Résumé : Ces dernières décennies, l'économie moderne chinoise a connu un développement continu, et les technologies informatiques, les technologies de l'information et les secteurs connexes ont également réalisé des progrès rapides. Face aux exigences croissantes des bâtiments commerciaux, résidentiels et publics en matière de gestion intelligente et d'économie d'énergie, les systèmes de surveillance de la consommation énergétique s'intègrent progressivement dans le quotidien et jouent un rôle irremplaçable. L'amélioration du contexte économique a globalement accru les exigences en matière de fiabilité, de sécurité, de confort et d'efficacité des environnements de travail et de vie. Les bâtiments intelligents ont émergé comme une réponse à cette nécessité, alliant parfaitement qualité de vie et services informatiques, et s'imposant comme un pilier du secteur de la construction au XXIe siècle. Ils incarnent non seulement la puissance et le niveau technologique de la Chine, mais reflètent également la prise en compte des besoins humains dans le développement de la société.
Mots-clés : surveillance de l’énergie électrique, intelligence, système de surveillance
1. Caractéristiques des bâtiments intelligents
Les bâtiments intelligents représentent une avancée moderne qui allie paysage culturel et nature. Ils visent à offrir aux occupants un cadre de vie sûr, fiable, confortable et naturel, propice à un mode de vie actif et sain. Ils intègrent la communication de données, la communication vocale et multimédia à l'échelle du bâtiment ou de la communauté, formant ainsi un réseau de communication riche et étendu. Ce mode de communication moderne répond efficacement aux exigences de productivité et de réactivité de la société de l'information contemporaine. Un système de surveillance électronique fournit une plateforme intelligente pour la supervision et la gestion unifiées de la distribution électrique haute et basse tension, l'échange d'informations et le partage des ressources au sein du bâtiment.
2. Aperçu du système de surveillance de l'alimentation électrique
Le système de surveillance électrique utilise des technologies réseau modernes et la vidéosurveillance informatique pour contrôler les paramètres de fonctionnement, l'historique des événements, les enregistrements de courbes et autres données du réseau électrique. Ces données sont transmises en continu à l'ordinateur de surveillance et permettent la mise en œuvre de commandes à distance. Ainsi, les responsables d'exploitation peuvent visualiser en détail l'état de fonctionnement du réseau depuis le centre de contrôle. Par conséquent, la localisation et la cause des pannes peuvent être déterminées rapidement et avec précision, les procédures sont simplifiées et le personnel peut intervenir de manière ciblée pour résoudre le problème.
3. Application d'un système de surveillance de la consommation électrique dans un bâtiment intelligent
Les systèmes de surveillance de la consommation électrique sont largement utilisés dans les bâtiments intelligents. L'énergie solaire, les serres solaires, la climatisation par pompe à chaleur à anneau liquide et la technologie des pompes à chaleur géothermiques en sont autant d'exemples. Les équipements secondaires du local de distribution électrique (dispositifs de sécurité automatiques, instruments de mesure traditionnels, systèmes de contrôle et de signalisation) constituent un système de surveillance de la consommation électrique couvrant l'éclairage, la distribution électrique, le chauffage, la communication, l'alarme, etc., et sont donc omniprésents dans les bâtiments intelligents. Les systèmes associés communiquent avec les dispositifs intelligents, notamment les systèmes d'automatisation des équipements du bâtiment, les réseaux de communication, les systèmes de bureautique et les systèmes d'alarme incendie automatiques, afin de permettre une communication et un partage d'informations entre les systèmes d'automatisation. Avantages des systèmes de surveillance électronique :
Les panneaux solaires de la véranda captent efficacement la chaleur et la transmettent au système d'affichage automatique. Simultanément, le système de production d'électricité automatique distribue l'électricité produite dans toute la maison grâce à la conversion d'énergie. L'utilisation efficace des ressources renouvelables permet de réduire les coûts et les pannes, et d'optimiser le rendement des ressources. Les serres solaires minimisent les effets des saisons sur les plantes et la photosynthèse optimisée maximise la production de fruits. La systématisation, la protection de l'environnement, la normalisation et l'efficacité sont des conditions essentielles à un développement économique circulaire et durable, et constituent la seule voie possible pour stimuler la croissance économique à l'ère de l'information.
4. Le rôle du système de surveillance de la consommation électrique dans les bâtiments intelligents
Grâce au développement de nouvelles technologies telles que les réseaux, la vidéo, les communications et la distribution intelligente d'énergie, ainsi qu'à l'application de systèmes de surveillance de la consommation énergétique dans les bâtiments intelligents, ces derniers évoluent vers une intensification, une systématisation et une normalisation accrues. Un mode de vie plus fiable, sûr, pratique et simple permet ainsi de profiter d'une vie plus respectueuse de l'environnement.
