数字能效管理范文

时间:2023-10-26 11:39:21

数字能效管理

数字能效管理范文第1篇

关键词:低碳建筑;设计初期;实现方法;

1. “低碳”建筑

我国是建筑业大国,每年有大量的资源、能源的消耗。为改善对资源、能源的大量损耗和对环境的破坏,提出设计“低碳城市”的理念。低碳建筑,指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内, 减少化石能源的使用, 提高能效, 最终降低二氧化碳排放量。也就是提出了建筑物的“可持续发展”,提高建筑物能效,较弱对环境的破坏程度。

我国的“低碳”建筑认识尚浅,存在部分错误的认识。由于只看到眼前利益,忽略长远利益,导致部分人认为高成本的“低碳”建筑不利于经济的发展。“低碳”建筑可能在短期内收效不明显,其有成本较高、一次投入资金较大、投资回报时间长的特点,还有可能造成短期内房价上涨。但鉴于这几年环境破坏程度相当严重,我们国家需要加强对环境的保护,具体措施就体现在对建筑物的节能减排上,通过建筑设计上更利于提高能效的方法,将设计重心放到节能减排上来,是实现“低碳建筑”的根本。由于建筑设计上,未能有标准化的建筑节能评估体系,给“低碳”建筑的设计制造障碍。2009年我国正式了《中国栗色低碳住区减碳技术评估框架体系》,该体系的推出有利于对“低碳”建筑设计作出正确的评断,对“低碳”建筑的发展有一定的推动作用。

2. “低碳”建筑的设计初期存在的问题

有关研究表明,大多设计环节的失策处于设计的初期阶段,成为“低碳”建筑评估的重点评估内容。建筑设计基于CAD制图操作软件,其中的大量能效计算在设计的后期完成,而后期计算对已经成图的设计意义不大,只能作为判断标准的参照。而且,设计阶段全部由设计师人工完成,其工作量大,耗时长,设计质量也难以保障。现代设计技术常采用计算机操作,评估设计的能耗损失,常通过相关能耗模拟软件来实现。

计算机建筑能效模拟分析技术已在国外取得较为先进的发展成果,基于节能标准的分析软件应运而生,如美国的DOE2、Energy Plus,日本的HASP,我国的DeST操作软件等。通过能效模拟软件,提高了工作的精确度和高效性,优化了建筑设计,完善了“低碳”建筑,在低碳设计中得到广泛采用。以往低碳评估分析在设计中后期才开始使用,不利于“低碳”建筑的设计效果。所以,实践证明了低碳建筑设计的设计初期应用是实现建筑节能减排目的的最佳手段。

为了使建筑能效模拟分析真正提高“低碳”建筑质量,必须在方案设计初期就引入,实现:1. 设计全过程实现快速的能量分析,帮助改善设计方案。2. 模拟效果较好的帮助了科学的设计决策。3. 建筑能效模拟的操作软件快捷、简易,能被广泛利用于设计过程。

3. “低碳”建筑设计的实现方法

(1)BIM技术介绍。BIM 即建筑信息模型(Building Information Modeling),BIM技术广泛用于低碳建筑的设计。其原理基于对象的建模技术。该虚拟建模包含了建筑材料和构件的特征信息,为一个综合的数据库管理。其在设计上应用广泛,可用于结构设计、设备管理、工程统计、成本计算、物业管理等相关建筑工程管理。BIM技术有效的利用了3D CAD技术,成功的解决了2D图纸无法反映的建筑空间信息问题。并且,通过导入相关的能量分析软件,实现了对建筑能效的分析结果。统计结果包括建筑热性能指标、月、年能耗量、自然采光水平等。总而言之,BIM技术通过智能化的平台能正确、有效的对“低碳”建筑性能进行评估。

BIM软件包括大量的建筑信息,如建筑材料、建筑构件,是准确虚拟建筑模型,能有效是实现设计阶段的快速能量分析,对碳足迹、能耗、能量平衡问题进行正确分析和评估。较以往设计人员耗时完成的分析过程,通过计算机技术智能化水平缩短完成时间。并且,BIM软件操作简便,易于使用,通过建模得到的数据结果,直观有效,很好的完成“低碳建筑”的设计目的。

BIM技术实现了能效模拟结果的反馈,在建筑设计阶段,通过虚拟建模对能效的快速分析,并直观的图标表示,不仅让设计人员及时了解建筑物的能效信息,更有利于信息结果的交流和进一步优化节能设计。

(2)其它数字化技术的应用。将数字化技术的相关软件应用于低碳设计过程。如Green Studio Building软件,可以测算和模拟建筑物的排碳量,通过计算机操作实现几分钟内的测算。同时,利用数字化技术(如Autodesk Ecotect Anlysis)软件,在建筑物设计上实现参数化的设计,通过分析声、光、热以及是室内空气质量等,实现数字化的精确调控。并有将数字技术与环境科学结合分析对建筑物的碳排放指标、低碳效应等问题进行测算。

低碳设计的数字控制技术。在借鉴和利用当前的生物技术、防污染技术、再循环和资源替代技术等环境保护技术上,建立了建筑物和周边环境共生、改善碳排放量的建筑节能技术体系。

低碳设计的现代综合技术应用。在低碳建筑设计上借助各种数字操作软件,实行设计与管理上的统一,将数字管理系统、排水系统、配电系统、照明系统等结合分析,形成了综合的分析系统,在建筑设计上实现所有机电设备、能源设备、电讯设备统一,将建筑物中的各子系统合理、高效、协调运行。其中,数字化技术的应用就如同电脑CPU,决定和控制着各个部分,从而达到了“低碳”建筑的设计要求。

(3)网络在低碳设计中的应用。通过网络,能在建筑物设计上通过数据采集和实现管理监控。并将信息集成系统作为平台,通过分项能耗计量系统,适应各种类型建筑物的设计要求。如能准确计算建筑物各部分的能耗量、对建筑物周边环境进行监测、监控建筑物各设备的运行情况等,实现了有效的监督。

(4)低碳设计中的仿生学原理。根据建筑设计的仿生学应用,提出了低碳设计策略“建筑腔体”。即为建筑物在空间体形上的确定、各种技术措施的应用,能够较好的分配和利用了可再生资源,能够通过这种手段,实现低碳排放高舒适度的建筑设计。通过分析建筑场地的气候因素,环境在物理意义上的形态造成的微气候,具体能量流特征等等。在设计整合中,将具体技术要素,转化为腔体类型进而发挥其生态效应。这是通过对模拟建筑物周围生态环境的变化,进行对“低碳”建筑设计的改良、调整。

4. 结语

数字能效管理范文第2篇

【关键词】云平台 家庭智能 电力能效分析

如何实现对电力能源的有效控制是电力行业发展的主要问题。为达到节能用电的目的,首先需要对家庭用电情况进行分析。在大数据时代的冲击下,建立家庭智能能效分析系统良好交互通道必不可少。用电的分析数据需要展示给用户,用户可以根据分析和建议调整用电行为,及时远程控制用电状态。这种交互应建立在用户乐于接受,方便使用的平台上。而云平台的家庭智能电力能效分析系统则具备该方面特点。

1 云平台的家庭智能电力能效分析系统的特点

该系统特点包括进行用电计量控制和电能数据采集的家庭智能配电装置,对采集的电能数据进行收集、存储和分类统计的电力能效数据云平台,以及根据云平台的电能数据进行用电信息管理的家庭用电交互终端;其中,所述家庭智能配电装置安装于用户用总电的用电入口处,包括2个以上单路用电计量控制器,用于计量和控制配电给家庭内的不同用电区域或用电类别的电器电路;还包括与单路用电计量控制器相连的通信模块,完成对多个用电计量控制器的识别和数据的采集并与网络路由器进行通信。同时,为使得该系统正常被投入使用,需满足以下几方面特点:

(1)家庭智能配电装置还包括用于进行过压、过流和漏电保护的数字计量电路。

(2)数字计量电路为输出数字量的电能计量芯片,或者具有电能数字量输出的电能计量芯片+CPU组合的单芯片。

(3)家庭用电交互终端为装有智能交互系统的终端设备。

(4)家庭用电交互终端为智能手机。

2 云平台的家庭智能电力能效分析方法

对各个单路用电计量控制器进行编码;各个单路用电计量控制器,分别计量控制家庭内的各个不同用电区域或用电类型的电器电路,单路用电电能及单路通断;通信模块识别各个单路用电电能并进行采集;通信模块通过网络路由器将采集到的各个单路用电电能上传到电力能效数据云平台;电力能效数据云平台将收到的数据进行收集、存储和分类,将用电情况信息发送至家庭用电交互终端。在优选的条件下,该类方法还需要包括有以下几方面特点:

(1)家庭用电交互终端根据用电情况信息设置各个用电单路在某个时间段的通断。

(2)家庭用电交互终端直接从网路路由器提取当前的各个用电单路用电情况信息,并实时设置各个用电单路在当前的通断。

(3)电力能效数据云平台通过大量家庭用电数据的统计,针对单个家庭总路用电情况与大量家庭总路用电情况进行比较和分析,将分析数据发送至家庭用电交互终端。并提出用电建议并将用电建议发送至家庭用电交互终端。接着将分析数据发送至家庭用电交互终端。

