Acrel-EIoT 能耗监测系统：架构设计、关键技术及应用成效

摘要

随着能源管理的重要性日益凸显，能耗监测系统成为实现能源高效利用的关键手段。本文详细介绍了基于安科瑞Acrel-EIoT能源物联网云平台的能耗监测系统的设计架构与应用实践。该平台采用分层分布式结构，涵盖感知层、网络层、平台层和应用层，通过对各类能源数据的精准采集、高效传输、深度管理及智能分析，实现了对企业能耗的全方位监测与分析。文中阐述了系统各层的功能特点、关键技术以及在实际项目中的应用案例，展示了该平台在提升能源管理水平、助力企业节能减排方面的显著优势，为相关领域的能源管理提供了可借鉴的解决方案。

关键词

Acrel-EIoT能源物联网云平台；能耗监测；分层分布式结构；节能减排

一、引言

在全球倡导节能减排、可持续发展的大背景下，能源管理对于企业和社会的重要性愈发突出。准确掌握能源消耗情况，优化能源使用效率，成为各行业降低成本、减少碳排放的关键举措。传统的能源管理方式因数据采集不全面、分析手段有限等问题，难以满足现代企业对精细化能源管理的需求。随着物联网、大数据、云计算等信息技术的飞速发展，为能源管理领域带来了新的解决方案。安科瑞Acrel-EIoT能源物联网云平台应运而生，其通过构建完善的能耗监测系统，实现了对能源数据的实时、精准监测与深入分析，为企业能源管理决策提供有力支持，助力企业实现绿色、高效发展。

二、Acrel-EIoT能源物联网云平台架构

Acrel-EIoT能源物联网云平台采用分层分布式结构，这种架构设计使得系统具有良好的扩展性、稳定性和可维护性，能够适应不同规模企业的能源管理需求。平台主要由感知层、网络层、平台层和应用层四部分组成，各层之间协同工作，形成一个有机的整体。

2.1 感知层

感知层作为数据采集核心，部署多功能仪表、预付费电表、物联网水 / 电表等多样化传感器。多功能仪表监测电力参数，预付费电表实现计量与费用管理，多回路仪表提升采集效率，物联网表具支持远程自动抄表。充电桩与路灯控制器分别记录充电能耗、实现智能照明控制，为能源管理提供全面数据支撑。

2.2 网络层

网络层承担数据传输重任，通过 Wi-Fi、4G/5G 等无线技术及智能网关，满足不同场景需求。无线技术适用于布线困难区域，蜂窝网络保障广域传输；智能网关集成数据汇聚、协议转换与边缘计算功能，可预处理数据、过滤异常，确保能源数据快速、准确上传至云平台。

2.3 平台层

平台层作为系统核心，实现终端物联管理、数据整合与高效处理。通过统一界面集中管控海量设备，涵盖注册、配置、远程维护等功能；运用大数据与云计算技术，整合多源异构数据，消除数据孤岛，实现数据存储、检索与深度挖掘，为应用层提供高质量数据支持。

2.4 应用层

应用层构建智慧能源服务体系，提供能耗监测、分析与优化功能。实时监测各类能源消耗，超标自动报警；通过趋势、同环比分析挖掘用能规律；复费率统计辅助电价策略优化；能源流向图可视化展示能源分配；多样数据报表支持财务核算与决策；分项用能统计助力精准节能，实现能源高效利用与成本控制。

三、系统关键技术

3.1 物联网技术

物联网技术贯穿感知层与网络层。感知层中，传感器通过内置模块实现网络连接，其低功耗特性延长设备续航、降低维护成本，自组网能力保障复杂环境下数据采集网络快速搭建。网络层依托无线通信协议与智能网关，在偏远弱信号区域采用强穿透性技术，确保数据高效、稳定传输至平台层。

3.2 大数据处理技术

面对海量能源数据，平台采用分布式文件系统（如 HDFS）与分布式数据库（如 Cassandra）结合的存储方案，兼顾容错性、扩展性与高并发读写需求。经数据清洗提升质量后，运用关联规则、聚类分析等算法挖掘数据价值，为能源管理提供多维度决策依据。

3.3 云计算技术

平台层借助虚拟化技术构建虚拟资源池，实现计算、存储和网络资源的动态调配，平衡高负载与低功耗场景。同时基于 IaaS、PaaS、SaaS 三层服务架构，分别提供基础设施支撑、应用开发环境与终端服务，以高扩展性、可用性及低成本满足多元能源管理需求。

