什么是建筑能源管理系统(EMS)?

发布网友 发布时间：2022-04-24 22:16

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热心网友 时间：2023-10-13 01:37

一、能源管理系统的概念

能源管理系统英文简称EMS。建筑能源管理系统(BEMS),家庭能源管理系统（HEMS）。建筑能源管理系统就是将建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等能源使用状况，实行集中监视、管理和分散控制的管理与控制系统，是实现建筑能耗在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。它由各计量装置、数据采集器和能耗数据管理软件系统组成。基本上，通过实时的在线监控和分析管理实现以下效果：1）对设备能耗情况进行监视，提高整体管理水平；2）找出低效率运转的设备；3）找出能源消耗异常；4）降低峰值用电水平。BEMS的最终目的是降低能源消耗，节省费用。家庭能源管理系统：为削减家庭的功耗电量，首先需要减少各个家电产品的耗电量。要提高核心部件的效率，利用传感器等来优化运行等。接着，还要实现整个家庭的优化。它将住宅内的家电产品等能耗设备网络化，并通过对其的控制来削减能源消耗量。对于消费者来说，具有可在无损生活舒适性的前提下减少光热费支出。
二、能源管理系统的领先企业及各大企业能源管理系统的代理概况
达希能源借助其上海建筑科学研究院科、同济大学、上海电力大学等机构的科研、学术、专业背景，在2010年推出了BEMCloud建筑能源管理云服务平台，该系统能提供强大的功能组态、界面组态功能，并拥有地理信息、综合凭条、能耗监测、节能量分析、、用能诊断、能源审计、信息发布、报警管理、设备管理、专家系统等四十多个子系统模块，该系统平台其强大的子系统功能适用于任何行业用户，用于定位用户能源系统中的高能耗症结，并为其提供有效的改进建议。
研华推出了BEMS楼宇能源管理系统，对建筑的水、电、气消耗情况进行数据搜集，计算出优化用电建议，并配合Web-enabledDDC控制器，进行时序控制，执行优化动作，体现出高度的智能性和自动化水平。
江森智控推出了Metasys5.0升级版本通过能源管理软件提高了可持续性。任何楼宇管理人员或服务专家都能够轻松配置、监控和诊断Metasys站点信息。定制摘要通过表格式的简单电子数据表显示常用的楼宇信息，包括系统点位和设备。 西门子09年推出了SIAMTIC WinCC V7.0 亚洲版/ B.Data综合能源管理系统为中国用户提供了节能减排和降本增效的解决方案。基于WinCC/B.Data的综合能源管理系统，是西门子公司集成于TIA全集成自动化 amp; TIP全集成能源自动化的一体化产品，通过这一强有力的工具，对从SCADA 层中得到的数据，采用成熟高效的综合能源分析方式，覆盖能源采购，能源调度，确保能源的高效使用和成本控制。
施耐德电气在近期推出了EcoStruxure™能效管理平台，能够把这些不同领域中的不同技术进行有效的集成，在整个能源管理方面会比较有效。EcoStruxure™的精彩之处就是可以用同一种界面、同一种用户的习惯来展示各种各样的应用。
三、目前中国市场能源管理系统现状及前景分析
3.1现状
目前，全国现有房屋建筑面积已达400亿平方米。在建筑的建造和使用中，能源消耗高、利用效率低的问题十分突出。相关部门的调查数据表明，2009年建筑耗能占全社会耗能总量的比例由1978年的10%上升到30%左右。在这其中，建筑运行过程中的能耗量占全国能源消耗总量比例的30%。
中国工程院的相关人士在对北京市居民住宅、公共建筑的用电量进行比较之后发现，北京居民住宅的单位平方米年耗电量在10度~20度之间，上海在18度~26度左右，广州稍微高一点。而一些写字楼、饭店等大型公共建筑的单位平方米年耗电量在100度~300度之间，是居民住宅的10~15倍。
在国家大力推行节约型社会之时，酒店、大型办公楼、商场等能耗量较大的公共建筑开始意识到设备运行中能耗过高的问题。不过，很多公共建筑出现的时间较早，外围结构、墙体已定型。如果拆除重建的话，建设方需要花费大量的资金。因此，将照明、空调等电气设备进行智能化改造成为一种简单、高效的节能手段。“投资少、见效快”的特点吸引了大批建筑管理者的目光，而且伴随着国家节能减排*的不断深入，既有建筑的智能化改造需求也将逐步扩大。待节能市场缓缓开启之后，将给从事智能化企业留下了广阔的发展空间。
然而，在巨大的商机面前，智能建筑领域中只有江森、西门子等几家大型公司参与其中。国内外的大部分企业处于观望中，没有采取实质性行动。中国建筑业协会智能建筑分会秘书长黄久松认为，尽管节能市场“蛋糕”很大，但是企业进入节能改造领域之后，将面临税收制度不完善、诚信环境欠佳、融资困难等问题，成功案例不多。既有建筑的智能化改造工作在国内面临着“叫好不叫座”的尴尬局面。
纵观全球，能源危机四伏，节能的呼声愈来越高。目前，我国建筑能耗过大的问题日益突出，对量化降低能耗的要求变得越来越迫切。全国单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍以上，面对如此严峻的事实，节能减排迫在眉睫。目前在我国大部分用能单位特别是民营用能单位缺乏熟悉计量工作的专业人员（管理、技术），用能单位计量管理水平不高，没有建立比较完善计量检测体系，特别是能源计量体系的建立。部分小区的高层管理者对能源计量工作重视不够，认为能源计量是只投入不产出，没有认识到能源计量工作的基础保证作用。 3.2市场前景广阔
资料显示，未来几年内，我国的写字楼、公寓、饭店、会展中心等大型公共建筑会大幅度增加，在2020年前我国将新增约10亿m2大型公共建筑。而我国约90%以上的大型公共建筑是典型的耗（电）能大户。
事实上，针对能源需求日趋紧张的情况，中国*高度重视节能与环保，积极推进节能减排、发展绿色产业和绿色经济，建设部科技司*赖明曾大致估算了建筑节能这个市场的市场值，“建筑节能势在必行，建筑节能市场容量很大，据测算，有5000亿元的空间。”有专家表示，“在建筑节能方面，国家推出了一系列*，统计表明，我国节能减排市场每年至少有3000亿~5000亿元的市场需求，2020年我国用于节能建筑项目的投资至少是1.5万亿，建筑能源管理系统的市场前景是很广阔的。”