3 该系统应用实例分析

云平台的家庭智能电力能效分析系统,包括进行用电计量控制和电能数据采集的家庭智能配电装置,对采集的电能数据进行收集、存储和分类统计的电力能效数据云平台,以及根据云平台的电能数据进行用电信息管理的家庭用电交互终端;其中,所述家庭智能配电装置安装于用户用总电的用电入口处,包括2个以上单路用电计量控制器,用于计量和控制配电给家庭内的不同用电区域或用电类别的电器电路;还包括与单路用电计量控制器相连的通信模块,完成对多个用电计量控制器的识别和数据的采集并与网络路由器进行通信。

通信模块通过工业总线(RS485、MODBUS)与控制器进行连接,每一路的计量控制器均有一个编码,通讯模块完成对多个用电计量控制器的自动识别和数据的采集。也下传远程的控制命令。通信模块通过网络路由器,完成与后台的电力能效数据云平台和家庭用电交互平台的数据通信。

每一路的单路用电计量控制器配电给家庭内的不同用电区域和用电类别的电器电路,如:照明、插座、多路的空调、厨房等。

所述家庭智能配电装置还包括用于进行过压、过流和漏电保护的数字计量电路。在本具体实施例中,所述数字计量电路为输出数字量的电能计量芯片,或者具有电能数字量输出的电能计量芯片+CPU组合的单芯片。

每一路单路用电计量控制器均能通过交流电能计量电路(由电阻式传感器和计量芯片组成),计量所消耗的电能,由控制器内的CPU计算出电流、电压等用电的参数。多个单路用电计量控制器可以通过装置的总线汇集数据到装置的通信模块。

每一路控制器测量了电流电压等用电参数,控制器可以根据测量的值进行判断,自动执行对计量控制器内的继电器开关进行控制,实现过压、过流、漏电保护动作功能。现有技术中的过压、过流、漏电保护装置往往采用机械式或模拟电路构成,如:采用放大器、比较器、施密特电路等,电磁式漏电保护,它们的精度较低,一致性也较差。本云平台的家庭智能电力能效分析系统采用数字计量电路(电路计量芯片),精度和一致性很高。由CPU读取计量电路的数字量,计算出电流、电压、电能等数据。

4 该分析系统系统的主要优势

平台集成专家系统,可以计算出一些可以比较的用电数据,用以与单个用户进行比较。可以生成单个用户的多种维度用电分析数据,可以为与用户的交互展示提供数据。如多种用电及能耗信息统计图形、曲线和报表,以日、周、月、年为周期的电能消耗统计报表,为用户提供全面有效电能消耗数据;可在不同时段下生成各种用电/能效数据报表和曲线,帮助用户掌握最大负荷和最小负荷的发生时间、用电习惯、用电趋势等。

用户可以根据用电分析报告和用电建议远程控制家里的电力线路,主动调节自己的用电习惯,手动在家里进行家庭用电电器的开关控制,同时也可以远程监测到家里的用电情况,远程控制开关。系统实现人性化的方式进行家庭节能增效、减小家庭开支,提高整体电网运行效率。

总之,与现有技术相比,云平台的家庭智能电力能效分析系统的有益效果是:其通过自行记录用户单路和总路用电信息,通过云端数据分析家庭用电习惯、分析判断电器的种类。并指导用户如何省电。其在持续推广向,必然能为国家节约大量电力资源。

5 总结

云平台的家庭智能电力能效分析系统能准确而有效对用户用电情况进行分析,为节约用电提供有效指导,具备极大的发展潜能。

参考文献

[1]王静莲.面向异构计算的能效感知调度研究[D].济南:山东大学,2015.

[2]冯旭阳.智能家居与光伏发电能效协同控制设计[D].北京:华北电力大学,2015.

[3]黎金锋.计及户用分布式光伏电站的智能家庭能效管理系统研究[D].上海:上海交通大学,2015.

[4]荆超.智能电网用户端能源管理框架及关键技术研究[D].上海:上海交通大学,2011.

[5]姚凡.居民用能效监控系统的研究与设计[D].长沙:湖南大学,2011.

作者单位

数字能效管理范文第3篇

关键词: 数字化新型营区规划和设计能效体系可持续发展

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

前言

当前,科技、生态节能已经成为全球经济和社会发展的关键词,在国内外的城市建设中,科技生态节能建筑和小区的理论研究及建筑实践已取得显著成果。信息技术作为新技术革命的核心,已经引发新的军事变革,信息化已成为推动军队现代化建设的巨大动力,已成为军队发展的必由之路,也对军队营区规划和建设提出了更高的要求。

对军队而言,新型营区建设尚处于起步和摸索阶段。勘察设计部门在军队营区规划和建设中是重要的一环,应结合军队各类军事职能部门的特殊性,制定各类具有不同特点的营房保障建筑体系(实体体系),同时设计能保障具有不同需求和侧重点的附属保障体系(能效体系),要转变设计理念,由重实体保障向重效能保障转变,以保证军事需要、提高部队战斗力为根本目的,不断强化营区军事功能,为国防建设做出自己应有的贡献。

基本概念

数字化(5A)营区的基本组成

数字化营区就是将营区地域范围内,多个具有相同或不同功能的建筑群按照统筹方法,充分利用计算机技术.网络技术.通信技术.多媒体技术和软件技术等高科技手段,在统一技术体制和管理体制基础上,按照综合集成的思想,对功能进行智能化,使资源充分共享,统一管理和控制.

数字化营区强调节约生态,智能集成,统称为“5A”营区,即包括指挥控制及办公自动化系统CCOAS(Command Control and Office Automation System);通信自动化系统CAS(Communication Automation System);建筑设备自动化系统BAS(Building Automation System);其中BAS包括防火监控系统FAS(Fire Automation System);保安自动化系统SAS(Stafety Automation System)。

数字化营区的实现,关键是规划和设计营区的三个技术平台,即:智能化系统的物理平台、技术平台、操作控制平台。因此,营区必须具备一个开放性的技术体系结构,满足营区向信息化营区可持续发展的要求。

物联网技术及应用前景

目前对“物联网”比较普遍的理解是,把所有物品通过RFID(无线射频识别)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与通信网等连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

物联网技术的引进和融入,会使现代军队作战后勤的特征更加明显。首先是物资流动管理自主,其次是物资管理过程快捷;再次是物资信息管理准确。从当前军队后勤实际情况看,要适应物联网技术和后勤信息化建设的双重需求,必须有计划、有准备、有步骤地进行相关设计和建设。新型营区的规划和建设应当充分吸收外军后勤成果,在相关领域先行推进,并小范围地逐步与物联网对接,进行前期运行。在物联网技术逐步发展和完善过程中,着力研究新的保障模式,按照循序渐进,边研边建的思路探索,有效将物联网和军队信息化后勤保障体系结合起来。

二.数字化新型营区的基本构成

1.指挥自动化系统

营区建设的核心是指挥自动化,其系统通常由数据库,服务器,专用设备,系统支撑软件,应用服务管理软件,系统管理人员和运行管理制度等部分所构成。主要包括综合布线系统、计算机网络系统等。

2.营区通信自动化系统

是保证营区内语音,数据,图像传输的基础,同时与外部通信网相连,与上级和下级通过310网和军事综合数据网互通信息。

3.营区楼宇自动化系统

楼宇自控系统应用现代控制技术,节约日常的运行管理费用,同时达到以下目标:舒适、节能、降低管理成本、预防突发性事故,并提高设备运行效率。

4.营区安全防范系统

为确保营区安全,除具有哨兵执勤和巡逻外,应建设营区安全防范系统。主要包括周界报警、门禁系统、视频/音频监控、出入口管理系统等。

5.营区消防报警自动控制系统

火灾报警系统具有重要的安全保障作用。该系统属于数字化营区的一个子系统,但又完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运作和操作,完成自身所具有的防灾和灭火的功能,具有绝对的优先权。

6.绿色节能系统

要建设成新型营区,应提倡节能生态,结合军队实际采用一些新能源、新技术。新能源主要有:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等,并对应产生了很多新技术和新工艺,比如太阳能发电、地源热泵、LED灯具、智能照明控制系统等;

7.营区综合集成管理平台

是针对数字化营区的运行管理需求开发的系统集成和管理的软件平台。一般以系统互联、协调管理为核心,能够集成火灾报警、保安监控等各类智能系统,实现营区需要的设备运行监控、能源管理、日程管理、报警管理、物资管理等功能,具备实时、交互的人机操作界面。

三.数字化新型营区规划建设和设计的思考

从当前军队后勤实际情况看,要适应物联网技术和后勤信息化建设的双重需求,在数字化新型营区的规划建设和设计中,应把握住以下几个方面:

以军队信息化建设需求为牵引,总体规划,分布实施;

保密性与安全性相结合;

分系统建设与综合系统集成建设相结合;

遵守国家.军队相应的标准规范和未来发展相结合;

系统性与开放性相结合;

以指挥自动化为核心;

规划和设计中,应充分结合驻地自然环境和营区自身特点、综合运用生态学、建筑学原理突出军营特色,拓展时代内涵,实现人与自然和谐相处、生态系统的良性循环、资源的合理利用,以及军事、生活和文化功能的整体协调,促进可持续发展;重点解决营房自身的节能效果差、过多依赖不可再生的一次性能源、能源利用效率较低的问题,慎重选择建筑体形系数,重点关注外墙、门窗、屋面等部位的设计,结合数字化新型营区的特点,理解各类建筑在数字化新型营区中的角色,简单说,如营区办公楼的机房为“中枢”、出入口值班室为“烽火台”,仓库为“信息台”等,并在建筑内部机房预留出各类信息单元的进出通道,与营区规划的弱电类主管道做好联通,真正让营区内的每个人,每个物品,每个建筑物“动”起来,进行动态化智能管理,从而提高整个营区保障的能效体系,由注重实体保障向注重能效保障转变,为未来实现数字化新型营区创造良好的基础,并避免营区的二次投资和重复建设。

四.结束语

营区的规划设计中,我们只有把握军队保障建设体系发展的大方向,通过对多种先进科技技术的研究,吸取其诸多优点,并结合部队特点,进行更新和改进,结合我国国情和军情,在设计中,尽量做好各类建筑物的规划和建筑物内部功能的合理布局,并依据保障特性,科学对建筑物内部设备进行细化分类,并考虑好各类数字化信息的进出通道,降低未来技术改造和升级的成本,为实现未来数字化新型营区打下良好的基础,为我们的国防建设做出现阶段自己应有的贡献。

参考文献

1.赵提纲、程波.夏热冬冷地区生态节能营区建设问题刍议.机场工程

2.陈小军.黄卫民.边海防军事设施如何守牢用好.报.

