一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统

1.本发明涉及智慧能源管理方法技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统。


背景技术：

2.城市轨道交通作为公众交通服务项目几乎是不存在盈利的，其建设投资高、运营成本高，是个高亏损、高补贴的行业。城市轨道交通能源消耗成本通常占运营直接成本的30％以上。与此同时我国面临非常严峻的能源安全和环境压力，政府正大力推行节能减排战略。为了响应政府大力推行节能减排战略，推进城市轨道交通节能降耗，提高城市轨道交通用能效率，降压轨道交通运营成本，建立地铁能源管理系统已经是当务之急。城市轨道交通是大运量的交通运输系统，也是耗能大户。作为重点用能单位，应按照科学用能的原则，加强节能管理，提高能源利用效率。节能工作应该讲求实效和重视节能数据统计分析，挖掘节能潜力。能源管理系统能帮助地铁运营单位方便地取得各类、各项、各户的用能状况分析数据，从中找出各用能环节的真正问题，并制定行之有效的节能措施。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统，该系统结合其他相关信息分析能源利用效率，制定出相应的优化管理措施，达到节能和降低运营成本的目的，提高城市轨道交通能源利用水平。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的智慧能源管理系统，包括中心级能源管理模块、车站级能源管理模块、智能表计以及相互联系的通信网络；
5.所述中心级能源管理模块由主备系统服务器、web服务器、操作员工作站、维护工作站、打印机、防火墙和交换机设备组成；
6.所述车站级能源管理模块由车站级工作站、交换机、数据采集终端组成；
7.所述通信网络包括中心级通信网络、车站级通信网络以及所述智能表计与所述数据采集终端之间的通信网络。
8.优选的，所述中心级通信网络采用以太网技术组建，网络传输媒介采用屏蔽双绞线或光纤，通信传输速率不小于100mbps；
9.所述车站级通信网络采用以太网与现场总线相结合的方式，独立于变电所综合自动化系统通信网络单独设置；
10.所述智能表计与所述数据采集终端之间的通信网络采用现场总线技术组建，所述数据采集终端支持多种本地和远传通信方式，支持一发多收，支持智能表计通信规约，其内部设有内部存储器。
11.本发明提供了一种基于物联网的智慧能源管理方法，包括中心级能源管理方法、车站级能源管理方法和智能表计管理方法，所述中心级能源管理方法包括以下步骤：
12.s1、数据采集与处理：系统从车站级能源管理模块采集的各种测量、计量信息至服
务器数据库，用户利用实时数据或历史数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计加工处理，生成各种报表；
13.s2、显示及打印：人机界面在监视器上动态显示各种测量、计量曲线，按照一定周期自动刷新，对测量、计量的极值和出现时间进行统计，并对监视器画面进行拷贝或打印；
14.s3、系统管理：系统对权限进行管理，进行数据查询、备份、还原功能以及网络管理及维护功能；
15.s4、web浏览：系统通过web服务器接入办公自动化系统，具有访问权限的用户通过办公自动化系统采用web浏览器查看能源管理系统的相关信息。
16.优选的，所述车站级能源管理方法包括以下步骤：
17.s1、自动分类分项：车站级能源管理模块将数据采集终端采集到的能源数据进行数据采集终端；
18.s2、分户采集各监管供电回路的电参量、用水量、燃气用量、燃油用量和冷/热量，存储最近的历史数据，并通过通信通道传输至中心级能源管理模块。
19.优选的，所述智能表计管理方法包括对智能电表、智能水表、智能燃气表、智能燃油表以及智能冷/热量表的配置。
20.优选的，所述智能电表的配置为：变电所主变压器高压进线及中压母线进线、车站变电所中压馈线设置智能表计，采集全线总电耗、牵引用电总电耗，并通过计算得出变压器损耗及线路损耗。
21.优选的，所述智能水表的配置为：车站、控制中心、车辆段及综合基地总进水处、各主要分项进水处设置智能水表，车站的驻场商户进水处设置智能水表。
22.优选的，所述智能燃气表的配置为：智能燃气表在控制中心、车辆段及综合基地总进气处设置。
23.优选的，所述智能燃油表的配置为：智能燃油表在车辆段及综合基地储油库出油管路设置。
24.优选的，所述智能冷/热量表的配置为：控制中心、车站、车辆段及综合基地的制冷机组的冷媒管路或制热机组/锅炉的热媒管路设置智能冷/热量表。
