可再生能源建筑应用示范项目数据监测

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可再生能源建筑应用示范项目数据监测

系统技术导则

（试行）

二〇〇九年十一月

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前 言

依据《财政部、建设部关于加强可再生能源建筑应用示范管理的通知》(财建[2007]38号)、《关于加快开展可再生能源建筑应用示范项目验收评估工作的通知》（财办建[2009]116号），为规范可再生能源建筑应用示范项目的验收管理，指导各地可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统建设，住房和城乡建设部组织有关专家，以我国现行相关标准为依据，在总结吸收国内已有的监测系统建设成果和经验基础上，结合可再生能源建筑应用示范项目的采集要求，研究制定了本导则。

本导则包括总则、相关术语、数据监测系统的建设、数据采集、数据传输等部分。

本导则由住房和城乡建设部负责管理，由主编单位负责具体技术内容的解释。

本导则主编单位：

住房和城乡建设部科技发展促进中心 联系人：郭梁雨 电话：010-88082216

深圳市建筑科学研究院 联系人：田智华 电话：0755-23931766 本导则参编单位：

中国建筑科学研究院、上海市建筑科学研究院、陕西省建筑科学研究院、四川省建筑科学研究院、辽宁省建设科学研究院、河南省建筑科学研究院、甘肃省建筑科学研究院、黑龙江省寒地建筑科学研究院

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目 录

1 总则...................................................1 2 术语...................................................2 3 数据监测系统的建设.....................................3 4 数据采集..............................................5 数据传输..............................................附录 1 基本信息表.......................................附录2 主要省市行政区划代码.............................附录3 数据编码规则示例.................................附录4 数据采集装置与数据中心通讯协议规范...............17 25 31 32 40 41

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1 总则

1.1为了掌握住房和城乡建设部、财政部组织实施的可再生能源建筑应用示范项目的实际运行效果，指导示范项目的运行管理，为我国可再生能源建筑规模化应用提供基础数据支撑和经验储备，加快可再生能源建筑应用的推广，带动相关技术进步，制定本技术导则。 1.2本技术导则的适用范围：

（1） 适用于住房和城乡建设部、财政部已审批的可再生能源建筑 应用示范项目、太阳能光电建筑应用示范项目以及可再生能源建筑应用城市和农村地区示范中包含的建设项目，以下简称“示范项目”。其他可再生能源建筑应用项目的数据监测系统的建设可以参考本技术导则。

（2） 不适用于任何用于贸易结算和计费的数据监测系统的建设。 1.3可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统的建设除符合本技术导则外，尚应符合国家现行有关标准规范的规定。

1.4本技术导则引用下列标准的条款成为本技术导则的条款，其最新版本适用于本标准。

DL/T645—1997 多功能电表通信规约

CJ/T188—2004 户用计量仪表数据传输技术条件

GB/T 19582-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 GB 9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB/T 17168-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 GB/T 17626-1998电磁兼容试验和测量技术

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2 术语

2.1数据监测系统

数据监测系统是指通过安装数据计量和采集装置，采用远程数据传输手段，实现数据在线、实时监测和动态分析功能的硬件和软件系统的统称。 2.2 复合系统

复合系统是指采用两种或者以上可再生能源技术的系统，比如太阳能地源热泵复合供热制冷系统就属于复合系统。 2.3 数据采集装置

数据采集装置是对各类计量设备的信息进行采集、处理和存储，并通过远程信道与数据中心信息交换的设备统称。 2.4数据传输系统

数据传输系统指示范项目数据监测系统中计量装置和数据采集装置之间、数据采集装置和数据中心之间的数据传输的总称。 2.5大数审核

大数审核是对数据进行分析对比审查，审查数据本身或数据变动是否符合实际，是否存在逻辑性、趋势性的差错；数据的数值是否出现错位和多位，以及小数点位置错误等情况。 2.6数据中心

数据中心主要任务是接收示范项目上传的监测数据，并进行汇总、分析和展示等。数据中心设立在住房和城乡建设部。

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3 数据监测系统的建设

3.1 数据监测系统组成 3.1.1 太阳能热水系统

太阳能热水系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数据中心软件组成。计量监测设备包括室外温度传感器、太阳总辐射传感器、集热系统进出水温度传感器、集热系统循环流量传感器、辅助热源电表等。

3.1.2 太阳能供热采暖系统

太阳能供热采暖系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数据中心软件组成。计量监测设备包括室外温度传感器、太阳总辐射传感器、集热系统进出水温度传感器、集热系统循环流量传感器、辅助热源电表等。 3.1.3 太阳能供热制冷系统

太阳能供热制冷系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数据中心软件组成。计量监测设备包括室外温度传感器、太阳总辐射传感器、集热系统进出水温度传感器、集热系统循环流量传感器、系统电表、机组用户侧进出水温度传感器、机组用户侧循环流量、机组功率传感器、辅助热源电表等。 3.1.4太阳能光伏系统