数字能效管理范文第4篇

苏波在致辞中指出,近年来我国工业、通信业快速发展,整体素质明显改善,工业化和信息化融合不断深化,信息通信技术广泛渗透到经济社会生活的各个领域。工业和信息化部积极推进ICT技术发展,大力推动两化融合,通过推进企业能源管控中心示范工程建设、开展工业能耗在线监测试点、推进ICT节能减排技术应用等措施促进低碳经济发展。实践证明,信息通信技术的应用有效推动了节能降耗,对实现工业绿色低碳发展作用显著。他强调,为进一步推进ICT促进绿色低碳发展,工业和信息化部将重点推进以下四方面的工作:

一是加快实施绿色IT战略。贯彻落实《工业和信息化部关于进一步加强通信业节能减排工作的指导意见》,制定电子信息制造业节能减排指导意见,制订“绿色IT推进计划”,加强行业指导;发展低耗能CPU、节能电源、高能效计算机,统筹部署绿色数据中心建设,推进绿色节能通信网络中心建设,推动老旧高耗能设备退网,实施通信行业合同能源管理,支持通信基站节能改造,实施通信营运企业、设备制造企业自愿减排,签署节能自愿协议。

二是实施“数字能源”计划。组织开发高耗能行业“数字能源解决方案”,推进钢铁、水泥等重点行业能源系统在线仿真技术应用,继续支持重点耗能企业建设能源管控中心,实行企业数字能源分级管理,推进工业能耗在线监测区域试点,建立地区、行业、重点企业三位一体的工业能耗监测和预测预警体系,实现能源管理的数字化、可视化、智能化。

三是推进电子信息制造业节能降耗。支持电子信息制造业实施节能降耗技术改造,实施电子炉窑改造工程,支持专业机构开展企业能效诊断服务,主要标杆指标和标杆企业,推进能效对标达标。推动建立一批电子工业节能技术中心,节能技术和产品设备指导目录,支持太阳能光伏、CLED等节能降耗技术创新。实施“0.5W”待机功耗项目,强制推行0.5W待机功耗,开展电子信息产品绿色制造和生态设计试点。

四是实施高效节能电子信息产品推广政策。完善平板电脑、计算机、打印机等电子信息产品能耗标准,加强能效标识认证,开展平板电视等产品“能效之星”评价;实施节能产品惠民工程,推动将复印机、打印机、笔记本电脑及高效照明等节能产品纳入政策支持范围,利用政策支持加大节能产品推广力度。

数字能效管理范文第5篇

积极构建交流平台 齐心协力促行业发展——第二届全国智能建筑行业协(学)会秘书长联席会议召开

大连市智能化专业委员会主任 汤勤荣:推进智能建筑行业的健康快速发展

重庆市建筑业协会智能建筑工程专业委员会秘书长 王正中:坚持双向服务 促进行业发展

南京邮电大学 黄筱淑:努力搭建企业与政府相关部门沟通的桥梁

四川省通信学会建筑智能化专委会、四川省勘察设计协会工程设计智能专委会秘书长 黄兆雄:利用专委会专家资源为企业培养智能化人才

福建省建筑业协会建筑智能化分会副秘书长 潘晶:依靠政府支持 实施有效监管

北京市建筑业联合会智能建筑专业委员会秘书长 李家阳:规范行业先从制定规范开始

广西建筑业联合会智能建筑专业委员会副主任 韦彦:发挥专家作用 重视行业监督

陕西省建筑弱电专业委员会主任 陈嘉伟:依靠专家解决企业实际问题

协会搭台 专家唱戏 企业受益——海康威视召开智能建筑专家研讨会

引领视听领域发展潮流——2009中国国际视听集成设备设计与技术展在京举行

海康威视,矢志成为一家受人尊敬的专业公司和全球安防产业的领跑者——访杭州海康威视数字技术股份有限公司副总裁蒋玉峰

广东省高校“管理型”节能应用研讨会圆满召开

走近中控 见证卓越——“绿色科技看中控”行业媒体交流活动侧记

探讨电子配线架最新技术——以色列RiT电子配线架技术研讨会在京举行

探讨中央空调系统的节能设计

能耗监测管理平台与楼宇自控系统的结合应用

论楼宇自动化系统的精确节能

浅谈智能化专业与其它专业同步设计的必要性和重要性

立法保障建筑节能——《民用建筑节能条例》10月1日起施行

建筑智能化技术与节能

节能建筑将获“能源护照”——住房和城乡建设部试行建筑能效测评与标识制度

定性定量结合 分级标识能效——《民用建筑能效测评标识技术导则》解读

建筑能效理论值计算测评及软件

民用建筑能效实测及方法

深圳达实“节能灯塔计划”硕果累累 节能量累计将超过6000多万千瓦时,减排二氧化碳近5万吨

加快工程标准化建设 提升行业整体发展水平

机房建设与国家标准

中国建筑电气技术规范简介

提高公共建筑能效的关键——加强暖通与控制系统综合标准建设

安防标准与智能绿色建筑

智能绿色建筑与标准

电子会议专业国标推动技术创新

数字家庭发展与标准化工作进程

发挥引领行业作用推动行业又好又快发展——首届智能建筑行业协(学)会工作座谈会综述

为楼宇经济保驾护航

建筑智能化系统工程行业管理

立足企业发展 拓展服务领域

陕西智能建筑行业正在崛起

“中部地区崛起·安徽智能建筑发展论坛(黄山)”成功召开

中国建筑业可持续发展论坛在京举办

全球Wi-Fi峰会首次在中国召开

加强运维管理 推动智能建筑产业发展

TAIDEN全数字会议系统技术

新型数字化居家式养老社区解决方案

浅谈剧场、演播大厅的空调系统设计和控制策略

优科漫IBMS介绍

六类布线系统测试之探讨

光纤布线的未来会更美好

构建新一代安防网络——科达ViewShot网络视频监控系统介绍

基于对象模型的通用网关设计

数字视频公共安全监控系统组网模式的研究和应用

LED感应灯与智能建筑照明

基于LonWorks总线的中央空调空气处理系统工况模拟技术

苏州工业园区现代大厦计算机网络系统规划

立足于国际市场上的民族企业——访深圳市台电实业有限公司总经理周庆东

十年磨一剑 未来更辉煌——专访铭基电子技术(北京)有限公司总经理赵钢

日海综合布线:正在崛起的民族品牌——访深圳日海通讯技术股份有限公司综合布线事业部总经理夏郑渠

数字能效管理范文第6篇

关键词:电源半导体;能效等级;电源设计;节能

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.001

大家都在谈绿色低碳,谈节能减排,谈保护环境,在清洁能源与可再生能源价格依然居高不下,以及其应用总是受各种制约的前提下,最直接的实现节能降耗又不影响消费者用户体验的办法还是提升电源的能源转换效率。

从输电网络的交流电,到用电终端的各种直流驱动设备工作,随着消费电子产品逐渐取代工业产品成为能源消耗的主力,提升消费电子的能源转换效率,以此尽可能降低不必要的能源转换效率,是最直接有效,也是最简单的节能降耗的办法。

政府一向是推进电源效率要求的规则制定者,金牌电源由美国80PLUS政府机构定义和认证,只有达到该认正标准的才能在美国销售。其中金牌的标准要求PFC+PWM的效率>90%,银牌要求>88%,铜牌要>85%,而至少>80%才能算合格的电源。现在更新的电源标准已经出台,分别是>92%的白金牌电源和更为苛刻的>94%的钛金牌电源标准。

白金牌电源标准的要求具体包括:AC-DC 从PFC到DC输出转换效率达到92%;待机功耗低于0.15W;高的功率密度,小的体积(300W/立方英寸);以及高的可靠性,平均无故障工作时间〉5000小时。钛金牌电源具体要求是:AC-DC从PFC到DC输出转换效率达到94%; 待机功耗低于50mW, 即低于0.05W;更高的功率密度,更小的体积;更高的可靠性,平均无故障工作时间要达到一万小时。

从节约能源及环境保护的要求,必须设计、制造最高效率的开关电源变换器。对于AC-DC,其效率要达到金牌标准,就必须达到90%以上。对于DC-DC,其效率要达到金牌标准,就必须达到95%以上。而绿色电源的定义,空载功率损耗

