智能建筑中電力監控系統應用分析

摘? 要：電力監控系統是電力系統平穩安全運行的重要保障，已成為供配電系統中不可或缺的部分。電力是建筑系統的重要輸血系統，智能建筑也不例外，加強智能建筑中電力監控系統的應用，對保障智能建筑的運行安全、高效、舒適、可靠至關重要，文章將簡要分析，為智能建筑中電力監控系統的合理運用提供一些參考和啟示。

關鍵詞：電力系統;電力監控系統;智能建筑;特點;應用

中圖分類號：TM764? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1671-2064（2020）03-0000-00

隨著科技和信息技術的不斷進步，智能建筑的建設越來越多，功能也越加完善，一個高效的電力監測系統，能極大的提高智能建筑的運行效率，實現信息化管理，降低成本，提高供電可靠性、安全性，提高電力服務質量，值得積極研究應用。

1智能建筑的特點

智能建筑（Intelligent Building）是時代的產物，是隨著高科技和信息化技術的進步運用而產生的，是現代建筑技術、通信技術、現代控制技術等多學科技術與高新技術的集成，我國智能建筑專業委員會將智能建筑定義為：利用系統集成方法，將智能型計算機、通信技術、信息技術與建筑藝術有機結合，通過對設備的自動監控，對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合，所獲得的投資合理、適合信息社會需要并且具備安全、高效、舒適、便利和靈活等特點的建筑物。[1]智能建筑主要由樓宇自動化系統（Building Automation System，BAS）、辦公自動化系統 （OAS）、通信自動化系統 （CAS） 三大部分組成，所以不少學者也把智能建筑稱為3A建筑，樓宇自動化系統是智能建筑的核心系統，通過綜合網絡自動化控制中心，實現對建筑內各部分各種設備的綜合控制，包括照明設備、空調、電梯、消防等，良好的樓宇自動化系統能為智能建筑創造一個舒適、節能、便捷的環境。

智能建筑是各學科的集成，具有自己的特點：智能建筑是以計算機技術為主要依托的，計算機是整個智能建筑的有機組成部分，智能建筑內各種設備的控制和管理都需要依靠計算機來進行，這也表示，智能建筑除可以為客戶提供廣泛的業務;智能建筑離不開通訊技術，通訊技術的水平越高，智能建筑的通訊水平也就越高，傳遞、共享的信息就越海量、迅速、及時，所以智能建筑需為不同的客戶配置不同的可靠的通訊系統，便于顧客通過不同的網絡渠道實現其服務;智能建筑通過智能化集成體現智能建筑的有關功能，BAS、OAS、CAS三大系統最后會集成一個完整協調的整體，實現信息的交換、傳輸、控制、管理和相關功能的實現，十分方便。

2電力監控系統概述

電力監控系統就是電力系統的自動化，它的發展是伴隨著工業自動化的發展而發展的，先是局部自動化，后來發展為綜合自動化，并隨著電力的改革不斷發展。

2.1電力監控系統的基本類型及基本子系統

根據電力監控系統的覆蓋區和規模，電力監控系統有很多類型，我國目前最大的電力監控系統是國家電網，設備先進、系統龐大，實用高效，運行穩定、安全，擁有絕對的市場占有率。[2]

電力監控系統的組成較為復雜，絕大多數的電力監控系統主要由3個子系統構成：控制現場子系統、信息處理與控制子系統、人機交互子系統?？刂片F場子系統主要由遠程1/0 單元、PLC、保護單元、變送器、傳感器、執行裝置等構成，信息處理子系統主要負責信息的采集、信號處理和反饋;人際交互子系統主要通過模擬屏、顯示器、打印機、警報系統等為系統的管理人員提供完整的系統運行狀態信息。[3]

2.2分布式監控系統的結構分類

電力監控系統中，分布式監控系統是比較常見的監控系統，根據系統結構類型、實際應用中的系統功能可分為不同的類型，通常，多按實際應用中的系統結構類型，分為工業級微機+通信系統+操作管理機、單回路控制器+通信系統+工業級微機、PLC+通信系統+工業級微機、工業級微機+通信系統+工業級微機、智能前端+通信系統+工業級微機等幾種。

2.3分布式控制系統的通信網路形式

分布式控制系統通常采用2種基本網絡形式：（1）主——從形式。主機通常是智能設備，絕大部分人習慣稱之為主站、中心工作站，主站承擔著與它連接的網絡設備之間的通信控制，從機就是智能變送器、可編程的控制器、各種單元插板和單回路調節器等。這個形式中，主機可以獨立訪問從機，控制所有從機，但從機之間不能直接通信，系統對主站的依賴程度非常高，采用輔助網絡便于主站發生故障時使用十分重要。（2）同等——同等形式。系統采用不同的主站控制網絡，每個設備都能獨立的使用和控制網絡，相互之間能互相通信，某個設備發生故障的時候，不影響其他設備的使用。兩種形式各有優缺點，現實中，智能設備使用的電力監控系統，多是兩者的結合，利用兩者的優勢，提高監控質量和效率。

2.4監控級別設備

具體運行過程中，自動化監控的一大重要功能是實現人機交互，人機交互采用2臺工業控制計算機控制，其中1臺作為備份。工業計算機系統主要包含了傳感器、信號傳輸、處理、接口、處理器等部分，實現數據的自動采集、自動檢測與控制，相比于商用PC，工業計算機擴充性能較好、對惡劣環境具有較高適應性，電壓適用范圍寬、信息處理迅速準確、可實現無人值班的自動操作，計算量容量大，所以是市場的主要設備，并且發展十分迅速，功能不斷擴展和完善。