25.因此，本发明采用上述一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统，优点在于：(1)节约能源；(2)通过结合运营情况和外部环境，分析节能潜力，制定和完善运营管理措施，以提高能源利用效率，降低运营成本；(3)可以利用能源管理系统充分了解轨道交通用电负荷特性、供电质量等，为后续轨道交通的设计提供重要参考依据。
26.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
27.图1是本发明一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统实施例的城市轨道交通能源管理系统结构示意图。
具体实施方式
28.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
29.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具
有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.实施例一
31.如图所示，本发明提供了一种基于物联网的智慧能源管理系统，包括中心级能源管理模块、车站级能源管理模块、智能表计以及相互联系的通信网络。
32.中心级能源管理模块由主备系统服务器、web服务器、操作员工作站、维护工作站、打印机、防火墙和交换机设备组成。
33.车站级能源管理模块由车站级工作站、交换机、数据采集终端组成。
34.通信网络包括中心级通信网络、车站级通信网络以及智能表计与数据采集终端之间的通信网络。
35.中心级通信网络采用以太网技术组建，网络传输媒介采用屏蔽双绞线或光纤，通信传输速率不小于100mbps。
36.车站级通信网络采用以太网与现场总线相结合的方式，独立于变电所综合自动化系统通信网络单独设置。
37.智能表计与数据采集终端之间的通信网络采用现场总线技术组建，数据采集终端支持多种本地和远传通信方式，支持一发多收，支持各种智能表计通信规约，其内部设有内部存储器，在没电时数据不会丢失。
38.本发明提供了一种基于物联网的智慧能源管理方法，包括中心级能源管理方法、车站级能源管理方法和智能表计管理方法，
39.中心级能源管理方法包括以下步骤：
40.s1、数据采集与处理：系统从车站级能源管理模块采集的各种测量、计量信息至服务器数据库，用户可以利用各种实时数据或历史数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计等加工处理，生成各种报表。
41.s2、显示及打印：过人机界面在监视器上动态显示各种测量、计量曲线，按照一定周期自动刷新。可对各种测量、计的极值和出现时间进行统计，并可对监视器画面进行拷贝或打印。
42.s3、系统管理：系统对权限进行管理，可以进行数据查询、备份、还原功能以及网络管理及维护功能。
43.s4、web浏览：系统通过web服务器接入办公自动化系统，具有访问权限的用户可通过办公自动化系统采用web浏览器查看能源管理系统的相关信息。
44.车站级能源管理方法包括以下步骤：
45.s1、自动分类分项：车站级能源管理模块将数据采集终端采集到的能源数据进行数据采集终端。
46.s2、分户采集各监管供电回路的电参量、用水量、燃气用量、燃油用量和冷/热量，
存储最近的历史数据，并通过通信通道传输至中心级能源管理模块。
47.智能表计管理方法包括对智能电表、智能水表、智能燃气表、智能燃油表以及智能冷/热量表的配置。
48.智能电表的配置为：变电所主变压器高压进线及中压母线进线、车站变电所中压馈线设置智能表计，采集全线总电耗、牵引用电总电耗，并通过计算得出变压器损耗及线路损耗。
49.智能水表的配置为：车站、控制中心、车辆段及综合基地等总进水处、各主要分项进水设置智能水表处，车站等驻场商户进水处设置智能水表，其他耗水量大的分支用水管路或用水设备前端。
50.智能燃气表的配置为：智能燃气表在控制中心、车辆段及综合基地等总进气处设置。
51.智能燃油表的配置为：智能燃油表应在车辆段及综合基地等储油库出油管路设置。
52.智能冷/热量表的配置为：控制中心、车站、车辆段及综合基地等的制冷机组的冷媒管路或制热机组/锅炉的热媒管路应设置智能冷/热量表。