太阳能光伏系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数据中心软件组成。计量监测设备包括室外温度传感器、太阳总辐射传感器、太阳能光伏组件背板表面温度传感器、太阳能光伏系统发电监测电表等。 3.1.5地源热泵系统

地源热泵系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数

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据中心软件组成。计量监测设备包括室外温度传感器、系统用户侧进出水温度传感器、系统热源侧进出水温度传感器、系统用户侧循环流量传感器、系统热源侧循环流量传感器、系统耗电量监测电表、机组用户侧进出水温度传感器、机组热源侧进出水温度传感器、机组用户侧循环流量传感器、机组热源侧循环流量传感器、机组输入功率传感器等。 3.1.6复合系统

复合系统数据监测系统由计量监测设备、数据采集装置和数据中心软件组成。计量监测设备根据复合系统的种类参照3.1.1、3.1.2、3.1.3、3.1.4、3.1.5条文要求确定。 3.2设备性能要求 3.2.1 基本原则

（1）计量设备和数据采集装置应满足相关产品标准的技术要求。 （2）计量设备和数据采集装置应有出厂合格证等质量证明文件。 3.2.2 计量设备和数据采集装置性能参数

示范项目数据监测系统建设所采用的计量设备和数据采集装置的性能参数应符合表3.2.2-1、表3.2.2-2的规定。

表3.2.2-1 计量设备性能参数要求

序号

计量设备类型 室外温度计量设备

性能参数要求

测量范围：-40℃～+80℃ 测量准确度：≤±0.5℃ 测量分辨率：≤±0.1℃ 测量范围： -20℃～100℃ 测量准确度：≤±1.0℃ 测量分辨率：≤±0.1℃ 测量范围： 0℃～100℃ 测量准确度：≤±0.2℃ 测量分辨率：≤±0.1℃

1

2

表面温度计量设备

3

水温度计量设备

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光谱范围：280~3000nm

太阳总辐射计量设备

测量范围：0~2000W/m2 测量准确度：≤5% 测量分辨率：≤1W/m2

灵敏度：≤7～14μV／（W·m-2）

测量范围：依据测量设备或者系统确定，不得小于测量设备或者系统额定功率的1.5倍。

5

功率计量设备

测量准确度：≤1% 测量分辨率：≤1W

工作环境：电源为单相交流220V，50Hz；环境温度：0~50℃,相对湿度：20％～80％。 采用普通电能表；

普通电能表的精确度等级应不低于1.0级。

6

耗电量计量设备

普通电能表应具有监测和计量三相（单相）有功电能的功能。 具有数据远传功能，至少应具有RS-485标准串行电气接口，采用MODBUS标准开放协议或符合《多功能电能表通信规约》DL/T 645-1997中的有关规定。

测量范围：依据测量设备或者系统循环流量确定，不得小于测量设备或者系统循环流量的1.5倍。

7

流量计量设备

测量准确度：≤2% 测量分辨率：≤0.1m3/h

工作环境：电源为单相交流220V，50Hz；环境温度：0~50℃,相对湿度：20％～80％。

4

表3.2.2-2 数据采集装置性能参数要求

参数 采集接口

指标要求

能够采集模拟信号（含电量测量模块和其他模拟量测量模块）和数字信号，支持Modbus协议

支持计量设备数量

采集周期

不少于16台

根据数据中心命令或主动定时采集，定时周期从5分钟到1小时可配置，默认5分钟

数据处理方式 存储容量 远传接口

协议解析、转换和数据处理 不少于128MB

至少1个有线接口（含485接口）或无线接口

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远传周期 支持数据服务器数量 配置/维护接口

定时周期从5分钟到12小时可配置，默认30分钟 至少3个

具有本地和远程配置/维护接口，支持接收来自数据中心的查询、校时等命令。具备自动恢复功能，在无人值守情况下可以从故障中恢复正常工作状态。

平均无故障时间（MTBF）

网络功能

应不小于3万小时

接收命令、数据上传、数据加密、断点续传、DNS解析，支持TCP/IP协议

功耗 电磁兼容性

宜使用低功耗嵌入式系统

应符合国家和行业的相关电磁兼容性标准要求。

3.3系统的设计 3.3.1基本原则

（1）示范项目在可行性研究和方案设计阶段应提出数据监测系统建设方案，在施工图设计阶段应进行数据监测系统的设计，并注明预留的监测点；在示范项目建设施工阶段，应同步进行数据监测系统的施工、安装和调试；在竣工验收阶段，数据监测系统验收应纳入整个项目进行工程验收。

