一种能源管控检测装置及方法与流程

本发明涉及一种能源管控检测方法及检测装置，属于能源管控检测技术。

背景技术：

能源，特别是电能，乃现代社会得以维系的血液，一刻不能停，一刻不能少。目前，在国内很多企业，对于内部真正的用能情况不是非常清楚的，仅安装了用于收费的能源计量仪表，这些计量装置获取的信息由于存在人工抄表数据缺乏实时性，抄表提供的月能耗记录与采用实时计量得到的真实数据问存在较大偏差，仅有的逐月数据无法满足能耗分析的需求，不能对建筑用能的实时变化进行分析，无法为节能诊断和节能改造分析提供必要的数据依据，各种节能措施的实际效果也因缺乏后评估的手段无法得到可观的反应与评价。在面对要求精细化生产的今天，这种粗放式管理越来越不能满足企业的需求。

而本发明的种能源管控检测方法，正是基于次用能现状，提出解决用能企业精细化管理要求的解决方案，可以高效的为企业提供用能基础数据，并进行分析，为企业后续发现问题与进一步提升效率提供数据支撑。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种能源管控检测方法及检测装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种能源管控检测装置，包括用于电能数据采集的三相电表或多用户电能监控装置，三相电表或多用户电能监控装置中分别设置配套的互感器；该装置还包括通过信号线连接的数据采集器和网络数据传送设备；数据采集器分别通过信号线接至所述三相电表或多用户电能监控装置，网络数据传送设备则通过有线或无线方式与数据库服务器相连；

在所述数据库服务器上，设有依次相连的数据接口层、数据处理层、数据交互层和表现层；其中，数据接口层包括：业务服务接口、数据源协议接口、CACHE接口和DB数据接口；数据处理层包括：业务管控模块、标准协议模块、动态缓存模块和存入数据模块；数据交互层是以XML/JSON数据交互作为标准交互格式；表现层是能提供业务操作界面和数据查询、管理功能的用户界面。

本发明中，所述数据采集器自带触摸屏，或者配置显示屏与键盘；所述互感器是开放式互感器；所述三相电表是导轨式三相电表。

本发明中，所述互感器、三相电表、多用户电能监控装置、数据采集器、网络数据传送设备和数据库服务器分别与不间断电源相连。

本发明中，所述三相电表、多用户电能监控装置和数据采集器均带有RS485接口，并通过485通讯线相连。

本发明中，所述数据采集器中设置本地的存储设备，具体是指：数据采集器自带的存储容量，或者是SD卡、U盘或移动硬盘。

本发明进一步提供了利用前述能源管控检测装置实现能源管控检测的方法，包括：

(1)通过配置在用户使用端的三相电表、多用户电能监控装置及配套的互感器进行电能数据的现场采集；数据采集器根据设定的采集周期获得采集的电能数据，保存在本地的存储设备，或直接通过网络数据传送设备上传到数据库服务器；

(2)内置于数据库服务器中的各软件功能模块组成了四层架构的数据采集软件系统，数据采集软件系统对接收到的电能数据进行处理；其中，各软件功能模块实现的功能分别为：

数据接口层用于实现与不同设备之间的数据交互；其中，

业务服务接口用于不同类型客户端进行数据的访问；

数据源协议接口用于检测、采集现场不同设备的数据；

CACHE接口用于服务器的高速缓存提升数据访问的速度；

DB数据接口用于数据库数据的访问；

数据处理层用于对电能数据进行格式处理，将其转换为标准格式；其中，

业务管控模块用于主业务管理，包括数据源协议配置、权限管理、数据采集服务和管理服务间通讯接口控制，并提供用户界面的业务服务支持、其他各模块的配置管理；

标准协议模块用于根据不同的数据源协议提供数据格式转换的标准协议转换接口；

动态缓存模块用于将接收到的电能数据缓存到CACHE中，同时管理缓存的时间窗口，根据不同的数据源采集周期配置进行数据清理；

存入数据模块用于根据设定周期存入数据，以方便其他模块存入数据或读取数据库；

数据交互层用于软件内部的数据交互，该交互是以XML/JSON数据交互作为标准交互格式；

表现层是实现人机交互的用户界面，用于提供业务操作界面和数据查询、管理功能。

本发明中，所述的电能数据是指：电压、电流、功率或累积电量数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明将能源管控检测装置采集的电能数据，在数据库服务器进行接受、存储、处理，从而可以通过现有技术中的软件功能模块(如数据显示、能源分析、对标管理、账单管理、报警系统、报表系统、系统管理等)进行面对不同用户使用的展示。

