安科瑞 鮑靜君

　　摘要：文章以每年發布的上海市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測及分析報告變化為切入點，分析了歷年能耗分析報告的內容和功能變化；介紹了上海市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測平臺發展和應用歷程；揭示了當下顯現的問題，并以問題為導向，預測了未來發展的趨勢。

　　關鍵詞：國家機關辦公建筑和大型公共建筑；能耗監測；能耗監測平臺；數據

　　0 引言

　　上海是早推進國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測平臺（以下簡稱“能耗監測平臺”）建設的城市之一，自2012年建成運行以來，每年會根據能耗監測平臺的數據進行梳理分析，發布《上海市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測及分析報告》（以下簡稱“能耗分析報告”），用于反映上海公共建筑用能現狀，為廣大樓宇業主、物業服務等單位及政府管理部門節能減排決策提供參考依據。筆者嘗試通過梳理歷年能耗分析報告，分析上海建筑能耗平臺發展，以及思考未來趨勢。

　　1 歷年能耗分析報告概況

　　自2013年以來，上海已經連續7年發布能耗分析報告，隨著相關領域技術的持續發展以及管理要求的不斷提升，報告的內容及功能也不斷的得到擴展和充實。

　　1.1 歷年能耗分析報告內容變化

　　2013年至2015年期間，能耗分析報告主要內容包括3個部分：市、區兩級能耗監測平臺情況簡介、納入建筑能耗監測的樓宇能耗情況、典型建筑類型建筑能耗對標分析。基于能耗監測平臺尚處于初創時期，很多工作尚處于探索階段，相關的數據資源尚需時間積累，為此內容較少，報告功能比較單一。

　　2016年，隨著實時監測樓宇數量擴大，數據質量提升，梳理分析內容也增多，為此能耗分析報告較前三年發生了較大變化，主要表現在報告架構發生較大調整，同時對內容進行擴充。架構方面調整為全市篇、區域篇、行業篇三大板塊，對報告的敘事邏輯進行了由面到片再到點的邏輯優化，提高了報告的可讀性。內容方面增加了大量的能耗數據及對比分析，地充實了報告內容。這也反映了經過幾年積累，能耗監測平臺開始利用積累的大量數據資源，開拓應用功能，發揮平臺效應。

　　2017年至2019年期間，能耗分析報告基本延續了2016版報告的架構，并在其基礎上增加了管理篇內容。主要反映了能耗監測平臺管理部門在保持數據上傳質量的基礎上，利用積累的數據資源開展相關研究分析，開發互聯網產品應用，并面向樓宇及各行業管理部門開展數據服務，進一步拓展平臺的作用。

　　1.2 歷年能耗分析報告功能變化

　　2013至2015年期間，因為數據積累尚需時間，能耗分析報告的功能相對單一，主要是整體介紹了市、區兩級能耗監測平臺的建設及工作情況，能讓讀者對上海能耗監測平臺相關工作有一定了解。梳理了納入監管樓宇的基本情況及類型分布。對公共建筑能耗按建筑類型進行簡單對比分析。同時開展制定管理辦法和數據分析方法等基礎研究工作。

　　2016年，經過三年的工作積累，報告的功能有了較大拓展，主要增加了年度總用電量和年均用電強度的能耗數據，并在此基礎上從建筑類型，中心城區與非中心城區，供熱季、制冷劑與過渡季，超大型公共建筑等多維度開展數據分析對比并揭示其背后原因，分析相關建筑總體用能趨勢。提高了能耗分析報告的數據分析功能。

　　2017年至2019年期間，隨著前期研究成果應用，進一步體現了能耗監測平臺數據服務功能。

　　2 能耗監測平臺現狀

　　2.1 能耗監測平臺整體情況

　　自2012年以來，上海已經建成1個能耗監測市級平臺、17個能耗監測區級分平臺和1個市級機關辦公建筑能耗分平臺的體系，納入能耗監測平臺的樓宇數量逐年穩步提升，監測范圍不斷擴大。截止2020年6月，上海市累計共有1783棟公共建筑完成用能分項計量裝置安裝并實現與能耗監測平臺的聯網，覆蓋建筑面積8241.8萬平方米。