四、应用案例分析

4.1 项目背景

某大型商业综合体，占地面积广，拥有众多商业店铺、写字楼、酒店等功能区域，能源消耗种类多、数量大。以往采用传统的能源管理方式，无法实时、准确地掌握各区域、各类型能源的消耗情况，导致能源浪费现象较为严重，能源成本居高不下。为了提升能源管理水平，降低运营成本，该商业综合体引入了基于Acrel-EIoT能源物联网云平台的能耗监测系统。 更多资料请联系安科瑞陈芳芳136/119655/14

4.2 系统实施

在感知层，根据商业综合体的能源使用特点，部署了大量的多功能仪表、物联网电表、物联网水表等传感器。在各楼层的配电箱、电表箱中安装多功能仪表，用于监测电力参数；在每个商户和公共区域的用水点安装物联网水表，实现对水资源消耗的精准计量 。网络层则通过在各区域部署智能网关，采用有线和无线相结合的方式，将感知层采集到的数据传输至云平台。在一些布线困难的区域，如露天停车场、部分商铺等，采用无线通信技术（如4G）进行数据传输；而在建筑内部的主要区域，则通过有线网络连接智能网关，确保数据传输的稳定性和可靠性 。平台层和应用层则利用Acrel-EIoT能源物联网云平台的现有功能，并根据商业综合体的具体需求进行定制化开发。在应用层，为商业综合体的管理人员提供了专门的能源管理界面，集中展示能耗监测、能耗分析、能源流向图、数据报表等功能模块，方便管理人员实时了解能源使用情况，进行决策分析 。

4.3 应用效果

通过该能耗监测系统的应用，商业综合体取得了显著的能源管理效果。在能耗监测方面，管理人员能够实时掌握各区域、各类型能源的消耗情况，及时发现能源异常消耗点。例如，通过实时监测发现某楼层的一家餐厅在非营业时间仍有较高的电力消耗，经排查发现是部分设备未关闭，及时进行整改后，该餐厅的月耗电量明显降低 。能耗分析功能帮助商业综合体发现了能源消耗的规律，如夏季空调用电占总用电量的比例较高，且在每天的12:00 - 16:00时段达到用电高峰。基于这些分析结果，商业综合体采取了一系列节能措施，如优化空调运行策略，在高峰时段适当提高空调温度设定值，同时加强对商户的节能宣传和管理 。复费率统计功能使得商业综合体能够根据不同时段的电价调整用电策略，在低谷时段安排一些可调整的用电设备运行，如夜间对部分储能设备进行充电等，有效降低了用电成本 。通过能源流向图，清晰地展示了能源在商业综合体内的分配和使用情况，发现部分公共区域的照明系统存在能源浪费现象，对其进行了节能改造，更换为节能灯具并优化照明控制策略 。数据报表功能为商业综合体的财务核算和能源管理决策提供了准确的数据支持，方便对能源成本进行精细化管理 。经过一段时间的运行，该商业综合体的能源消耗得到了有效控制，整体能源成本降低了15%左右，取得了良好的经济效益和环境效益。

五、结论

Acrel-EIoT能源物联网云平台通过其创新的分层分布式结构，融合物联网、大数据、云计算等先进技术，为能耗监测系统的构建提供了强大的支撑。从感知层的数据采集到网络层的数据传输，再到平台层的数据管理和应用层的数据价值创造，各层协同工作，实现了对能源数据的全方位、精细化管理 。通过实际应用案例可以看出，基于该平台的能耗监测系统能够帮助企业准确掌握能源消耗情况，深入分析能源使用规律，及时发现能源浪费问题，并采取针对性的节能措施，从而有效降低能源成本，提高能源利用效率，为企业的可持续发展提供有力保障 。随着能源管理需求的不断增长和信息技术的持续进步，Acrel-EIoT能源物联网云平台有望在更多领域得到广泛应用，并不断完善和发展，为推动能源管理的智能化、高效化发展做出更大贡献。在未来的研究和应用中，可以进一步探索将人工智能技术融入平台，实现更加智能化的能源预测和优化控制；同时，加强与其他能源管理系统的互联互通，构建更加完善的能源生态体系，以满足日益复杂的能源管理需求 。

审核编辑 黄宇