基于BACNET技术的节能控制方案

　　1、 概述

　　由于中国经济的高速发展，对能源需求(尤其是电能)日趋紧迫，能源的合理节约使用已不仅是经济问题，更是国家战略性的问题。目前在中国，90%以上的大型建筑楼是高耗能建筑，尤其是大型商业综合楼是比较典型的耗(电)能大户，采用多种控制方式及手段实现建筑物节能是必然选择。

　　目前，BAS/BMS系统作为大型建筑物主要采用的节能手段已被绝大多数业主接受，BAS/BMS系统通过对大型建筑物的主要耗能设备(如空调、照明、给排水等设备)的监视和控制，并通过BACNET协议将众多第三方监控设备集成在统一平台上，并辅以丰富的控制(如PID)策略使受控设备运行在用户所设定的要求以及波动范围下，将能量负荷冗余保持在最佳边际成本状态下，实现节能目标。

　　本文以美国HONEYWELL(霍尼韦尔)公司的HONEYWELL/ALERTON ENVISION FOR BACTALK系统的能源管理软件具体应用为参考，从能量特征预算定义分析量化指标、节能效果平估;从能量需求限制应用分析阐述了BAS/BMS系统实现建筑节能的主要控制策略及方法。

　　2、能量特征预算分析

　　2.1特征预算定义

　　BA/BMS系统的能源管理目标在于确保没有能源浪费以及将能源成本控制在预算范围之内。典型的能源管理系统分为三个部分，如图所示： SHAPE \* MERGEFORMAT

　　其中：

　　REGISTRATION(注册)：

　　其主要目标在于为实现量化分析所定义的相关数据(DATA)。

　　能源管理系统将它定义为不同时间段的能耗基数值(Basis)。

　　这种数据是量化参考基数(METERS)，用户可通过配置可以手工直接输入，如果该数据直接是BA/BMS系统的POINT(实际输入/输出物理点信号)，能源管理系统直接自动调用该点的值。

　　BUDGETING(预算)：

　　在现代BA/BMS能源管理系统中，能源预算(BUDGETING)采用了能量特征(SINGNATURE)预算的这一全新的概念。

　　在传统的能源管理系统中，能源预算是设定一段时期总的能源消费量作为参考基数，通过与实际的消费量进行比较，实现能源成本的控制。由于其选定的参考基数值本身就具有较大的偏差值，导致能源预算冗余量偏大，很难达到好的节能效果。

　　能量特征(SINGNATURE)预算的这一全新的预算方式，它以负荷(LOAD)这一特征参数作为能量消费的计算参考指标及节能量化指标：

　　如果负荷(LOAD)比较高，则能源预算(BUDGETING)相应提高;反之，能源预算(BUDGETING)降低。

　　所以，能量特征(SINGNATURE)预算也被称之为正确的、科学的预算方式，它不直接以能量消费的多少来作为负荷，以避免不必要的负荷冗余。例如，在典型的空气调节系统(AHU)中，我们将室外温度(OUTDOOR TEMPERATURE)定义为特征预算中的负荷。

　　实现传统能源预算与现代能量特征预算两种算法相关连的联系点就是所定义的负荷值。在标准年份里，这两种预算必须是相同的。在气候偏冷的年份里，用能量特征预算方法所做的热量预算应当高于传统能源预算方法所做的热量预算。

　　CONTROL(控制)：

　　一旦能源预算(BUDGETING)定义好后并且相关基数数据注册(REGISTRATION)完成后，能源管理系统就开始启动了。

　　能源管理系统的目标在于确保能量消费不能超离预算所允许的范围内，否则便视为问题(PROBLEM)，并标识出所有可能导致该问题的原因。

　　ENERGY ALARMS(能量报警)

　　当能量消费值超过确定标准值时，BA/BMS的能源管理软件就会自动触发报警，HONEYWELL/ALERTON ENVISION FOR BACTALK(EBT)系统自动就会在隔天产生报警值，这些标准为：

　　- 当所计量的能耗大于用能量特征预算所算出的预算15%或者最近时段每天至少超过预算值0，1W/M2

　　-前一个月能耗经济成本超过固定预算的5%

　　-有4周没有输入计量参考基数

　　-当一计量仪表的能耗大于另外计量仪表的能耗

　　GRAPHICAL PRESENTATIONS(图形显示)

　　能源预算中所涉及的注册数据(REGISTRATION)可以用多种方式表示：

　　- 柱形图

　　上述柱形图中：能耗指数用柱形(COLUMNS)来显示，将实际的能源消费与特征预算(SIGNATURE BUDGETING)进行比较，如实际的能源消费值在特征预算(SIGNATURE BUDGETING)值所允许的波动范围内，则表示设备工作在正常范围内;通过固定成本预算(FIXED BUDGETING)与实际的能源消费进行比较，如超出固定成本预算(FIXED BUDGETING)所允许的范围，则视为问题，并以成本形式表示出来。

　　-年份比较(COMPARING YEAR TO YEAR)

　　在上图中，我们曲线来表示一年的能源消费总量，其中：

　　-绿色曲线表示年度能量消费预算值(FIXED BUDGETING)

　　-红色曲线表示上年度的实际能量消费累积总值

　　-紫色曲线表示本年度的实际能量消费累积总值

　　尽管有5个月间隔，但当本年度实际能量消费累积总值的显示曲线仍能显示整个年度的能量消费累积总值，并根据所期望的消费值进行估算。

　　表格表示法(TABLE PRESENTATIONS)

　　这张表格显示了与固定成本预算比较，实际的能源消费成本。

　　2.2、能量特征预算(ENERGY SIGNATURE)方法描述

　　在能量特征预算方法中，对所取的相关特征值定义如下：

　　-参考年份(REFERENCE YEAR)

　　在BA/BMS的能源管理系统中，参考年份(REFERENCE YEAR)是非常重要的概念，与标准年份(STANDARD YEAR)是同一概念。

　　在参考年份里，取365天里任何一天的温度值作为负荷(LOAD)都是可行的;对于不同气候特征的地区 ，HONEYWELL/ALERTON ENVISION FOR BACTALK(EBT)能源管理系统选用的就是标准参考年份。

　　-标准消费值

　　在能源管理系统中，将注册数据(REGISTRATION)作为标准的能量消费值。

　　能量特征预算法主要有以下部分组成：

　　特征预算(SIGNATURE BUDGET)

　　本质上讲，特征预算(SIGNATURE BUDGET)是基于预定的室外温度所做的每日能量消费预算。通过特征曲线图，特征预算(SIGNATURE BUDGET)值可以计算出，它跟室外温度相关。有时，也把它称之为正确预算。