。
5.2后勤計費管理
采用先進的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設(shè)置、賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。
5.2.1宿舍用電管理
針對學(xué)生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；
可進行惡性負載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。
5.2.2商鋪水電收費
針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預(yù)付費管理
5.2.3充電樁管理平臺
充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。
5.2.4智能照明管理
通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時 開關(guān)、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。
5.3能源管理系統(tǒng)
針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
按校園建筑的分類進行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。
構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達到節(jié)能目的。
智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。
6.平臺部署硬件選型
應(yīng)用場合 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 |
變電所運維云平臺 |
| AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
智能網(wǎng)關(guān) |
| Anet系列 | 8個RS485串口 2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
| ANet-2E4SM | 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊,可擴展16路。 | |
10KV進/饋線 |
| AM6-L | 相間電流速斷保護，相間電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。 |
10/0.4KV變壓器 | AML-S | 分合閘位置、手車工作/試驗位置、接地刀閘位置、硬接 點信號(保護跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對時異常等) 、遙控 開關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| ASD500 | 一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫。 |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 |
| APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； |
變壓器接頭測溫低壓進出線柜接頭測溫 |
| ARTM-Pn | 可至多配套60個ATE400測溫傳感器，無線溫度傳感器 ATE400 適用于手車式動觸頭，電纜與母排搭接處，隔離刀閘搭接處等電氣搭接點的溫度測量，采用捆綁式安裝?？墒褂肁TC-400無線測溫接收器接收數(shù)據(jù)。該終端可單獨安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)。 |
中低壓回路 |
| WHD72-11 | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān) 柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和 濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0RH～99RH |
| ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目推薦） | |
| DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
6.2后勤計費管理
6.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費平臺
6.2.2充電樁管理平臺
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
充電樁管理平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
新能源汽車充電樁 | AEV-AC007D-LCD |
| 輸入輸出電壓：AC 220V 1個充電接口，充電線長5米；輸出功率7km；掃碼、刷卡支付：標 配無線通訊：4G、WIFI、藍牙三選一（下單備注規(guī)格，無備注默認 4G 通訊）。 |
AEV-DC060S |
| 直流60kw雙槍一體充電機 | |
AEV-DC120S |
| 直流120kw雙槍一體充電機 | |
智能電動車充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
6.2.3智能照明管理
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝 | |
探測器 |
| ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V； 2、特殊運算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 |
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝 | |
探測器 |
| ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V； 2、特殊運算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 |
IP網(wǎng)關(guān) |
| ASL200-485-IP | IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網(wǎng)接口，以太網(wǎng)通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標準MODBUS-RTU協(xié)議。 5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 7、IP地址設(shè)置連接、ALIBUS系統(tǒng)組網(wǎng)擴容、ALIBUS通訊軟件連接 | |
IP輔助電源 |
| ASL200-P20 | 輔助電源 1、輸入電壓范圍：176-264VAC 2、輸出電壓及功率：24VDC/20W 3、電壓調(diào)整范圍：21.6~29V 4、工作溫度:-40~+70℃ 5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D) 6、35mm標準導(dǎo)軌式安裝 | |
6.3能源管理系統(tǒng)
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
能耗管理云平臺 | AcrelCloud-5000 |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列網(wǎng)管 |
| 采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
高壓重要回路或低壓進線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，需量，支持付費率，越限報警，SOE,4-20mA輸出。 | |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、 | AEM96 |
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信" 和“遙控"功能，并具備報警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
動力柜 | ACR120EL |
| 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
AEW100 |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
6.4智慧消防系統(tǒng)
6.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
各變電所、各動力箱 | 0.4KV出線 |
| ARCM200 系列 | 用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。 |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機 |
| Acrel-6000/B3 | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器信號，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用485通訊 |
主變點所 監(jiān)控中心 | 控制主機 |
| Acrel-6000/B | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器信號和各區(qū)域分機數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用485通訊。 |
配套附件 | ||||
0.4kV電流 互感器 |
| AKH-0.66 | 測量型互感器，采集交流電流信號。 | |
6.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
消防設(shè)備電源電壓監(jiān)控 |
| AFPM3-2AVM | 監(jiān)測兩路三相交流電壓，二總線通訊。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機 |
| AFPM100/B3 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測器信號，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
主變點所 監(jiān)控中心 | 控制主機 |
| AFPM100/B1 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測器信號和各區(qū)域分機數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
配電室、綜合樓 | 常開防火門 |
| AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 監(jiān)測常開防火門的開閉狀態(tài)。 |
常閉防火門 |
| 單扇：AFRD-CB1(YT) 雙扇：AFRD-CB2(YT) | 監(jiān)測常閉防火門的開閉狀態(tài)。 | |
地下箱體防爆車間 | 常開/常閉 防火門 |
| AFRD-MC | 監(jiān)測常開、常閉防火門的開閉狀態(tài)。 |
監(jiān)測模塊 |
| AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門監(jiān)控主機。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機 |
| AFRD100/B 3 | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
主變點所 監(jiān)控中心 | 控制主機 |
| AFRD100/B | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號以及各區(qū)域分機的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
6.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
配電室、綜合樓 | 常開防火門 |
| AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 監(jiān)測常開防火門的開閉狀態(tài)。 |
常閉防火門 |
| 單扇：AFRD-CB1(YT) 雙扇：AFRD-CB2(YT) | 監(jiān)測常閉防火門的開閉狀態(tài)。 | |
地下箱體防爆車間 | 常開/常閉 防火門 |
| AFRD-MC | 監(jiān)測常開、常閉防火門的開閉狀態(tài)。 |
監(jiān)測模塊 |
| AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門監(jiān)控主機。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機 |
| AFRD100/B3 | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
主變點所 監(jiān)控中心 | 控制主機 |
| AFRD100/B | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號以及各區(qū)域分機的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
7 結(jié)束語
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗監(jiān)測系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中使用先進的無線傳感器，并實時監(jiān)控數(shù)據(jù)。通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到服務(wù)器，高校能源監(jiān)管部門可以通過任何接人方式登錄能耗監(jiān)測系統(tǒng)，進行能耗數(shù)據(jù)查詢，能源消耗分析和其他操作，并實現(xiàn)能耗監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用總線技術(shù)，設(shè)備可以共享，成本低，并且在建設(shè)中對現(xiàn)有建筑破壞程度小，施工強度低、布線較少，維修量小。
本系統(tǒng)可以實時監(jiān)測和分析舊校區(qū)的能源消耗，利用現(xiàn)代化管理手段進行能源配額管理，逐步培養(yǎng)教師和學(xué)生的節(jié)能意識，雖然實現(xiàn)建設(shè)節(jié)能校園的目標需要一定的時間，隨著傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也將會盡快實現(xiàn)該目標。
【參考文獻】
【1】 夏文才，王展展，高浩 等，基于節(jié)能減排措施下的建筑建造能耗分析[J].山西建筑,2018,11(33）：167-168.
【2】 楊旭．綠色校園能源利用實踐[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2018.11(45):57-59.
【3】 郭文會.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗監(jiān)測系統(tǒng)在高校老校區(qū)建設(shè)的研究[J].蘭州信息科技學(xué)院 2022版.
【4】 安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
【5】 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.
作者簡介
任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事宿舍安全用電研究發(fā)展。
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