新能效提出新挑战

对于白金和钛金牌系统,会有两个“较新”的要求:(1)在现有负载点(20%、50%和100%)下具有更高的效率标准;(2)新的10%负载点下最低工作效率要求。为了满足这些标准的要求,必需考虑电源控制技术以及半导体元件。

要获得更高的效率,便必需考虑结合LLC谐振半桥等谐振模式控制技术,以及次级端同步整流技术。在负载范围内不同控制技术的效率曲线也不相同。例如:双管反激式解决方案的平均效率高于LLC谐振半桥方案(后者在满负载条件下具有出色的效率)。更高的平均效率意味着在所有负载点下更容易满足最小值标准要求。此外,必需考虑使用超级结MOSFET等具有低导通阻抗的半导体元件来降低开关损耗。最后,仍然需要使用开关电源(SMPS)专有技术,最大限度地提高给定设计的效率。

面对越来越严格的能效等级,电源半导体产品面临着全新的技术需求挑战,未来几年,面对越来越严格的能效等级,新能源、照明、电信、智能电网、智能家电等市场都具有巨大的增长空间,智能化电源将会受到越来越多的青睐。另外,严格的能效等级也会促进电源管理产品向高效、节能、环保的方向发展。如何提高系统电源的效率是市场所关心的问题之一,注重满载效率的同时,轻载效率,静态功耗也成为设计人员的关注点。

安森美半导体电源市场全球销售及营销高级总监郑兆雄总结电源半导体产品的主体发展趋势体现在以下方面。

1 高能效:提高从满负载到待机(空载)等完整负载范围内的能效,且要提升散热性能。

2 减小尺寸及提升功率密度:利用优化的开关拓扑结构设计更小电源、提高集成度、降低物料单(BOM)元件数量及成本。

3 全球法规及能效标准更趋严格:要确保方案符合规范要求,配合功率因数校正(PFC)及待机能耗要求。

电源管理与功率半导体是改善能效中非常重要的两个部分。在日常生活中,功率半导体应用于从移动通信到航天电子的广泛电子应用之中。最普遍的功率应用是转换、管理和分配。这些应用的基本子系统包括ACDC、DC-DC和DC-AC,所有三种子系统的主要发展推动力量是采用性能更高的开关和控制电路。发展趋势是在系统加入更多的功率电子内容,以便提供各种功能如更便捷的显示(用于消费电子产品的LED显示)、通信(联网),以及系统监控和保护。为了迎合系统发展趋势,功率半导体供应商正在推出具有高能效水平、高集成度和多电源轨的器件。

在功率分立器件方面,MOSFET正在从平面技术转向Super Junction(电荷平衡)技术,以期改善导通状态电阻率(Rds(on))并实现快速开关。至于IGBT技术,则应用沟槽技术来减小片上横向隔离结构的尺寸,有助于减小芯片面积,同时保持性能。据报道,功率分立器件供应商几乎达到了基底材料,硅材料的极限。因而,新材料半导体器件预计将会替代传统的硅半导体器件。宽能带隙(WBG)半导体器件如SiC和GaN开关正在涌现,这些器件采用高成本效益的工艺技术来达到规模经济效益,从而保障大批量生产率。大规模推出WBG半导体的速度取决于市场的需求。市场对高效率、高密度和高温度应用器件的需求不断增长,推动功率半导体供应商以较预期更快的速度投入WBG半导体产品的竞争之中。

即便市场需要更高效的产品,功率半导体客户也仍然需要提升价值。例如,进一步改进大多数广泛使用的硅器件,比如IGBT需要降低Vceon的来减少功率损耗,缩小芯片面积来降低成本,以及利用创新的芯片贴装技术来扩大温度范围并提高可靠性,这些都是今天的市场所需要的。美高森美功率产品部门战略业务发展总监Keith Westrum介绍,他们和客户正在探索使用更高的工作频率来减少实物的尺寸和降低其产品的总体成本。

飞兆半导体中国区销售总监王剑介绍,功率管理IC用于多种消费产品和计算应用的各种功率转换和分配电路中,包括手机、汽车电子和工业等应用。近期,人们将功率管理IC嵌入在超便携设备、手机和膝上型电脑的智能功率管理IC中,这项集成是通过改进制造工艺和设计技术来实现的。功率管理IC的另一项功能是照明管理。最近推出的高效率白光LED为消费产品、计算产品和手机提供了新型照明单元,可以实现从简单的功率管理到调光、智能驱动、接口和保护功能的多种功能(如OTP、OVP、OCP、反向电池电流保护等)。

谈及挑战,国际整流器公司亚太区销售副总裁潘大伟看到,受气候变化、能源安全与成本、全球经济发展和人口增长等问题的影响,大众关心的焦点转移到了能效上。尤其是在家用电器市场内,新法规、标签计划和对更高性能的需求促使制造商利用永磁变速驱动器取代采用AC感应或者有刷DC电机的机电驱动系统。然而,电子控制单元的设计很复杂,并且涉及3个方面 - 数字、模拟和功率级。同时,设计者必须以较低的成本为大批量电器市场实现高性能。

注重系统级的电源设计

从市场角度来看,消费者期望更高的系统效率。这意味着对整机轻载和待机功耗的关注度越来越高,也更加注重系统级电源管理。Maxim战略市场应用经理Jon Day表示,在现有半导体技术基础上,芯片本身的效率仍在增长,但增幅较缓。而对效率的大幅提升需要依靠电源子系统的远端控制。使得用户可以针对整体的系统负载进行优化,设计出尺寸越来越小、效率越来越高的电源。

ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍补充了另外一些变化,电源管理技术供应商已不仅仅局限在电源技术本身,同时更多地关注系统信号链的把握和系统的应用。在系统的角度,通过器件带有的特性提升整体工作效率。比如,电源器件通过检测系统的工作状态,如动态的调节输出电压来达到效率优化的目的。另外,随着系统容量的不断扩充及空间的考量,电源的通道数有所增加,电源器件通过检测输出功率,调节输出通道的开通与关断来达到提升系统效率的目的。从工艺角度来看,功率器件工艺的改进是提高效率的关键。

电源产品制造商面临的两大挑战也许是:在产品寿命期内降低系统的总体拥有成本;就功耗而言使系统更经济,即提高工作效率以使系统更“绿色”。 凌力尔特电源产品部产品市场总监Tony Armstrong介绍,尽管电源管理对新式电子系统的可靠工作至关重要,但是在今天的系统中,稳压器也许是仍然存在的最后“盲点”之一,人们没有办法直接配置或监视关键电源系统工作参数。因此,电源设计师一直被迫使用一大堆混在在一起的排序器、微控制器和电压监察器,以设定基本稳压器的启动和安全功能。数字可编程 DC/DC 转换器已经上市很多年了,特别是具备 VID输出电压控制的 VRM 内核电源。不过,直接从稳压器监视工作状态信息的能力一直缺失,尤其是直接监视实时电流的能力。

使用标准串行数字总线 (例如I2C) 可与数字 DC/DC 转换器实现简单和高效率的通信,PMBus 等新出现的标准方便了组件互操作性的实现。重要的稳压器参数 (包括启动特性和定时、输出电压和电流限制、裕度调节规格、以及过压和欠压监控限制)都能以数字方式直接设定,而不用电阻器和耗费空间的排序及监视产品来设定。此外,诸如温度以及输入和输出电压及电流等关键工作参数可以得到常规监视,并用来优化系统性能和可靠性。

Tony Armstrong特别强调,系统设计师需要克服的一个重大障碍是,器件处于低功率或备用模式时的功耗,因为这时仍然从电池或电源插座吸取电流。因此,自上世纪 90 年代早期开始,凌力尔特一直生产同时具备高效率转换和低静态电流的电源管理 IC。通过采用新的设计方法,以在电源管理和转换 IC 中,在负载电流很大时实现高效率转换,我们可以应对这一挑战。同时,当这些 IC 置于备用或停机模式时,很多新的电源转换产品也具备了较低的静态电流,以便设计师能非常容易地发现合适的产品,以使其最终系统能更加环保。

便携电源设计挑战

便携产品本来就是对电源管理非常苛刻的行业,随着便携设备越来越普及,对便携设备的电源设计能效要求也越来越强烈,并成为电源设计的主战场。

便携式产品集成的功能越来越多,集功能娱乐于一体。对于便携电源产品,由于空间的限制,要求芯片级产品具有更小的体积,更高的集成度,更少的器件。这就意味着电源管理IC要应对电池使用时间、高集成性、可靠性、外形因子以及成本等方面的挑战。而目前,张洁萍认为便携式移动设备的电源管理系统还是存在一些技术上的难题,主要体现在:

1. 电源管理系统中最根本的问题:如何提高电源效率。

2. 平衡效率与尺寸:提高频率可以使用较小的电感,这样可以有效的减少PCB面积。但提高频率的同时,也会降低系统的效率,所以在工作频率和PCB面积间需要找到一个合理的平衡点。