2、本发明可以进一步利用现有技术中的软件分析和统计功能(如销售、后勤等不同区域分类，照明、空调、电梯、其它等不同功能分类)，为用户提供具有用电年月周日的报表统计、KPI、产量或销售能耗统计、历史趋势分析等。

3、本发明中，现场安装的互感器是开放式的，不会造成企业用电设备停用；所有设备是通过不间断电源供电的，能满足市电断电情况的持续运行。

4、本发明可以用于工业企业不同工厂的能源管控、大厦不同类型能源管控、民用企业不同分店的分类能源管控。

附图说明

图1为本发明中采集、通讯、存储的总体拓扑网络图。

1为不间断电源，2为互感器，3为多用户电能监控装置，4为数据采集器，5为网络数据传送设备，6为数据库服务器，7三相电表，8为数据采集功能区，9为数据显示与存储功能区，10为数据传输功能区。

图2为某企业具体能源分类示意图。

12为3路主用电互感器，13为30％销售区域照明3路互感器，14为70％销售区域照明3路互感器，15主电源3路互感器，16为一层广告等销售用电10路互感器，17为一层空压用电1路互感器，18为一层后勤照明用电2路互感器，19为二层广告等销售用电8路互感器，20为二层后勤照明用电2路互感器，21为风机电源用电9路互感器，22为导轨式三相电表，23为多电能监控装置。

图3为本发明中数据采集软件系统架构示意图。

24为表现层，25为数据交互层，26为数据处理层，27为数据接口层，28为用户界面，29为XML/JSON数据交互，30为业务管控模块，31为标准协议模块，32为动态缓存模块，33为存入数据模块，34为业务服务接口，35为数据源协议接口，36为CACHE接口，37为DB数据接口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实现方式进行描述。

首先需要说明的是，本发明涉及数据库技术，是计算机技术在信息安全技术领域的一种应用。在本发明的实现过程中，会涉及到多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括但不限于：数据接口层、数据处理层、数据交互层、表现层、业务服务接口、数据源协议接口、CACHE接口和DB数据接口；业务管控模块、标准协议模块、动态缓存模块和存入数据模块；等等。凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。

另外，本发明所用到的硬件设备均为现有技术，可直接从市场采购获得。例如，多用户电能监控装置可选用安科瑞公司的AMC16MA型号产品；数据采集器可选用昆仑通态公司的TPC1061Ti型号产品；网络数据传送设备可选用可选用有人科技公司的GPRS DTU RS232型号产品。

本发明中的能源管控检测装置，包括用于电能数据采集的三相电表7(例如导轨式三相电表)或多用户电能监控装置3，三相电表7或多用户电能监控装置3中分别设置配套的互感器2(例如开放式互感器)；该装置还包括通过信号线连接的数据采集器4和网络数据传送设备5；数据采集器4分别通过信号线接至所述三相电表7或多用户电能监控装置3，网络数据传送设备5通过有线或无线方式与数据库服务器6相连；各设备分别与不间断电源1相连。三相电表7、多用户电能监控装置3和数据采集器4均带有RS485接口，并通过485通讯线相连。数据采集器4自带触摸屏，或者配置显示屏与键盘；还具有本地的存储设备，具体是指：数据采集器自带的存储容量，或者是SD卡、U盘或移动硬盘。

在所述数据库服务器6上，设有依次相连的数据接口层27、数据处理层26、数据交互层25和表现层24；其中，数据接口层27包括：业务服务接口34、数据源协议接口35、CACHE接口36和DB数据接口37；数据处理层26包括：业务管控模块30、标准协议模块31、动态缓存模块32和存入数据模块33；数据交互层25是以XML/JSON数据交互29作为标准交互格式；表现层24是能提供业务操作界面和数据查询、管理功能的用户界面28。

本发明所述实现能源管控检测的方法，包括：

(1)通过配置在用户使用端的三相电表7、多用户电能监控装置3及配套的互感器2进行电能数据的现场采集；数据采集器4根据设定的采集周期获得采集的电能数据，保存在本地的存储设备，或直接通过网络数据传送设备5上传到数据库服务器6；所述电能数据是指：电压、电流、功率或累积电量数据。