53.因此，本发明采用上述一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统，该系统结合其他相关信息分析能源利用效率，制定出相应的优化管理措施，达到节能和降低运营成本的目的，提高城市轨道交通能源利用水平。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于物联网的智慧能源管理系统，其特征在于：包括中心级能源管理模块、车站级能源管理模块、智能表计以及相互联系的通信网络；所述中心级能源管理模块由主备系统服务器、web服务器、操作员工作站、维护工作站、打印机、防火墙和交换机设备组成；所述车站级能源管理模块由车站级工作站、交换机、数据采集终端组成；所述通信网络包括中心级通信网络、车站级通信网络以及所述智能表计与所述数据采集终端之间的通信网络。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧能源管理系统，其特征在于：所述中心级通信网络采用以太网技术组建，网络传输媒介采用屏蔽双绞线或光纤，通信传输速率不小于100mbps；所述车站级通信网络采用以太网与现场总线相结合的方式，独立于变电所综合自动化系统通信网络单独设置；所述智能表计与所述数据采集终端之间的通信网络采用现场总线技术组建，所述数据采集终端支持多种本地和远传通信方式，支持一发多收，支持智能表计通信规约，其内部设有内部存储器。3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：包括中心级能源管理方法、车站级能源管理方法和智能表计管理方法，所述中心级能源管理方法包括以下步骤：s1、数据采集与处理：系统从车站级能源管理模块采集的各种测量、计量信息至服务器数据库，用户利用实时数据或历史数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计加工处理，生成各种报表；s2、显示及打印：人机界面在监视器上动态显示各种测量、计量曲线，按照一定周期自动刷新，对测量、计量的极值和出现时间进行统计，并对监视器画面进行拷贝或打印；s3、系统管理：系统对权限进行管理，进行数据查询、备份、还原功能以及网络管理及维护功能；s4、web浏览：系统通过web服务器接入办公自动化系统，具有访问权限的用户通过办公自动化系统采用web浏览器查看能源管理系统的相关信息。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述车站级能源管理方法包括以下步骤：s1、自动分类分项：车站级能源管理模块将数据采集终端采集到的能源数据进行数据采集终端；s2、分户采集各监管供电回路的电参量、用水量、燃气用量、燃油用量和冷/热量，存储最近的历史数据，并通过通信通道传输至中心级能源管理模块。5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能表计管理方法包括对智能电表、智能水表、智能燃气表、智能燃油表以及智能冷/热量表的配置。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能电表的配置为：变电所主变压器高压进线及中压母线进线、车站变电所中压馈线设置智能表计，采集全线总电耗、牵引用电总电耗，并通过计算得出变压器损耗及线路损耗。
7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能水表的配置为：车站、控制中心、车辆段及综合基地总进水处、各主要分项进水处设置智能水表，车站的驻场商户进水处设置智能水表。8.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能燃气表的配置为：智能燃气表在控制中心、车辆段及综合基地总进气处设置。9.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能燃油表的配置为：智能燃油表在车辆段及综合基地储油库出油管路设置。10.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源管理方法，其特征在于：所述智能冷/热量表的配置为：控制中心、车站、车辆段及综合基地的制冷机组的冷媒管路或制热机组/锅炉的热媒管路设置智能冷/热量表。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统，包括中心级能源管理模块、车站级能源管理模块、智能表计以及相互联系的通信网络；所述中心级能源管理模块由主备系统服务器、web服务器、操作员工作站、维护工作站、打印机、防火墙和交换机设备组成；所述车站级能源管理模块由车站级工作站、交换机、数据采集终端组成；所述通信网络包括中心级通信网络、车站级通信网络以及所述智能表计与所述数据采集终端之间的通信网络。本发明采用上述的一种基于物联网的智慧能源管理方法及系统，该系统结合其他相关信息分析能源利用效率，制定出相应的优化管理措施，达到节能和降低运营成本的目的，提高城市轨道交通能源利用水平。提高城市轨道交通能源利用水平。提高城市轨道交通能源利用水平。


技术研发人员：褚治广 刘艺菲 黄晶晶 贺欣萍 曾繁钰 刘静川
受保护的技术使用者：辽宁工业大学
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/13