3. RF和音频线路则要求电源管理系统具有更低的噪音和更高的隔离。

就便携式产品的设计而言,除了上面所列的存在很多系统设计师必须克服的关键问题。Tony Armstrong认为还有一个最重要的问题是怎样让热量从设备中散发出来,因为这类设备没有风扇用来实现冷却。因此,这类产品内部使用的电源转换 IC 必须是热效率非常高的,因为电源转换效率欠佳会产生热量。这种热量是在能量传递过程中于稳压器中损失的功率产生的。此外,在很多便携式设备内部,用于实现冷却的空气流动有限,散热器也受到限制,因为这类产品本身的尺寸和可用空间有限。这导致在小型、紧凑的外形中,装入的是密集排列的印刷电路板。因此,将热量排出产品的途径有限。这种热量就等于工作环境温度的上升,这又可能对产品的可靠性产生不利影响。

DC/DC 转换器的转换效率可以按照输出功率除以输入功率计算,或者换一种方式,按照负载功率除以输入功率计算。在电源转换过程中产生热量所导致的结果是,系统设计师必须仔细考虑应该使用什么类型的稳压器。因此,在很多制造商中出现的一种常见的趋势是,采用开关稳压器而不是更简单的线性低压差稳压器,因为开关稳压器可以更高的效率工作。

在几乎任何类型的电池供电便携式设备中都需要多个电压轨,这种情况非常常见。这些轨包括多个微处理器轨和大量特别功能电压轨。因此,对提供必要功率的电池需求已经极大地增加了。不过,电池的外形尺寸一直保持相对较小,而且功率密度仅实现了适度增加。结果,在几乎任何手持便携式设备中,电池运行时间和良好的热量管理都成为了非常重要的卖点。这导致需要非常紧凑和高效率的多输出同步降压型转换器。

同步降压型转换器与传统线性稳压器相比,已经在电池运行时间上有了极大改进。此外,这类转换器提供 96% 左右的效率,几乎无需任何散热器。因此,就电源转换 IC 而言,Tony Armstrong看到的一个日益增强的趋势是,提供多输出器件,例如 6 到 8 个通道,而且所有通道都是同步降压型转换器,以在很宽的电流范围内实现高效率转换,同时以高于2MHz 的开关频率工作,以保持尽可能小的外部组件尺寸和解决方案占板面积。

便携设备集成的功能越来越多,功耗也越来越高,而电池容量及技术的进展仍然缓慢。郑兆雄强调,便携设备设计人员必须适应这种结合许多功能的高集成度趋势,提供足够长的电池使用时间,同时配合消费者对纤薄外形的需求。为了应对这些挑战,可行策略是在选择集成多种功能的主芯片组,同时选用高集成度的电源管理集成电路 (PMIC),帮助简化设计,使控制电源所需的资源减至最少,并将外形因子保持在可控范围之内。虽然高集成度PMIC的应用日益增多,但随着便携产品功能不断增多,集成度相对较低的电源转换IC的需求也增加了,以此配合增加新功能。

新的竞争需求

电源半导体是个技术发展相对平稳的行业,新技术的出现并不多,但是在更高能效需求驱动下,如何帮助客户应用新技术更快更高效进行电源设计,就成为电源半导体厂商竞争的焦点。

绿色、环保、节能一直是这几年电源动力系统技术创新的重点。随着绿色技术在各行业的不断渗透,新的行业标准也在推动产品升级。照明、电信、智能电网、智能家电等领域同样具有巨大的增长空间,也是电源厂商重点关注的方向。节能主要体现在电源产品本身的节能和整体机房节能,而“绿色”主要体现在提高整机效率、减少对电网的干扰以及节省空间、节约成本等方面。另外,模块化电源、网络化电源等也是目前的关注焦点。模块化电源,除了能提高电源供应的可靠性,企业自身还可根据用电负载选配模块。因此,厂商们如果想要在激烈的市场竞争中保持甚至提高市场占有率,持续技术和产品创新是重中之重。

面对这个问题,郑兆雄认为,电源设计相关的新技术包括两方面,一方面,可以采用创新的电源架构来优化电源在完整负载范围内的能效;另一方面,可以细致分析电源各个可能的功率损耗来源,采取针对性的措施来减小功率损耗,进而提升能效,并配合减小尺寸及提升功率密度。例如,当今的电源设计人员不仅要提供更高的满载及典型负载工作能效,也要优化电源在轻载条件下的能效,从而在完整负载范围内均能提供优异的高能效性能。

王剑介绍,飞兆半导体的业务重点仍然是能效及移动连接性的主要应用和市场。一直是追求功率密度领导地位,Dual Cool新型功率专用封装技术,以满足电子产品设计对更高效热管理的不断攀升的严苛要求。该技术通过在封装顶部增加一个散热块,在垂直MOSFET裸片结构的漏极和源极形成一条直接散热路径。利用这种结构,除了到印制电路板的直接传导路径之外,还能利用一个散热系统在封装顶部实现额外的冷却。

最近,为了提升效率和控制性能,许多马达控制应用已经采用了逆变器解决方案。即便在家用电器领域,BLDC逆变器解决方案正在普及。不过,关键问题是如何提高这些解决方案的成本效益和可靠性,许多功率器件供应商针对这一市场推出分立器件或模块解决方案。制造商喜好使用模块解决方案,因为相比分立解决方案,模块解决方案具有数项优势。首先,模块方案有助于提高系统的可靠性和效率。许多成套设备开发人员在设计功率部件和栅极驱动电路时遇到了困难,因其布局周边是非常敏感的。而模块解决方案在设计中考虑了这些因素,以期减小杂散电阻/电感并优化开关特性,这可以通过优化硅晶片安排及缩短引线粘接长度来实现。

近年来,由于越来越需要高能效应用,所以电源管理迅速提到设计日程上来,成了工程师需要解决的首要问题。由于希望系统能够提供更多功能,所以多种终端设备的功率电平和电源密度要求在不断提高。这就要求电源管理解决方案能够以更小的解决方案尺寸提供更高的电和热效率,同时还要满足严格的法规要求和终端用户对更高能效的需求。潘大伟介绍,IR采取的战略包括构建更高效的功率半导体技术和产品与新封装解决方案,让用户无需提高成本即可提高应用效率。我们还提供用户轻松、快速评估和实现这些新电源管理技术所需的工具和工程支持。随着设计者和技术人员逐渐接近芯片的物理极限,进一步提升性能就变得越来越复杂,并且需要付出高昂的代价方可实现。某些情况下,为了提高系统的电源密度和减少能源浪费,同时缩小系统尺寸,降低复杂度和削减成本,需要新技术来构建元件,而其它情况下,则需要新材料。除了努力提高现有硅基电源器件的效率和集成度,IR还将重点开发GaN基解决方案。

目前在电源管理领域有很多热点技术,而新技术的一个典型例子是来自可替代能源领域。显然,任何专注于应对这一领域的电源管理产品都将有极大的增长潜力。

对环境能源进行非常少量的收集和管理,可以借用该能源能用来执行各种功能,以达到部分节能与提高能效的目的,例如监视大楼中的 HVAC系统,从而使能源利用效率更高。在我们周围存在着许许多多的环境能量,能量收集的传统方法一直是借助太阳能电池板和风力发电机。不过,新的收集手段允许我们利用各种各样的环境能量源来产生电能。此外,重要之处并非电路的能量转换效率,而是更多地在于可为其供电的“平均收集”能量值。例如:热电发生器可将热量转换为电力、压电元件可转换机械振动、光伏元件用于转换阳光 (或任何光子源)、而流电元件则可从湿气实现能量转换。这使得能够给远程传感器供电或对电能存储器件 (例如:电容器或薄膜电池) 进行充电,从而可为微处理器或发送器实施远程供电,而无需使用本地电源。Tony Armstrong认为,这反过来又为将凌力尔特的能量收集产品用作潜在的解决方案带来了机会。

可替代能源带来了很多机会,其中一个非常典型的例子是太阳能供电的电子设备市场。随着各公司不断寻求降低能耗的方式,该市场也在持续增长。例如智能电表,这类电表用在智能电网上,希望由环境能源供电,以降低工作所需的能源成本。一个可行和充足的能源是太阳能。不过,因为太阳能是易变和不可靠的,几乎所有太阳能供电的设备都具备可再充电电池。因此,一个重要的目标是,抽取尽可能多的太阳能以给这些电池快速充电,并保持它们的充电状态,以在没有太阳可用时将电池用作能源。

数字模拟的博弈

模拟电源和数字电源经过几年的博弈,目前进入相对平衡的一个阶段,比较而言数字电源和模拟电源各有优势。如数字电源更灵活,但在响应速度、成本及占位面积方面,相比模拟电源仍有不少差距。总的来看,模拟电源仍占据主导地位,特别是在不需要额外数字控制功能的应用中,模拟电源及电源管理芯片毫无疑问是首选。安森美的郑兆雄直言,领先的高性能、高能效电源方案供应商在模拟电源领域也不断创新,包括以创新的电源架构来配合提升电源能效,应对更加严格的能效要求,使模拟电源在未来仍有极广阔的发展空间。MAXIM的Jon Day则表示,目前对于数字和模拟控制方案的对比大多集中在性能方面,但应该看到模拟方案在成本上仍然有一定的优势。不过随着数字电路转向更小的尺寸,这种情况将会发生逆转。数字方案的主要优势在于远端控制的灵活性以及简洁的控制架构——无论在用户级还是系统管理级。