（2）可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统建设的抽样应符合以下要求：

1）对于集中式太阳能热利用系统（包括太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统和太阳能供热制冷系统），同一类型（集热器种类相同、系统组成相似、系统安装倾角和方位角相似的视为同类系统，其中安装倾角以当地纬度为限，正负20°视为相似；安装方位角以正南方向为限，正负30°视为相似）每20个系统抽样不少于1个系统，不同类型系统要分别抽检。

对于户式太阳能热利用系统（包括太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统和太阳能供热制冷系统），同一类型系统（型号相同、安装

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角度和方位角相似的视为同类系统，其中安装倾角以当地纬度为限，正负20°视为相似；安装方位角以正南方向为限，正负30°视为相似）小于100户抽样数量不少于1户，100户~500户抽样数量不少于2户，大于500户抽样数量不少于3户。不同类型系统要分别抽检。

2）对于太阳能光伏系统，按同一类型每30个系统抽样数量不少于1个系统。

3）对于集中式热泵系统，不同类型的机房均需抽样，机房内不同类型的机组根据情况抽样不少1台机组。以单体建筑或单户为单位的热泵系统，按同一类型每30个系统抽样不少于1个系统，每个系统的机组抽样不少于1台机组。大于30个系统时抽样数量不少于2个系统，每个系统的机组抽样不少于1台机组。 3.3.2太阳能热水系统

（1）室外温度

在太阳能热水系统附近设计1个室外温度传感器（需有防辐射罩），当有多个太阳能热水系统时，选择1个典型系统设计1个室外温度传感器。

（2）太阳总辐射

平行于太阳能集热器设计1个太阳总辐射传感器，当一个系统的多个采光面或者倾角（倾角之差大于10°）设计有太阳能集热器时，则平行于每个采光面或者倾角的太阳能集热器均需设计1个太阳总辐射传感器。

（3）集热系统进出口温度

在集热系统的进出管路上各设计1个水温度传感器。 （4）集热系统循环流量

在集热系统的进水管或出水管路上设计1个水流量传感器。

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当系统采用电热锅炉、电加热器、空气源热泵机组等作为辅助热源时，在系统辅助热源的配电输入端布置电能表，电能表的数量根据系统辅助热源的配电系统情况确定。

（6）数据采集装置

每个示范项目原则上只设计1个数据采集装置，当项目的计量监测设备分散设置时，需根据实际情况设计数据采集装置。

数据采集装置至少应具有采集包括温度传感器、总辐射传感器、流量传感器和功率传感器等信号的功能。

数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应至少预留2个数据采集通道。 3.3.3太阳能供热采暖系统

（1）室外温度

在太阳能供热采暖系统附近设计1个室外温度传感器（应有防辐射罩），当有多个太阳能供热采暖系统时，选择1个典型系统设计1个室外温度传感器。

（2）太阳总辐射

平行于太阳能集热器设计1个太阳总辐射传感器，当一个系统的多个采光面或者倾角（倾角之差大于10°）设计有太阳能集热器时，则平行于每个采光面或者倾角的太阳能集热器均需设计1个太阳总辐射传感器。

（3）集热系统进出口温度

在集热系统的进出管路上各设计1个水温度传感器。 （4）集热系统循环流量

在集热系统的进水管或出水管路上设计1个水流量传感器。

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当系统采用电热锅炉、电加热器、空气源热泵机组等作为辅助热源时，在系统辅助热源的配电输入端布置电能表，电能表的数量根据系统辅助热源的配电系统情况确定。

（6）数据采集装置

每个示范项目原则上只设计1个数据采集装置，当项目的计量监测设备分散设置时，需根据实际情况设计数据采集装置。

数据采集装置至少应具有采集包括温度传感器、总辐射传感器、流量传感器和功率传感器等信号的功能。

数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应至少预留2个数据采集通道。 3.3.4太阳能供热制冷系统

（1）室外温度

在太阳能供热采暖系统附近设计1个室外温度传感器（应有防辐射罩），当有多个太阳能供热采暖系统时，选择1个典型系统设计1个室外温度传感器。

（2）太阳总辐射

平行于太阳能集热器设计1个太阳总辐射传感器，当一个系统的多个采光面或者倾角（倾角之差大于10°）设计有太阳能集热器时，则平行于每个采光面或者倾角的太阳能集热器均需设计1个太阳总辐射传感器。

（3）集热系统进出口温度

在集热系统的进出管路上各设计1个水温度传感器。 （4）集热系统循环流量

在集热系统的进水管或出水管路上设计1个水流量传感器。

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（5）机组用户侧进水、出水温度

在机组用户侧的进出水管路上各设计1个水温度传感器。 （6）机组用户侧循环流量

在机组用户侧的进水管或出水管上设计1个水流量传感器。 （7）辅助热源

当系统采用电热锅炉、电加热器、空气源热泵机组等作为辅助热源时，在系统辅助热源的配电输入端布置电能表，电能表的数量根据系统辅助热源的配电系统情况确定。

（8）数据采集装置

每个示范项目原则上只设计1个数据采集装置，当项目的计量监测设备分散设置时，需根据实际情况设计数据采集装置。

数据采集装置至少应具有采集包括温度传感器、总辐射传感器、流量传感器和功率传感器等信号的功能。

数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应至少预留2个数据采集通道。 3.3.5太阳能光伏系统