La valeur générée par le système de surveillance de la consommation énergétique dans les bâtiments intelligents :
D'après les données d'une enquête : chaque année, les systèmes de surveillance électronique installés dans diverses entreprises, institutions et lieux publics engendrent des coûts considérables de maintenance et de configuration. De plus, les pertes de courant importantes qui en découlent entraînent un gaspillage de ressources et perturbent la vie quotidienne des riverains. Voici deux exemples :
Cas 1 :Récemment, une panne transitoire très grave s'est produite au sein d'un équipement essentiel d'une entreprise informatique de renom. L'appareil est cependant rapidement revenu à la normale. Sans système de surveillance, cette panne serait passée inaperçue. Il s'agit d'une menace potentielle majeure, car le système de surveillance électronique installé a détecté le défaut à temps et a enregistré la forme d'onde de la panne transitoire. Grâce à ces informations, Dell a économisé 25 000 yuans en frais de maintenance.
Cas 2 :En février 2013, le câble conducteur reliant la barre omnibus n° 1 à Jingzao d'un poste de transformation 220 kV d'une centrale thermique s'est rompu. En tombant, le câble a touché la barre omnibus n° 2, provoquant une coupure de tension générale et l'interruption de la ligne Jingzao. Le déclenchement de la ligne a entraîné l'arrêt du poste de transformation de Zaoshan (géré par la compagnie d'électricité de Jingmen, dans le Hubei) et de cinq postes de transformation 110 kV. Cet incident a engendré une perte de charge de 90 000 kW, soit 10,8 % de la consommation totale de la ville de Jingmen, et a affecté 63 000 usagers, représentant 6,7 % de la population active de la ville.
Pour résoudre ce problème, le développement des bâtiments intelligents s'oriente vers une intensification, une systématisation et une normalisation accrues. L'utilisation de systèmes de surveillance électronique réduit le gaspillage d'énergie et les pertes liées à l'exploitation des équipements. Elle permet d'optimiser l'utilisation des équipements, de limiter les achats superflus, d'éviter le gaspillage des ressources et de réaliser d'importantes économies. La détection précoce des pannes potentielles réduit les coûts de maintenance, prolonge la durée de vie des équipements et optimise l'utilisation des ressources. L'efficacité de la gestion opérationnelle est améliorée, la charge de travail du personnel d'exploitation et de maintenance est allégée, et la stabilité et la fiabilité de l'alimentation électrique sont renforcées. Les coupures de courant sont réduites, les risques d'incendie et d'accidents sont minimisés, garantissant ainsi la sécurité des personnes et des biens. Les utilisateurs bénéficient ainsi d'un mode de vie plus intelligent, plus écologique et plus respectueux de l'environnement.
5. Analyse des économies d'énergie et de l'optimisation des perspectives des bâtiments intelligents
Au XXIe siècle, les bâtiments intelligents sont devenus incontournables dans le secteur de la construction. Avec le développement économique et les exigences théoriques du développement durable, l'efficacité énergétique des bâtiments intelligents doit s'appuyer sur un modèle économique performant : faible consommation d'énergie, faibles intrants et rendement élevé. L'objectif est que l'économie circulaire ne se limite pas aux entreprises innovantes maîtrisant les dernières technologies en matière d'économie d'énergie, mais s'intègre à tous les aspects de la vie quotidienne. La principale caractéristique des bâtiments intelligents est l'efficacité des ressources. Tout en construisant des bâtiments plus confortables et mieux adaptés aux exigences modernes, les propriétaires privilégient les économies d'énergie verte afin de réduire les coûts. Les conceptions de bâtiments durables, caractérisées par une consommation d'énergie et des coûts d'exploitation minimaux, intègrent généralement les mesures techniques suivantes : ① Économies d'énergie. ② Réduction de l'utilisation des ressources non renouvelables et développement des énergies nouvelles. ③ Confort et qualité de l'environnement intérieur. ④ Minimisation de l'impact du site et de l'environnement sur la construction et le développement du bâtiment. ⑤ Nouvelles propositions artistiques et spatiales. ⑥ Intelligence : optimisation de l'utilisation et du recyclage des ressources.
À l'avenir, les bâtiments intelligents accorderont une plus grande importance au bien-être humain et à l'optimisation des bénéfices environnementaux. Créer un cadre de vie sain, confortable, écologique, simple et pratique, synonyme de qualité de vie moderne, est le souhait partagé par un nombre croissant de personnes. C'est également le fondement et l'objectif des économies d'énergie dans le bâtiment. Le développement futur des bâtiments intelligents doit répondre aux critères suivants :
①Chaud en hiver et frais en été, offrant aux gens un environnement de vie confortable.
② Bonne ventilation, respiration fraîche et fluide.
③ Lumière suffisante, essayez d'utiliser la lumière naturelle, l'éclairage naturel, combiné à un éclairage artificiel.
④ Commande manuelle intelligente. La ventilation, l'éclairage, le chauffage, les appareils électroménagers, etc., peuvent être contrôlés par ordinateur, selon des programmes prédéfinis ou localement. Ce système répond aux différents besoins des utilisateurs dans diverses situations, tout en recyclant les ressources et en réduisant les déchets.