当然,作为新技术出现的数字电源,必然有其自身的优势才具有了挑战模拟电源的可能。以数据中心为例,如果数字电源设计正确,就可以降低数据中心能耗、加快产品上市、具备卓越的稳定性和瞬态响应、并在诸如网络设备中提高系统总体可靠性。网络设备的系统设计师需要提高系统的数据吞吐量和性能,并增加功能。同时,还有一种压力,就是降低系统总体功耗。数据中心面临的挑战是,通过重新安排工作流程,并将作业转移到未得到充分利用的服务器上以使其他服务器能停机,来降低总体功耗。为了满足这些要求,有必要知道最终用户设备的功耗。恰当设计的数字电源管理系统可向用户提供功耗数据,允许做出智能能源管理决策。

Tony Armstrong的观点中,数字电源系统管理的一个主要好处是,设计成本降低,且产品能更快上市。采用一种具直观图形用户界面 (GUI) 的综合开发环境可高效地开发复杂的多电源轨系统。另外,此类系统还可通过该 GUI 实现变更 (取代了“白线”安装焊接法),从而简化了线路内测试 (ICT) 和电路板调试。另一个好处是,由于有实时遥测数据可用,所以有可能预测电源系统故障,并采取预防措施。也许最重要的是,具备数字管理功能的 DC/DC 转换器使设计师能开发“绿色”电源系统,在负载点、电路板、支架甚至安装阶段,以最低限度的能源使用量,达到目标性能 (计算速度、数据传输速率等),从而在产品的寿命期内,降低基础设施成本和总体拥有成本。

数字能效管理范文第7篇

关键词:物联网;节能减排;能耗监测;能源信息采集

0 引言

能源、资源是经济社会可持续发展的重要物质基础,加强能源、资源管理,促进节能降耗,是提高我国经济运行质量、改善环境和增强企业市场竞争力的重要措施,也是缓解当前经济社会发展所面临的能源约束矛盾,建设资源节约型社会、环境友好型社会,实现经济社会可持续发展的根本保障。

目前我国高能耗设备运行状况普遍不理想,能耗高、污染大,迫切需要一种新的技术手段与方法来解决上述问题,提高能效监测的效率,以进一步达到节能减排工作的目标。

1 存在问题

1.1 难以监控、分析、管理

目前城市能耗数据来源全部来自企业自行上报的数据,不能保证数据的真实性和准确性:

监控困难:各能耗企业的现场数据,未与政府部门建立实时数据交换,企业上报的各类数据不可靠性,数据监管困难;

分析困难:各耗能企业的耗能数据、基础数据、支撑数据等,尚未形成统一的系统,未建立数据中心,无统一的数据存储管理,数据分析困难。

管理困难:政府部门缺乏统一的业务监管调度平台,问题处理依赖人工及企业上报,政府与企业间协作?率偏低,联动性不足,管理困难。

1.2 水、电、油、煤、气(汽)能源物质管理困难

很多企业对能源计量工作的重要性认识不足,企业能源计量工作的基础十分薄弱,普遍存在忽视能源计量管理、能源计量器具的配备不符合国家计量要求、能源计量管理体系不完善、能源计量数据不真实准确及能源计量管理机构不健全等问题,为了推进重点用能企业节能减排工作的开展,必须重视并加强企业水、电、油、煤、气(汽)计量数据实时在线采集工作,有效发挥能源计量工作在节能减排中的基础保障作用。

1.3 工业锅炉运行状况普遍不理想,能耗高、污染大

工业锅炉是现在工业生产中必不可少的一个关键设备,同时也是重点耗能特种设备,目前我国工业锅炉运行状况普遍不理想,能耗高、污染大。我国工业燃煤锅炉设计的效率应为72%~80%,燃油(气)锅炉设计效率应为80~90%。但燃煤锅炉实际运行效率平均在60%~70%,甚至还有的在50%以下运行;燃油(气)锅炉热效率平均在75%~85%,也低于设计效率。

2 需求分析

城市中涉及的能源包括六类能源物质(水、电、油、煤、气、汽),每类能源所涉及的计量器具近百种;重点耗能设备几万台;工业锅炉几千台。

2.1 政府职能部门管理需求

为实现职能部门对产业化管理与能源使用的需求,需要建立和完善节能减排指标体系、监测体系和考核体系。对耗能单位、高耗能设备和污染源进行调查摸底。建立重点能耗企业与公共机构、高耗能设备的能源使用及利用效率的统计指标体系和调查体系,实施能耗指标季度核算制度。对重点能耗企业数据网上直报,加强能源统计巡查,对能源统计数据进行监测与分析。

通过公正的能源监测、能效分析系统,建立能源使用以及能效利用的数据采集及统计,从而协助职能部门进一步规范重点耗能企业、公共机构行为,制定行业标准,推进高耗能设备的技术改造,推进全社会节能减排进程。

2.2 重点能耗企业与高耗能设备的监管需求

通过规范化、标准化的能耗监测系统与企业上报,获取企业实时、非实时(上报)能耗数据,并进一步规范企业自身行为,加快企业信息化整体进程,加强对企业能耗利用的规范与管理。

2.3 能耗、能效监测管理需求

建立整体监管运营平台,通过能耗企业自行上报能耗数据、监测企业能耗实时数据,分析设备运行数据并进行能效技术、分析,全面掌握终端的企业业务运行状态中的能源消耗,以及高耗能设备的能效利用数据,对数据进行规范化、标准化,可以及时利用数据分析,形成统计分析决策数据、报表数据、上报数据,提供统一化信息展示,提供节能减排支撑性数据和决策依据。

3 系统建设方案

建设以重点能耗企业、公共机构、重点耗能设备等为主体的能源数据监管、考核管理系统,形成能耗监测体系,建立节能减排指标体系、考核体系,实现企业能耗比较分析,促进产业结构优化调整。3.1 基本信息管理

作为基础信息管理服务,实现对能耗监测企业(重点耗能企业和公共机构)的基本信息以及企业计量器具基本信息、高耗能设备(包括设备类型、设备参数、设备属性、地址、周边环境信息等)的录入、维护与管理。

3.2 能源计量数据采集与能耗监测管理

主要包括在线监测设备的数据共享与远程管理,包括对水、电、油、煤、气、汽、锅炉在线监测、数据采集,以及监测数据和实时运行数据的实时采集、校验、传输与存档管理。

利用物联网将现场仪表和设备采集数据连接到集中器、并接收中心站的命令对现场设备进行控制和调节;集中器通过无线传输接收现场设备的数据传输给计算机并传送计算机下达的控制命令,并通过强大的内部运算进行自动调节。

3.3 能效分析管理

通过对高耗能设备的实时运行数据采集,采集燃料、锅炉给水量、烟气各个成分、测量炉膛温度、锅炉排烟温度、给水温度、现场环境温度、主蒸汽压力、锅炉系统辅机耗电且、炉膛负压表、炉排伺服电机的转速、锅炉燃煤、炉渣、飞灰、漏煤等物质的可燃物元素含量等数据。

依据各个锅炉运行参数的同时可以把各个参数自动输入到锅炉效率计算模型里实时显示出锅炉实际运行效率。系统可以直观显示所有关键参数,从而可以远程观察到锅炉燃烧参数,及时发现锅炉运行的异常情况。

3.4 数据综合分析和能耗监管

对区域内的用能状况进行统计分析,作为政府区域经济管理与决策支持的基础数据,主要包括:

(1)能源消耗网络。

(2)能源消费结构统计分析。

(3)能耗成本结构统计分析。

(4)能源消耗量统计分析。

(5)能源产出、回收利用情况进行统计分析。

(6)能源消耗走势的统计分析。

(7)各区域、行业、企业单位自身的能耗对标分析。

(8)各区域间、同行业间、同类型企业间能耗对标分析。

(9)各区域行业、企业单位与先进指标进行能耗对标分析。

(10)能效计算分析、横向对标分析。

(11)综合能耗分析。

(12)能耗指标完成情况、能源节约量统计。

4 数字化采集物联网

系统实现需要通过能源物质计量器具(水、电、油、煤、气、汽)和锅炉(含电、油、煤、气、汽多种能源物质)的设备数字化采集设备,建立物联网,实现数据实时采集。

4.1 锅炉数字化采集终端

对锅炉的数字化采集终端至少包括水、电、煤、汽等数字化采集终端,还应包括温度、压力等感应器进行温度、压力的数字化采集,需要对多种能源物质进行采集,包括:

(1)进水流量、温度、压力。

(2)蒸汽流量、温度、压力。

(3)进煤量。

(4)耗电量。

4.2 能源物质计量器具数字化采集

现场能源计量设备包括油、气、汽这3类能源基本都使用了流量计作为计量器具,按照目前最流行、最广泛的分类法,可分为:电磁流量计、涡街流量计、浮子流量计、超声波流量计。对于流量计的设备配备选型方案,根据不同的现场环境,必须对流量计做出不同的配备情况,根据运载能源介质管道的管径大小而定。

4.3 数据集中器

各采集终端在各企业或公共机构集中,通过数据集中器实现统一的数据上传,至系统的数据中心。

5 结语

能耗数据采集管理中心的建立,将把对重点能耗企业从计量器具的配备及管理、能源资源使用统计数据以及公共机构的能源资源使用统计数据统一到同一数据平台,在为重点能耗企业及公共机构提供比较分析服务的同时,为政府主管部门能更加全面地对重点能耗企业及公共机构进行监控管理提供平台和监测手段。