（1）室外温度

在太阳能光伏系统附近设计1个室外温度传感器（应有防辐射罩），当有多个太阳能光伏系统时，选择1个典型系统设计1个室外温度传感器。

（2）太阳总辐射

平行于太阳能光伏组件设计1个太阳总辐射传感器，当一个系统多个采光面或者倾角（倾角之差大于10°）设计有太阳能光伏组件时，则平行于每个采光面或者倾角的太阳能光伏组件均需布置1个太阳总辐射传感器。

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（3）太阳能光伏组件背板表面温度

在太阳能光伏系统设计1个组件表面温度传感器，当有多种类型的光伏组件时，每种类型的组件均设计1个表面温度传感器。

（4）发电量

在太阳能光伏系统的低压配电房进线柜设计1个普通电能表，当太阳能光伏系统有多个进线柜时，每个进线柜均需布置1个普通电能表。

（5）数据采集装置

每个示范项目原则上只设计1个数据采集装置，当项目的计量监测设备分散设置时，需根据实际情况设计数据采集装置。

数据采集装置至少应具有采集包括温度传感器、总辐射传感器和功率传感器等信号的功能。

数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应至少预留2个数据采集通道。 3.3.6地源热泵系统

（1）室外温度

在地源热泵系统机房附近设计1个室外温度传感器（应有防辐射罩），当有多个地源热泵系统机房时，选择1个典型机房设计1个室外温度传感器。

（2）系统热源侧、系统用户侧进出水温度

在地源热泵系统的热源侧和用户侧总进出水管各设计一个水温度传感器。

（3）系统热源侧、系统用户侧循环水流量

在地源热泵系统的热源侧和用户侧总进出水管各设计一个循环水流量传感器。

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（4）系统耗电量

在地源热泵系统的配电系统设计有独立的配电回路时，在总配电回路输入端设计1个普通电能表。当地源热泵系统的配电回路分散设计时，需要根据配电系统的实际情况确定普通电能表的设计数量。

（5）机组热源侧、机组用户侧进出水温度

在地源热泵机组的热源侧和用户侧进出水管各设计一个水温度传感器。

（6）机组热源侧、机组用户侧循环水流量

在地源热泵机组的热源侧和用户侧进出水管各设计一个循环水流量传感器。

（7）机组输入功率

在所监测的地源热泵机组配电输入端设计一个功率传感器或者普通电能表。

（8）数据采集装置

每个示范项目原则上只设计1个数据采集装置，当项目的计量监测设备分散设置时，需根据实际情况设计数据采集装置。

数据采集装置至少应具有采集包括温度传感器、流量传感器和功率传感器等信号的功能。

数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应至少预留2个数据采集通道。 3.3.7复合系统

对于复合系统可以参照3.3.2、3.3.3、3.3.4、3.3.5条文的相关要求。

3.4系统设备的安装 3.4.1基本原则

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（1）环境温度传感器应采用防辐射罩或者通风百叶箱。 （2）太阳总辐射传感器应与太阳能集热器或者太阳能光伏组件的平面平行，偏差不得超过±2°。

（3）功率传感器或者普通电表应安装在被测设备或者系统的配电输入端。

3.4.2环境温度计量设备安装要求

（1）对于太阳能热利用系统（包括太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统、太阳能供热制冷系统）和太阳能光伏系统环境温度传感器应安装在太阳能集热器或者太阳能光伏组件中心点相同高度的遮阳通风处，距离太阳能集热器或者太阳能光伏组件1.5m~10m范围内。

（2）对于热泵系统环境温度传感器应安装在距离地面1.0m~1.5m处，周围没有遮挡的位置。 3.4.3水温度传感器安装要求

（1）温度传感器应与被测介质形成逆流，安装时温度传感器应迎着被测介质的流向插入，至少应与被测介质成正交。

（2）温度传感器的感应部分应处于管道中流速最大的地方，温度传感器的保护管的末端应超过管道中心线约5~10mm。

（3）温度传感器应有足够的插入深度，一般应将温度传感器斜插或沿管道轴线安装。

（4）管道直径小于DN25mm时，安装温度传感器时要接扩大管，扩大管的直径要大于80mm。

3.4.4组件表面温度温度传感器安装要求

组件表面温度传感器应安装在光伏组件背面的中心位置。 3.4.5太阳总辐射传感器安装要求

（1）太阳总辐射传感器应牢固安装在专用的台柱上。要保证台