(2)内置于数据库服务器6中的各软件功能模块组成了四层架构的数据采集软件系统，数据采集软件系统对接收到的电能数据进行处理；其中，各软件功能模块实现的功能分别为：

数据接口层27用于实现与不同设备之间的数据交互；其中，

业务服务接口34用于不同类型客户端进行数据的访问；

数据源协议接口35用于检测、采集现场不同设备的数据；

CACHE接口36用于服务器的高速缓存提升数据访问的速度；

DB数据接口37用于数据库数据的访问；

数据处理层26用于对电能数据进行格式处理，将其转换为标准格式；其中，

业务管控模块30用于主业务管理，包括数据源协议配置、权限管理、数据采集服务和管理服务间通讯接口控制，并提供用户界面的业务服务支持、其他各模块的配置管理；

标准协议模块31用于根据不同的数据源协议提供数据格式转换的标准协议转换接口；

动态缓存模块32用于将接收到的电能数据缓存到CACHE中，同时管理缓存的时间窗口，根据不同的数据源采集周期配置进行数据清理；

存入数据模块33用于根据设定周期存入数据，以方便其他模块存入数据或读取数据库；

数据交互层25用于软件内部的数据交互，该交互是以XML/JSON数据交互19作为标准交互格式；

表现层24是实现人机交互的用户界面28，用于提供业务操作界面和数据查询、管理功能。

作为示例：

如图1所示的采集、通讯、存储的总体拓扑网络图。

数据采集终端4配有触摸屏或显示器，采集周期可在触摸屏或键盘上设置，如5分钟。可以显示整个门店整套计量采集装置所涉及的电能情况，显示相关的拓扑关系，并设置相关数据(如数据采集周期等)。数据采集终端4采集到计量设备的数据后，会保存在自带的存储空间中。数据采集终端本身带有128M的存储容量，并且可配置如SD卡、U盘在内的不同存储设备以扩充数据存储能力并人工导出到计算机。

网络数据传送设备5可以通过以太网和3G网络两种方式将数据采集终端里的数据上传到数据库服务器6。例如，通过配置DTU模块以及SIM卡的网络数据传送设备5，由3G网络向数据库服务器6发送数据。数据采集终端4也可以自带以太网接口，直接接入以太网向服务器发送数据。向数据库服务器6发送数据的格式需要和软件服务商统一数据包的格式和网络传输协议。考虑到网络可能存在中断情况，数据传输方案考虑了断点续传和数据拷贝功能。数据采集终端4可存储2个月的数据，并可以在恢复通讯后，接收来自服务器的指令，将某一时刻之后的所有数据条目再次传输一次给服务器。也可以直接通过手动的方式导出相关数据的excel文件(符合软件供应商的要求)，然后通过软件服务商开发的WEB系统导入到相关数据库之中，从而为客户提出持续的数据纠错能力，保证数据传输的可靠性。

如图2为某企业具体能源分类

使用一个三相电表22检测总的电能，使用多用户检测装置23可以测量2路三相电能(即13与15)，36单相电能(包括1路检测三相电能14，32路单相电能16-21)，而按照此分类方法可以通过增加44个开放式互感器达到基础电流检测目的，通过使用一个三相电能表与一个多用户检测装置就可以达到全店能源数据分类统计的要求，即该企业分类统计功能(如销售、后勤等不同区域分类，照明、空调、电梯、其它等不同功能分类)。在通过前述采集、通讯、存储的总体拓扑网络对于基础数据获取，在后述数据采集软件系统功能支持之下，完成企业能源数据实时、分类统计分析。

如图3数据采集软件系统架构图，总共分为四层：

数据接口层27：主要用于和设备进行数据交互，需要接入各类不同业务服务接口34、不同数据源协议接口35、不同CACHE接口36、不同DB数据接口37；存入数据接口将数据保存到数据库或Cache。由于考虑到以后的扩展性，数据接口层的数据接口要能做到可配置化，即能通过添加模块的方式增加其他类型的数据接入。

数据处理层26：配合数据接口，对采集上来的数据的数据格式进行处理，转换为标准格式。根据软件架构图，可将软件分为以下四个功能模块：

业务管控模块30：负责主业务管理，如多数据源协议配置，权限管理和数据采集服务和管理服务间通讯接口控制等。并提供用户界面的业务服务支持。该模块还同时负责其他几个模块的配置管理。

标准协议模块31：主要负责从各个设备采集数据，进行标准数据格式转换。根据不同的数据源协议开发不同的标准协议转换接口，由业务管控模块负责适配。

动态缓存模块32：动态缓存模块负责将实时采集数据缓存到CACHE中，同时管理缓存的时间窗口，根据不同的数据源采集周期配置进行数据清理。

存入数据模块33：该模块的主要功能就是提供根据数据采集周期拣取数据的存入DB中，以方便其他模块将数据存入和读取数据库。

数据交互层25：由于考虑到数据的复杂性，所以软件内部的数据交互采用XML/JSON数据交互29作为标准交互格式。

表现层24：就是用户界面28，提供业务操作界面和数据查询、管理功能等。