数字能效管理范文第8篇

关键词:数字化;抽油机;自动;智能;远程

一、第三代数字化抽油机功能及结构特点

(一)功能特点

1、油井参数、电参数采集和传输。采集电动机电流、电压、功率、频率、功率因数等电参数,采集井口载荷,采集抽油机的冲次、冲程、平衡度等参数,并对采集的参数数据实现本地读取、计算,将站控系统所需参数和示功图进行通讯传输。

2、抽油机平衡度自动判定及调节。自动监测并实时显示抽油机的平衡状况通过对采集的数据进行分析和计算,将抽油机调整到最佳的平衡状况,保持减速器扭矩运行在允许范围内,同时达到节能的效果。

3、工作冲次的判定及调整。自动监测并实时显示抽油机的冲次。

4、多种控制方式。抽油机具有本地自动、本地手动和远程三种控制方式。启停操作能够通过本地手动和远程控制两种方式实现。冲次、平衡调节操作可通过本地自动、本地手动和远程三种控制方式实现。

5、两种控制回路。抽油机具备工频和变频两种控制电路。变频启动能够实现“软”启动,降低了启动电流,对电机进行有效保护,减小了对电网的冲击。

6、超载和超限保护。抽油机控制系统具有超载、失载、缺相、过流、短路、超速、防雷击、防闪断等保护功能。

7、语音提示/报警。按照上位机指令,进行语音提示和报警。

(二)结构特点

第三代数字化抽油机又称游梁平衡无基础抽油机,它是在游梁式抽油机上融合了信息技术、嵌入了传感器、集成电路、软件和其他元件,集成了油井功图和电参数的采集和传输,具有冲次、平衡等参数随工况自动调节的抽油机。

(三)控制系统

数字化智能控制柜是第三代数字化抽油机用以实现上述功能的关键位,其中控制面板由工频和变频转换旋钮、启动和停止按钮、复位按钮、冲次调节旋钮、平衡调节旋钮、数字显示模块组成,用于实现抽油机控制以及调整操作选择。控制模块:实现本机站控系统上位机数据通信、逻辑运算的控制单元,主要包括RTU、三相电参模块、语音模块和数据通信模块。变频器:是实现油井冲次自动调节、电机启动和智能保护的控制电器,主要包括变频器、制动单元和制动电阻。工频和变频回路:是继电器、开关等电器元件组成,变频器发生故障时,系统可自动切换到工频状态。也可人工进行工频、变频的相互切换。具有电机过载保护、电流限幅、输入缺相检测、输出缺相检测、加速过流减速过流、恒速过流、接地故障检测、散热器过载、变频器过载、负载短路等多项保护功能。

二、第三代数字化抽油机现场应用效果评价

1、节能效果显著。以山平4-4井为例,在保证工作制度的情况下,对比常规抽油机和第三代数字化抽油机,节能效果见表1:

由此可见数字化抽油机在同样参数的情况下节能效果非常显著节能效果在40.5%以上。

2、平衡、冲次调节智能、方便、有效。第三代数字化抽油机从可以依靠自动调节功能以及手动调节功能对抽油机的平衡以及冲次进行方便的调节。

3、远程控制可实现无人值守

4、两重控制回路选择以及系统保护

三、存在问题

1、第三代数字化抽油机使用适用于西北黄土高原野外环境,体积较常规抽油机小,且不同型号可满足不同的安装需求,无基础,安装快,投入小。但是正是由于该抽油机无基础,除了对抽油机地基的制作合格外,另外一个较为重要的是地基周围的排水系统是否通畅,否则地基将会发生同程度的软化有坍塌的危险。

2、第三代数字化抽油机控制系统较复杂,模块较多,控制电路元件较多,对于控制柜内元件防尘有更高的要求,要求开关箱密封效果更好。

四、结论与认识

数字能效管理范文第9篇

首先,Fairchild摆开了电源解决方案龙门阵。

外部造配器

据Darnell公司的分析。AC-DC外部电源2009年达到22亿件,2013年将达到33亿件,年复合增长率可为11.1%(图1)。

从应用角度看(图2),最大的增长部分是通信,主要由移动手机驱动,预计2013年将达到23亿件,其中小于75W的产品主要由通信市场驱动。

Fairchild的创新产品有75W以下PWM控制器。通常,8引脚固定频率绿色PWM控制器的不足之处是能效较低,同时待机能耗又较高,Fairchild的FAN6754在有负载时可达87%的平均能效:无负载时小于lOOmW,减少EMI达5-10dB。

手机电源方案

目前提高能效的手机电源方案自顶向下有六个层次(图3):应用软硬件、OS、系统分割(partitioning)、硬件架构、电路设计和制造工程。后四种是Fairchild的专长。

Fairchild的照明MPS(移动功率解决方案)可用于数码相机闪光灯、手机的LED驱动器,例如FAN5902用于手机RF部分,能耗可降低50%。Fairchild还有手机Micro USB的多种方案,集成度高:移动产品的视频方面,专利的uSerDes更小,无需屏蔽壳:Fairchild还推出了业界第一款手机用1080p视频滤波器,尺寸只有,1.0mm×1.45mm:视频/相机开关信号质量高,用于业界标准的MIPI和HDMI互联。翻译器(Translator)是输,入一种电压、输出多种电压Ic。例如带I/O口的微处理器需要1.8V,逻辑层需要3.3V,闪存、平板显示的电压需要更高,FXL3SD206满足宽范围的电压需求:Fairchild还提供手机、MP3耳机用音频系统IP,可用于麦克风ECM或MEMS的数字输出IP。

低压方案

低压传统上指MOSFET工作在200V及以下,通常是多芯片模块(MCM)和负载开关产品,现在业界把“中功率IC产品”也纳入其中。Fairchild创新的MLP(低功耗电源管理)产品有多种小型化封装方案。使传统的SO-8趋向于双3mm×3mm。D-Pak趋向于Power56和Power33,Power56趋向Power33,Power33趋向Power22方案,而能效、功率密度更佳,EMI更小。今后低压MOSFET将在应用方案、Trench(沟槽)MOSFET技术、线性IC设计和封装方面等继续创新。

功率研讨会上的新产品和新观念:SuperFET向SupreMOS转化

在09年12月初美国的Asiapress功率研讨会上,Fairchild离线(off-line)电源的全球技术市场推广经理Van Niemela介绍了该公司的几项创新技术:(1)supreMOS技术,相比SuperFET(图4),有更低的RDS(ON)、更低的输入电容;(2)临界导通模式交错式PFC控制器可提高能效,具有相位管理、低谷开关技术等。典型产品如FAN9612;(3)OILing FET打破了在Smm X 6mm印脚(Pootprint)时Rdsf(ON)1m的最低记录,典型产品如FDMS7650。

美国EDN杂志执行编辑Ron Wilson在主持会议时说,目前服务器农场(Farmer)和基站是最受关注的耗能大户。另外,家庭待机功耗、照明、便携式产品等也是节能关注的热点。

Altera Hardcopy ASIC部门高级总监Dave Greenfield说,为了降低功耗,需要在芯片、软件和系统级方面创新:(1)芯片方面,要平衡制程技术,例如更低的核心电压通常可以降低动态功耗,制程的提高不能对降低静态功耗(漏电流)有帮助,但可以通过其他技术来降低功耗;(2)芯片要采用多种设计技术,需要精确地预估关键的起始点,功率驱动的综合更重要,而过去较关注的却是性能和密度;(3)系统级方面,例如DDR3虽然性能比DDR2性能强大,但是功耗却更低。

Intersil电源管理产品事业部高级副总裁Peter Oaklander介绍了在数据服务器中实现高效率电源转换的方案,指出新的多相和PoL(负载点)架构增强了服务器DC/Dc效率。例如ISL6336EVAL5由于有合理的算法,既可以提高多相架构的使用效率,也可以提高轻负载的效率。谈到数字电源,是否数字电源将来会取代所有模拟电源?回答是否定的。由于价格因素,数字电源较适合高端应用。

Cadence副总裁Steve Carlson谈到,在芯片架构创新方面,人们有多种选择:制程节点、设计成本、复用、多核、封装、混合信号、光刻选择、可编程方面等,这既可好也可坏,好办法是尽量在早期准确地对芯片评估,以压缩设计时间。

混合动力汽车用电源管理方案和uModule模块

Linear Technology的执行董事长Bob Swanson称,该公司值得骄傲的技术有:混合动力汽车的电源管理方案,例如LTC6802是锂聚合物电源管理系统的一部分,已用于三菱iMiEV一日本第一款批量生产的电动轿车。

uMo dule产品的特点是易于使用,该公司2006年第一次推出uModule电压调节器,目前已经超过25个系列,而且增速高于分立调节器。

同步降压转换器和步进转换器

Linear公司电源产品部产品市场推广总监Tony Armstrong介绍了LTC3633:双通道3A、1SV输入的单片同步降压转换器。现在已有样品,预计2010年1月批量上市。采用0.65um工艺。

LT3640是高压、双输出单片步进转换器,带有PO.R(上电复位)和WDT(看门狗计时器),非同步高压Buck(降压式变换)时4~35V,同步低压Buck时2.25~5.5V。可应用于汽车、工业电源、分布式DC电源系统等。

数字能效管理范文第10篇

中国3C领域(家电、计算机、通讯),素来是“是非之地”。

2005年,原材料涨价在继续,反倾销诉讼在继续,电荒在继续……,在更加恶劣环境的背景下,没有底气的企业露出了真面目。2005年,我国家电行业多家经营滑坡,人员更换,通讯行业47家重点企业全面亏损。这种下滑让人触目惊心。相反,那些苦练内功、稳健经营的企业则站在了潮头。