热心网友 时间：2023-10-13 01:38

能源管理系统针对现代楼宇能源管理的需要，通过现场总线把大楼中的电压、功率因数、温度、湿度、压力、流量等能耗数据采集到上位管理系统，将全楼的水、蒸汽、电力、燃料的用量由计算机集中处理，实现动态显示、报表生成和打印等一系列功能。并根据这些数据实现系统的优化控制，最大限度地提高能源的利用率。一般而言，建筑能源管理系统（EMS）必须具备能耗的监控和计量功能：1）供水系统；2）照明系统；3）配电系统；4）空调系统；5）能耗计量；6）能耗分析；除了以上的基本功能外，一个理想的建筑能源管理系统还应具有能效优化的功能。这主要指的是设备与设备之间的权衡和优化、不同系统之间的权衡和优化。举例来说：（1）最优停起功能，可根据室内设定温度和湿度来提前或滞后启停设备，根据建筑结构的蓄热特性和室内室温变化，确定最佳启动时间，使建筑物在开始新一天的使用时，室温恰好达到设定值。（2）室温回设功能，在房间无人使用情况下自动调整恒温器的设定温度。利用焓值控制新风的节约装置，当新风状态可被利用时实现“免费供冷”，同时避免将高湿度空气引入室内。（3）送风温度重设，减少空调系统过量供冷和供热。（4）采暖热水温度重设，根据室外气温重新设定采暖水温。（5）冷冻水温度重设，根据回水温度重新设定供冷水温。（6）冷水机组优化，根据负荷需求变化，用台数控制等方法，使冷水机组始终处于高效率区运行。（6）锅炉运行优化，根据负荷需求变化，用控制燃烧空气量等方法，使锅炉出力与负荷平衡。（7）电力系统的最大需求控制，减少高峰电力负荷。（8）根据设定的电力功率因数进行自动补偿。（9）蓄热空调系统的负荷预测和运行策略的优化控制。随着建筑物的控制和管理需求、计算机技术的进步和网络通信技术的发展，即使所有自控设备可相互传送信息，形成统一系统来进行建筑能源的综合控制和管理，即分散监控和集中管理。因此，新一代建筑能源管理系统应具有以下的功能：（1）网络化。互联网技术在建筑能源管理系统中的应用有：用浏览器服务体系结构取代客户/服务器模式；通过网络实现远程监控和操作，以及对综合信息数据库的访问；增强系统之间的信息和数据交换能力，并与网络通过防火墙实现无缝连接；直接使用建筑物中的综合布线系统；通过远程电脑，甚至电话、手机便可以查询到能源系统的运行状态，进行远程故障诊断和识别。（2）系统的开放性和互操作性。标准网络通信协议一般是开放的，能够将不同厂商制造的各种设备连接在一起。（3）优化控制。能源管理系统应从系统层面上对能耗进行诊断、识别、预测和优化。其关键技术是各种预测和优化算法。

热心网友 时间：2023-10-13 01:38

建筑能源管理系统（BEMS） 是一种监测和控制建筑能源需求的复杂方法。除了能源管理之外，该系统还可以控制和监控建筑物的许多其他方面，无论是住宅还是商业建筑。这些功能的示例包括供暖、通风和空调 （HVAC）、照明或安全措施。BEMS技术可应用于住宅和商业建筑。