2.5現場級和控制級設備

分布式控制系統，運用了可編程的控制器，采用了模塊化中型 PLC 系統，快速、通用、數據計算處理能力優越，操作簡便，能快速的完成完整的指令集，適應多接口（MPI）和連網，還能實現綜合診斷、口令保護等，功能十分強大。系統組成的模塊有以下幾個部分：電源模塊、中央處理器、交流電源、信號模塊（主要實現數字量輸入輸出（DI/DO）和模擬量輸入輸出（AI/A0）功能）、通訊處理器（主要用于連接通訊網絡）、功能模塊（主要用于高速計算和定位）、智能儀表（集遙控、遙測、監控于一體，具有自動監控和保護功能），通訊介質（雙絞線和光纖）等，具體模式圖如圖1。

3智慧建筑中電力監控系統的應用及作用

電力監控系統在智能建筑中的應用十分普遍，太陽能、地源熱泵型空洞、水環熱泵空調等技術配電室配電、照明、通信、預警等各方面都有所涉及。下面列舉幾個方面進行說明：

3.1在配電中的運用

智能建筑中，絕大多數系統都離不開配電系統的支持，如果利用電力監控系統進行合理配電，系統能對各種模擬量、電度量、開關量、保護信息等實時數據進行采集和預處理，并以一定格式存入實時庫，定時更新，傳感器接收到的信息經過處理后會發送到總控單元和執行機構，幫助監控系統讀取電表、進行計算、根據所獲信息進行配電，防止跳閘事故發生，或者通過電力安全監測，如果居民用電超過負荷，系統會自動切斷電源，開啟保護，提高配電的安全性和可靠性。

3.2在樓宇控制中的作用

智能建筑中，電力監控系統和其他系統是有一定相連的，樓宇自動化系統是智能建筑的核心，這個核心系統包含了多個子系統，比如照明、通風、給排水、消防、安防等，電力監控系統與這些自動化系統緊密相連，能保障各子系統的正常運行，比如，通過電力監控系統控制建筑的開關，根據需求靈活調整照明，節能降耗，利用電力監控系統和智能傳感器對整個消防系統的運行狀態進行監控，一旦異常，可啟動警報，保障居民安全。比如，電力監控系統和太陽能集熱系統相連，太陽能電池板的集熱，通過一定渠道傳入進入自動顯示系統，完成發電系統的能量轉換，將電輸送至各個家庭，自動顯示系統和電力監控系統連接，監控系統就可對輸送的電流、電壓、電量、輸入門戶等進行監控并調節，提高配電效率，節約資源。

3.3在通信中的運用

智能建筑中，通信是不可或缺的，是保障數據傳輸的關鍵，利用電力監控系統加強對通信系統的監測，加上智能化網絡，結合通信衛星技術，能使智能建筑內數據的傳輸更加流暢、便利，提高通信服務質量。

4智能建筑的發展前景

我國的智能建筑研究從20世紀90年代開始，1990年，北京發展大廈是我國的第一座智能建筑，然后，上海經貿大廈、深圳地王大廈、廣州中信大廈等一批智能化程度較高的大廈相繼建成，智能建筑在我國發展十分迅速?！?013-2017年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》中顯示，我國的智能建筑行業從2005年之后，一直保持20%的增長速度，雖然遠低于美國、日本，但表現出了極高的增長率和廣闊的市場前景，曾有國外權威機構預測，21世紀，全球超過四成的智能建筑都將在我國，數量可能是全球之冠，速度無人能及。[4]

我國的智能建筑雖然在建筑定位、專業性服務、管理、原理念研究、信息控制技術應變能力調整、智能建筑的規劃設計人才培養、系統化集成產品研發等方面存在很多缺陷，基礎相對薄弱，相比于西方發達國家起步較晚，但是，我國的智能建筑發展十分迅速，具有廣闊的市場前景，隨著近年科學技術的飛速發展和人們需求的增多，我國的智能建筑正向著更高水平方向發展，多媒體通信的運用將更加廣泛，智能建筑的應用范圍、服務內容將更多拓展，智能建筑的安全監管將更全面、嚴格，智能建筑與家庭智能化聯系將更加緊密，民用智能建筑的使用將大幅增多，無線局域網的應用促進智能建筑更加便捷，神經網絡技術、虛擬現實技術的應用將更加普遍，人們的生活方式、生活習慣、思考方式將得到較大改變，促進居民生產生活質量的提高。

5結語

近年來，我國智能建筑發展十分迅速，智能建筑中，良好的電力監控系統為建筑各功能的順利實現提供了良好保障，文章從智能建筑的特點出發，介紹了電力監控系統的基本概況，簡要論述了其在智能建筑中的應用，探討智能建筑的發展前景，希望能給當前的智能建筑研究和電力監控系統在智能建筑中的應用探索提供一些參考和借鑒。

參考文獻

[1] 陸偉良.智能化建筑導論[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.

[2]連文奇.電力監控系統在智能建筑和電氣節能中的應用[J].數字社區&智能家居，2008（1）：93-95.

[3]林璽.智能電力監控系統在電氣節能中的應用[J].科技傳播，2014（13）206+210.

[4]范國強.智能建筑技術的發展與應用[J].智能建筑與智慧城市，2018（3）：46-47.

收稿日期：2020-01-07

作者簡介：盧俊森（1974—），男，云南永善人，本科，高級工程師，研究方向：電氣自動化、信息化。