纵览2005年中国3C领域发展趋势:数字化产业日趋成熟,3C融合步伐加快。只有把握住行业发展的脉象才能不掉队。因此,“自主创新、技术兴企”,这对中国3C企业显得尤为重要。

笔者通过对2005年中国3C领域进行梳理和盘点,清晰地呈现出2005年中国3C领域发展的脉象,为中国3C企业2006年的发展提供参照。

1. “国芯”横空出世

7月2日,海信迎来梦幻时刻。

分布在青岛、辽宁、贵阳、淄博和临沂的五大海信彩电生产基地同时下线装上了“信芯”的彩电,国产彩电正式有了一颗热情跳动的“中国芯”。

“信芯”这个名字颇耐人寻味,这是海信自主研发生产的中国音视频领域第一块产业化的数字电视处理芯片,其主要技术指标完全达到国际先进水平,能够应用到数字高清彩电上,并完全替代国外同类产品,是我国彩电核心技术的重大突破。中国年产7500万台彩电全部使用外国芯片的历史终于结束。

媒体认为,“7月2日,中国彩电业找到了一样缺失已久的东西”。

2. 盛大2.3亿美金造阶梯

有传言说,两个月前“2.3亿美金成为新浪第一大股东”所引起的震撼效应连陈天桥自己都始料未及。因为在他看来,这不过是他通往中国人客厅计划中的一级小阶梯。

4月20日,陈天桥表示,他现在所有心思都花在了电视机顶盒上,正与英特尔联手向数字产业进军,将推出基于英特尔芯片架构的电脑、电视机顶盒和手机等。

2004年底,陈天桥第一次对外界描绘盛大“打开中国人客厅”的5年周密计划。陈天桥的构想是:Intel出芯片、微软设计操作系统、海信和长虹制造捆绑到电视机上销售的机顶盒、盛大提供数字娱乐服务、广电提供电影和VOD点播服务、新浪提供新闻资讯和广告平台,再把这一切都通过一个小小的盒子整合到盛大庞大而严密的销售平台系统中去。

3. 英特尔下山摘桃

数字化产业已趋于成熟,英特尔现在要下山摘桃了。

1月8日,英特尔在拉斯维加斯消费电子博览会上推出数字电视芯片,投入2亿美元设立“数字家庭基金”,剑指1000亿美元的家电市场,给整个数字电视产业制造了一个大悬念。

在北京,3月3日,英特尔展示了公司为实现数字家庭内部简单高效的协作而开发的种类繁多的电脑、家电(CE)产品,以及移动平台和技术方面的工作。十月份,在上海召开的英特尔信息技术峰会上,英特尔正式端出“数字家庭项目”;今年7月,海信与英特尔已经推出了“百千万D-HOME”计划。除与盛大达成合作外,英特尔逐渐形成完整的产业链:上游供应商微软、硬件制造商是海信、方正科技、TCL、清华同方以及内容提供商搜狐、东方宽频、联众世界。

4. “平板转折年”成就新格局

在高端市场上,中国彩电业从未笑得如此开怀。

城市市场,平板电视在产销上超过传统CRT彩电,已占据彩电销售总量的60%以上。今年已成为名副其实的“平板转折年”。而国产品牌平板电视则全面超过洋品牌,销量已经占到市场80%以上。

只不过,站立在潮头的是海信等彩电企业,海信以高达15%以上的市场占有率连续13个月超越所有品牌。而TCL、创维、康佳等曾称霸CRT彩电时代的霸主则日渐势微。

中国彩电市场呈现出新的竞争格局。

关键时刻,为了迎头赶上,中国彩电业在年底上演换将大戏:长虹王凤朝离开公司;TCL老将胡秋生出任TTE执行董事长;康佳匡宇斌离开康佳到了另一家彩电企业;创维迎回旧将杨东文;TTE全球四大区域高层也开始调整。

5. 3C加快融合趋势

专家和媒体从未停止对3C融合的质疑,各厂家却自顾大步流星向前赶。

2005年1月10日,中国电信和四川长虹签署合作备忘录,双方将在3C领域展开从终端到渠道的全方位合作,此举也标志着中国3C融合从概念形成到产业推进迈出了实质性一步。

惠普、戴尔、联想等PC巨头纷纷进入数字电视领域;在青岛家电博览会上,TCL高端产品全线亮相,尽显3C融合;随着海信高端智能手机出炉及与英特尔的合作,海信在3C融合方面也进入实质性阶段,在青博会上用实际的产品充分展示了未来网络家庭梦想。

6. 海信要与海尔试比高

韬光养晦30多年的海信一反低调作风,9亿天价快速“抢”下科龙,大跌业界眼镜。

此举有“一石四鸟”之效:第一,让海信横跨“黑”“白”两道,进而问鼎“白电霸主”。海尔称雄空调、冰箱市场,科龙冰箱产能与海尔不相上下,空调去年也排在行业前五,此次收购完成后国内冰箱、空调市场将出现海信、海尔两大寡头争霸局面;第二,贯通南北市场,优化产业布局。海信的生产基地和市场份额都集中在北方,科龙在南方有多处基地,收购后海信不仅可以增强南方市场份额和生产实力,更可借助顺德家电产业带的配套优势加大在整个行业中的话语权;第三,拓展海外市场。科龙掌握OEM的海外销售渠道,这特别为海信所看中;第四,资本运作。一旦科龙能够盘活,海信集团就有了海信电器、科龙电器两个融资窗口。

此次收购,不仅将改变中国白电的市场格局,对中国整个家电业市场也将影响深远。

7. 能效标识未成大限

要买真正高能效的产品,还得看消费者自己是否长一双慧眼,指望能效标识做救世主是不现实的。

3月1日,《能源效率标识管理办法》正式实施,所有中国生产、销售、进口的家用空调和冰箱都要贴上带有“中国能效标识”字样的标识,以注明该产品的能源效率等级,没有标识的一律不准销售。库存产品的执行时间预计可以推迟半年至9月1日。

9月1日被业界称为白电企业的大限,市场对此也是一片叫好声。

但该能效标识并没有告诉消费者一个不能购买的能效比的底线,国家空调节能标准也没有就违规企业和产品的处罚作出详细的规定,更没有制订与之相配套的节能空调强制推广措施。目前能效标识还是厂家自制自贴,由各地技术监督局进行后期监督。不过,目前各地市场的后期市场监督几乎一片空白。

这就极易给推销违规产品的违规企业钻空子,能效比低的产品照样在市场上销售,只不过卖得便宜一些。在中国,只要便宜,总还是会有购买者的。

8. 国际化旗帜迎来亏损年

2005年,打着国际并购大旗一路高歌猛进的TCL集团迎来了亏损年。应该说,这“毫无悬念”。

据称,美林集团中国区主席刘二飞曾公开质疑:“TCL国际化走得太快,成功几率不大。”

2005年半年报显示, TCL集团今年上半年在销售收入同比增长65.39%的情况下,却亏损6.9亿元,TTE(TCL-汤姆逊电子有限公司)欧美业务、T&A(TCL-阿尔卡特手机有限公司)和TCL移动是主要亏损源,仅TCL欧洲业务亏损就达3.4亿元。2005年9月,TCL集团前三季度已累计亏损近11.39亿元,并了年报预亏公告。公告显示,TCL集团前三季度各项成本及三费(营业、管理、财务)大幅上升,导致盈利水平大幅下降,利润被吞噬。其中仅财务费用就同比增长425%,管理费用也增加了93%,达到24亿元。业内人士认为,国际并购是导致公司管理费用快速上升的主要原因。

李东生感叹:“我们有些乐观了,整合效应并没有发挥, TCL基本处于失控状态。”

9. 通讯行业47家重点企业全面亏损

当诺基亚、摩托罗拉、三星正畅饮香槟庆贺时,中国通讯行业却面临全行业亏损。

9月底,海尔电器悄然半年业绩公告,由于受手机业务的影响,截至2005年6月30日,海尔亏损高达3.97亿港元,而去年同期,海尔尚盈利4500万港元。此前,TCL、波导、夏新、康佳、东信、科健等主流国产手机企业相继上半年财报,无一例外均出现亏损。

国资委的统计显示,尽管今年前8个月汽车、建材、纺织行业国有重点企业实现利润下降幅度都较大,但是,电子行业下降幅度最大,同比下降75.8%;尤其是47户电子行业国有重点企业8月份竟亏损2.8亿元,降幅比1~7月扩大9.3个百分点。47家重点企业加起来的利润还不如去年某些企业一家的年利润。

10. 中国商标“国际第一案”戏剧了结

在声势浩大的“中国商标海外维权运动”前,西门子和博西意识到事态的严重性。

1999年1月11日,博世-西门子公司在德国注册了“Hisence”商标。2004年2月19日,博西正式要求海信支付转让价4000万欧元。这个价格遭到了海信拒绝。随后,双方在德国提起法律诉讼。中国政府、媒体以至普通消费者均表示出对海信的巨大同情和对西门子的反感。西门子品牌将受到致命伤害,而博西家电全面进入中国市场的计划可能会成为泡影。

上一篇:车船税税法范文 下一篇:中小企业财务管理范文

友情链接