什么是建筑能源管理系统？

以欧盟为例，欧盟的建筑能源消耗约占欧盟总能源消耗的 30％；而在经合组织国家，这个比例约占 25％ 至 40％（经合组织，2003 年）。不过，在发展中国家的建筑能源效率较低，因此提高发展中国家的建筑能源效率更为重要。

在欧盟 25 国，2003 年 CO 2总排放量为 3．8Gton，其中 479Mton是家庭排放（12％）（欧盟，2005 年）。在英国，国内部门约占 CO 2排放量的 28％，其中空间供暖占 53％，照明和电器占 22％，水暖占 20％。烹饪仅占 5％（英国 DTI，2006 年）。建筑能源管理系统（BEMS） 控制建筑物的功能，使建筑物能够平稳运行和高效运行。

以下是IEA （1997） 对建筑能源管理系统 （BEMS） 的描述：能够控制监控站点和操作员终端的电气控制和监控系统。该系统可以具有来自建筑控制各个方面的属性和管理功能，例如从加热、通风和空调 （HVAC） 到照明、火灾报警系统、安全、维护和能源管理。

另一个常见的描述是建筑能源管理系统是使用计算机的单个建筑物或建筑物组的控制系统以及用于监控、数据存储和通信的分布式微处理器 （Levermore， 2000）。其他经常用于该技术的术语是建筑管理系统 （BMS） 和能源管理系统 （EMS）。

因此，建筑能源管理系统技术是一个广义的建筑控制概念，可以具有多种特性。然而，BEMS 一词仅限于用于复杂和先进的控制系统（IEA，1997）。因此，虽然所有建筑物都需要并具有某种形式的控制系统，但建筑能源管理系统技术与以前的控制系统有很大不同。

建筑能源管理系统 （BEMS） 与其他控制系统的不同之处在于其通信特性：可以在*单一操作单元接收和控制建筑过程和功能的信息。因此，可以根据收到的信息做出决定（IEA，1997）。这是 BEMS 的一个关键方面，因为它可以优化系统。例如，*和单一操作单元可以接收温度和建筑物占用信息，并可以决定降低建筑物未占用部分的温度。因此，这些决定可以提高能源效率。

在BEMS中，多个建筑物相互连接，并通过互联网连接到*操作单元，以实现建筑物之间的顺畅合作并提高效率。通过 BEMS 加强不同建筑之间的合作可以进一步提高能源效率，因为不同建筑的功能可以耦合。*和单一操作单元可以接收温度和建筑物占用信息，并可以决定降低建筑物未占用部分的温度。因此，这些决定可以提高能源效率。

建筑能源管理系统的最小组成部分是至少一个主要操作员位置（或中心站）；主要操作员位置与远程分站的连接，也称为控制器。远程分站可以独立运行，也可以由主要操作员位置控制。连接最常通过互联网提供。主要操作员位置与远程分站有接口，可以根据客户的要求控制这些分站的各种功能（例如，系统可以仅限于能源，也可以包括其他功能，例如安全性）。

IEA （1997） 确定了建筑能源管理系统 （BEMS） 的三个主要目标： a） 提供健康宜人的室内气候；b） 确保用户和所有者的安全；c） 确保建筑物在能源和人员方面的经济运行。如前所述，BEMS 可以监视和控制建筑物内或一组建筑物内的许多因素。HVAC、照明、生活热水、电力供应／分配、能源消耗、垂直运输和许多其他因素都是可以由 BEMS 控制的因素的示例。

考虑到建筑设计中的垂直交通管理等 BEMS 功能更为实用，因为所有必要的电子设备和布线都可以纳入设计中。最后，IPCC （2007） 指出，调试过程确保了明确的设计意图。适当的调试程序可以显着节省建筑物运营中的能源。一旦建成，BEMS 等先进控制系统的另一个关键方面是需要保持运行效率。

热心网友 时间：2023-10-13 01:39

能源计划的制定、执行、协调、控制关系到物业运维组织的收益，为万科物业的管理重点关注点，博锐尚格分析实际工作流程，设计了基于用能目标的管理方案及基于用能过程的管理方案。
基于用能目标的管理：
• 通过机器学习预测、调整、确定预算，并自动拆分到日、分项。
• 跟踪预算执行过程，对预算超标风险及时预警和报警，定位用能超标或不合理的分项、支路。
• 填写用能日志，线上化报备异常原因。
• 月底自动生成报告复盘，超预算的原因可追溯和验证。
基于用能过程的管理：
• 设备运行策略线上化。
• 基于AI聚类算法，从“策略一致性、历史一致性” 两方面自动诊断和预警，辅助定位运行问题。
• 及时调整优化运行策略，严格执行。
• 对于异常派发工单，及时纠正。