enteliWEB能耗监测与电能管理系统介绍

一、系统概述

二、系统构成

（一）数据采集模块

1. 传感器与智能电表

• 这是系统数据的源头。传感器用于获取各种与能源消耗相关的物理量，如温度、压力、流量等，这些数据对于计算热能、水能等消耗非常重要。而智能电表则是电能数据采集的核心设备，能够精确测量电压、电流、功率、功率因数、有功电能、无功电能等众多参数。

• 例如，在一个工业厂房中，每台大型设备都配备有智能电表，实时记录设备的用电情况。这些电表通过高精度的电流互感器和电压互感器获取电流和电压信号，经过内部电路处理后，将数据传输给后续的数据采集设备。

2. 数据采集器

• 数据采集器负责收集传感器和智能电表的数据。它可以通过多种通信方式与设备相连，如 RS - 485、Modbus 协议等。采集器将分散的数据集中起来，并进行初步的处理，如对数据进行格式转换、滤波等操作，以去除干扰信号和异常数据。

• 例如，在一个商业建筑中，数据采集器可以将各个楼层的智能电表和环境传感器的数据收集起来，按照一定的时间间隔进行采样，然后将这些数据打包发送给上位机。

（二）数据传输模块

1. 通信网络

• 数据传输可以采用有线和无线两种方式。有线方式包括以太网、光纤等，具有传输速度快、稳定性高的特点，适用于数据量大、对实时性要求高的场所，如工厂的自动化生产线。无线方式如 ZigBee、Wi - Fi、4G/5G 等则具有灵活性高、便于安装的优点，适合在分布较广、布线困难的区域使用，如大型商业综合体的不同店铺之间。

• 例如，在一个园区内，企业可以利用园区内的以太网将能耗数据传输到能源管理中心；而对于一些临时的能耗监测点，通过 4G/5G 网络可以快速搭建起数据传输通道。

2. 通信协议

• 为了确保数据传输的准确性和兼容性，系统采用了一系列通信协议。除了上述提到的 Modbus 协议外，还有 MQTT 协议等。MQTT 是一种轻量级的物联网协议，适用于低带宽、高延迟的网络环境，能够高效地将能耗数据传输到云端或本地服务器。

• 例如，在智能家居系统中的能耗监测与电能管理部分，设备可以通过 MQTT 协议将数据发送到家庭网关，再由网关进行进一步处理。

（三）数据处理与分析模块

1. 数据处理服务器

• 数据处理服务器接收传输过来的数据后，会对数据进行清洗、分类和存储。清洗数据是为了去除错误、重复和不完整的数据，确保数据的质量。分类存储则是按照不同的能源类型、设备、区域等进行划分，方便后续的查询和分析。

• 例如，在一个学校的能耗监测系统中，服务器会将教学楼、办公楼、宿舍等不同区域的电能和其他能源消耗数据分别存储，并且按照照明、空调、办公设备等不同设备类型进一步细分。

2. 数据分析软件

• 这是系统的核心部分之一。通过数据分析软件，可以进行多种复杂的分析。能耗趋势分析可以通过对历史数据的拟合，绘制出能源消耗随时间变化的曲线，从而预测未来的能耗趋势。能耗对比分析则可以比较不同设备、不同区域、不同时间段之间的能耗差异，找出能源浪费的环节。

• 例如，通过对比医院不同科室的电能消耗，发现某些科室由于设备长时间待机等原因导致能耗较高，从而采取针对性的节能措施。

（四）用户界面与管理模块

1. 监控大屏

• 监控大屏通常安装在能源管理中心或相关管理部门的办公场所，用于直观地展示能源消耗的实时情况。通过各种图表（如柱状图、折线图、饼图等）和图形化界面，展示能源消耗的分布、动态变化等信息。

• 例如，在一个城市的能源管理部门，可以通过监控大屏展示各个区域的电能消耗排名，用不同颜色的区域表示不同的能耗水平，方便管理人员快速把握全局情况。

2. 管理软件平台

• 管理软件平台为用户提供了操作界面，用户可以通过该平台设置系统参数、查看详细的能耗报告、进行能源成本核算等。同时，平台还可以提供节能策略推荐功能，根据数据分析的结果，为用户提供针对性的节能建议。

• 例如，企业的能源管理人员可以通过管理软件平台生成月度或年度的能耗报表，分析能源成本占总成本的比例，并且根据平台推荐的节能策略，如设备升级、优化运行时间等，来降低能源成本。

三、系统功能

（一）实时监测功能

1. 系统能够实时获取能源消耗数据，特别是电能数据。对于电力系统中的关键参数，如电压、电流等，可以实时监控其变化情况。一旦出现异常，如功率突增、电压骤降等情况，能够及时发出警报，提醒管理人员进行检查。

• 例如，在一个数据中心，当服务器的电力消耗突然超出正常范围，系统会立即发出警报，工作人员可以快速排查是业务量突增还是设备故障等原因导致的。

2. 同时，实时监测还可以对能源质量进行监测，如电能质量（包括谐波含量、三相不平衡度等）。这对于一些对电能质量要求较高的设备，如精密仪器、电子设备等，非常重要。

（二）能耗分析功能

1. 除了上述提到的能耗趋势分析和对比分析外，系统还可以进行能耗构成分析。即分析能源消耗的主要构成部分，如在工业企业中，确定生产设备、辅助设备、照明、空调等各部分能耗占总能耗的比例。

• 基于这些分析，系统可以为用户提供节能潜力评估。例如，通过评估发现企业的空调系统能耗占比较高，且通过与同行业优良水平对比，存在较大的节能空间，系统可以建议用户对空调系统进行节能改造。

2. 另外，系统还可以进行能耗分摊分析。在商业建筑或多部门的企业中，根据不同区域或部门的能耗使用情况，合理分摊能源成本，为费用结算提供依据。

（三）电能管理功能

1. 系统可以对电能进行精细化管理。例如，通过对设备的用电时间、功率等参数进行控制，实现电能的合理分配。在峰谷电价的情况下，系统可以根据电价时段，自动调整设备的运行时间，以降低电费成本。

• 同时，系统可以对电力设备进行远程控制。如在紧急情况下，远程切断某些非关键设备的电源，保障重要设备的供电安全。

2. 电能管理还包括对无功功率的管理。通过监测无功功率，系统可以采取措施（如投入无功补偿装置）来提高功率因数，减少无功损耗，从而提高电能的利用效率。

四、应用领域

1. 工业领域

• 在工业生产过程中，能耗监测与电能管理系统可以帮助企业优化生产流程，降低能源成本。例如，钢铁企业可以通过系统监测高炉、轧机等大型设备的能耗情况，合理安排生产计划，降低能源消耗。同时，通过分析不同车间的能耗差异，发现节能潜力较大的环节，进行针对性的节能改造。

2. 商业建筑领域

• 对于写字楼、商场、酒店等商业建筑，系统可以用于控制建筑能耗。如通过监测空调系统的运行情况，根据室内外温度、人员密度等因素，自动调节空调的温度和风速，达到节能的目的。还可以通过系统为租户提供透明的能源账单，促进租户的节能意识。

3. 公共机构领域

• 学校、医院、政府机关等公共机构也可以利用能耗监测与电能管理系统。例如，学校可以通过系统监测教室、实验室等场所的能耗情况，开展节能减排教育活动，同时降低办学成本。医院可以通过系统优化医疗设备的运行时间，降低能源消耗，同时确保医疗服务的质量。

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