　　2.2 能耗監測平臺應用情況

　　經過多年探索嘗試，上海在保證能耗監測平臺安全、正常、穩定基礎上，不斷拓展平臺應用功能，發揮系統效應。目前能耗監測平臺應用主要體現在以下六個方面：

　　一是統計樓宇基礎信息。通過能耗監測平臺將納入監測樓宇基礎信息的自動統計匯總，使管理者得以獲得包括樓宇數量、樓宇面積、各類型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區與非中心城區樓宇數量和類型分布等多維度數據信息，從而對上海納入監測樓宇的基本情況以及每年新納入監測樓宇的工作推進情況有總體掌握。

　　二是分析樓宇能耗數據。通過大數據分析方法，對納入監測樓宇的用能總量、能耗類型分布、歷年能耗對比分析、總體用能趨勢等開展分析研究，使管理者得以掌握本市建筑能耗總體情況，并從中挖掘各類型各區域建筑的節能潛力。

　　三是服務各行業及管理部門。依據各類合理用能指南，對各類型建筑開展用能對標分析，用以指導各類型建筑運行過程中節能工作的開展。通過向各行業管理部門發送行業季度能耗情況報告等方式反饋能耗數據，向區級建筑能耗監測管理部門推送月度數據報告，為相關部門開展節能工作提供參考依據。同時對高耗能建筑進行篩選，進一步推進能源審計和能耗公示工作的開展。

　　四是研究海量數據資源。通過對能耗監測平臺數據資源的分析，開展如“公共建筑碳排放交易研究”、“辦公建筑能耗限額指標研究”、“各類型建筑高峰期用能特征研究”、“大型公共建筑用電監測數據開發利用方案研究”等大量科學研究工作，探索能耗監測平臺未來應用的發展方向，為今后進一步功能的拓展做好技術積累。

　　五是修復數據及拓展互聯網應用。采用基于Spark機器學習在公共建筑能耗大數據分析中的研究成果，在部分地區開展具有人工智能特性的數據修復工具試點，提高能耗數據上傳質量，保證數據的可靠性。同時，開發能耗在線“（樓宇版/管理辦）移動端”APP，為樓宇業主和管理部門提供數據共享、能耗分析、情況報告查詢等實時在線功能。

　　六是宣傳與推廣建筑節能。依托能耗監測平臺的數據資源，梳理上海公共建筑能效提升的政策標準、流程模式和技術體系，編制了《公共建筑用能監測系統50問》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本，并通過每年的節能宣傳周活動，培訓等方式向社會各界進行發放，對公共建筑能效提升相關技術知識進行普及和推廣，取得了較好的社會效益。

　　3 發展中顯現的問題

　　雖然能耗監測平臺經過多年發展已取得可喜成績，但隨著社會經濟的飛速發展，各方面管理要求的不斷提高，為滿足未來的需求，勢必倒逼能耗監測平臺相關工作在新的形勢下轉變發展方向。

　　3.1 發展思路轉變滯后

　　隨著能耗監測平臺工作的深入開展，原有的以政策為導向的管理思路，在工作推進中逐漸遇到瓶頸。需要我們更多的向服務于樓宇業主方向多作工作創新和嘗試。

　　3.2 平臺功能支撐不夠

　　目前能耗監測平臺的各項功能主要集中在對樓宇能耗數據的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著城市精細化管理要求的不斷提高，僅僅側重數據分析方面的功能將不能*未來的管理需求，面向樓宇日常管理的功能拓展應會成為未來的主要工作發展方向。

　　4 未來發展趨勢

　　隨著“十三五”臨近結束，在即將到來的新“十四五”時期中，上海將拓展能耗監測平臺的功能應用，提高功能定位，使其更好的服務于城市精細化管理。

　　4.1 數據價值進一步得到發揮

　　在疫情期間，市級能耗監測平臺充分挖掘數據價值，通過分析春節前、春節假期中和復工后上海公共建筑運行能耗數據，解讀上海各行業復工復產情況，受到行業管理部門及廣大市民廣泛關注。未來，能耗監測平臺將以上海建設“一網統管”為契機，應用k-means和隨機森林、機器學習等算法，通過建筑用能特征分析、數據質量管理、能耗預測、能耗與經濟關聯分析等模塊，滿足樓宇業主和管理部門的不同需求，讓能耗數據大限度揮作用。

　　4.2 平臺功能進一步得到拓展

　　市級能耗監測平臺將持續對各區級平臺進行政策和技術指導，深挖區級平臺潛力、推進區級平臺個性化建設。如從某區級能耗監測平臺對商業建筑需求側虛擬電廠實踐示范，通過建立商業建筑虛擬電廠可以提高商業建筑對自身可控負荷的精細化管理。可探索嘗試建立一套相對完整的需求側響應系統，能根據不同應用需求為業主使用和政府管理提供相應服務，助力建筑智能化管理。

　　今年3月4日召開的常務委員會會議提出“5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設”。3月6日，工業和信息化部召開5G發展專題會，再次宣布5G、大數據、人工智能、智慧城市等新型基礎設施建設。市級能耗監測平臺應順應形勢發展，以與城運平臺共享數據為切入點，利用新一代信息技術對能源、交通、城市在內的傳統基礎設施進行數字化改造，讓城市變得更聰明更智慧，從而推動城市治理體系和治理能力現代化。

　　5安科瑞能耗監控系統介紹

　　Acrel-5000能耗在線監測系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源審計，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上人民政府管理節能工作的部門報送能源審計報告。

　　5.1 平臺結構

　　Acrel-5000能耗在線監測系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建筑的實時數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開放性、網絡化、單元化、組態化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能結構。建立如下層次結構：

　　5.2 平臺功能

　　(1)系統可按使用年份統計建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動折算成相應的標準煤消耗量，從而反映建筑物當年各分類能耗用能和綜合能耗。系統以餅圖形式展示建筑4大用電分項能耗的占比情況。系統以曲線圖形展現各類能耗的消耗的消耗趨勢，便于業主方實時直觀掌握能源消耗情況。

　　(2)系統可以根據分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當日和當月的用能峰值。顯示當日用能、當月用能、當年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時、31天、12個月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鐘曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。

　　(3)系統依據建筑物能源消耗的分布情況進行能耗計量點的選取和設置，使得能耗監測系統可以覆蓋整個建筑物。系統使用者可通過相關界面調取該建筑物各能耗節點的能耗統計報表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。

　　(4)系統依據住建部分類分項能耗數據采集導則，將建筑物耗電分為照明插座、空調、動力和特殊用電進行計量裝置選型和設置，并按用能區域或功能區域等劃分并進行統計，以報表和同、環比棒圖形式展現該區域的能源消耗。

　　(5)系統可針對能源消耗量大的設備或區域進行準確定位，便于管理層制定節能績效考核制度，推動節能降耗的執行。為用能設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。

　　(6)系統提供分級權限管理功能，對具備權限用戶提供開放的信息維護接口，用戶可自行對建筑和系統監測范圍內計量點的信息進行增、刪、改和查詢，建筑物信息包括建筑類型、建設年代、建筑面積、建筑物人員數量等。系統還對無法自動采集的計量信息提供手動錄入功能，便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。

　　5.3 數據上傳

　　安科瑞能耗在線監測系統按照用能單位能耗在線監測系統技術規范定義的系統平臺接口協議規范的要求，將用能企業的基礎信息、計量器具信息、用能數據及能效數據上傳至省級或國家平臺，上傳數據經過HTTPS協議加密傳輸。如果數據傳輸失敗或超時（網絡故障），將重發數據，直至接收成功反饋消息。

　　5.4 能源計量表具選型

6 展望

　　響應時代發展需要，能耗監測平臺系列工作終將成為服務于城市精細化管理的重要手段，我們需要進一步拓寬視野，實時監測合適的數據；提高定位，分析利用數據；加速經驗積累，提高數據價值，從而使能耗監測平臺工作服務于城市建設和運行管理，助力“人民城市人民建，人民城市為人民”的實踐。