6. Optimiser les perspectives d'application des systèmes de surveillance électronique dans le futur
Invention unique de l'ère de l'information, le système de surveillance électronique joue un rôle irremplaçable dans la vie quotidienne et la production. Ces dernières années, le développement économique a également engendré une série de problèmes sociaux : perte importante de terres, intensification de la pollution environnementale, augmentation de la criminalité violente, désorganisation des systèmes de régulation sociale et affaiblissement des capacités naturelles d'auto-épuration et d'auto-réparation. Par conséquent, le système de surveillance de l'énergie évoluera d'une simple surveillance et d'un affichage vers une approche plus automatisée et intelligente. Il permettra un stockage massif d'informations, une collecte, une analyse et un traitement rapides et directs des données, ainsi que la fourniture d'instructions pertinentes. Il rendra la résolution des problèmes plus rapide et plus précise, permettra des économies de main-d'œuvre et d'argent, et contribuera à la préservation et à l'utilisation efficace des ressources naturelles et sociales. Parallèlement, de nouvelles fonctionnalités seront intégrées.
(1) Avancement : Utiliser pleinement les technologies modernes et futures les plus récentes pour développer les réalisations scientifiques et technologiques les plus fiables.
(2) Fiabilité : Devenir un produit technologique plus mature. S'adapter à l'évolution de la société.
(3) Praticité et commodité : Il est pratique, sûr et durable pour répondre au mieux à la demande du marché et aux besoins d'utilisation réels.
(4) Évolutivité et économie : Compatibilité améliorée, conception optimisée en continu et performances améliorées.
(5) Normalisation et structuration : En raison des caractéristiques réalistes selon lesquelles l'information de marché elle-même n'est pas soumise à la volonté subjective humaine, les systèmes de surveillance électronique doivent être plus structurés, standardisés et sérialisés.
7. Présentation et sélection du système de surveillance de l'alimentation Acrel
7.1 Vue d'ensemble
Le système de surveillance de l'énergie IoT d'Acrel, développé par Acrel Electric Co., Ltd., répond aux exigences d'automatisation et de fonctionnement sans surveillance des réseaux électriques. Il s'agit d'un ensemble de systèmes hiérarchisés de surveillance et de gestion de sous-stations distribuées, conçus pour des niveaux de tension inférieurs ou égaux à 35 kV. Ce système, basé sur les technologies d'automatisation de l'énergie électrique, l'informatique et la transmission de l'information, est ouvert, interconnecté, modulaire et configurable. Il intègre des fonctions de protection, de surveillance, de contrôle, de communication et autres. Adapté aux réseaux électriques urbains et ruraux, ainsi qu'aux sous-stations des utilisateurs, pour des niveaux de tension inférieurs ou égaux à 35 kV, il permet le contrôle et la gestion de la sous-station et répond aux besoins des sous-stations sans personnel ou à personnel réduit. Il garantit ainsi un fonctionnement sûr, stable et économique de la sous-station.
7.2 Application
(1) Immeuble de bureaux (bureaux d'entreprises, immeubles de bureaux d'agences d'État, etc.)
(2) Bâtiments commerciaux (centres commerciaux, immeubles d'institutions financières, etc.)
(3) Bâtiments touristiques (hôtels, restaurants, lieux de divertissement, etc.)
(4) Bâtiments des sciences, de l'éducation, de la culture et de la santé (Bâtiments culturels, éducatifs, de recherche scientifique, médicaux et de santé, sportifs)
(5) Bâtiments de communication (postes et télécommunications, communications, radio, télévision, centres de données, etc.)
(6) Bâtiments de transport (aéroports, gares, bâtiments portuaires, etc.)
(7) Usines, mines et bâtiments d'entreprises (pétrole, industrie chimique, ciment, charbon, acier, etc.)
(8) Bâtiment à énergies nouvelles (production d'énergie photovoltaïque, production d'énergie éolienne, etc.)
7.3 Structure du système
Le système de surveillance de l'énergie IoT d'Acrel adopte une conception distribuée hiérarchique et peut être divisé en trois couches : couche de gestion et de contrôle de la station, couche de communication réseau et couche d'équipement de terrain. Le mode de mise en réseau peut être une structure de réseau standard, une structure de réseau en étoile à fibre optique ou une structure de réseau en anneau à fibre optique. En fonction de l'échelle de consommation d'énergie de l'utilisateur, de la distribution des équipements consommateurs d'énergie et de la superficie au sol, etc., le mode de mise en réseau est pris en compte de manière globale.
7.4 Sélection de l'équipement
| Application | Apparence | Taper | Fonction |
| 35 kV |  | AM6-F | Protection contre les surintensités à trois niveaux (avec verrouillage de tension composite en forme de tortue), protection sélective contre les courants faibles par mise à la terre, réenclenchement triphasé unique, délestage à basse fréquence |
| 35 kV (plus de 2000 kVA), moteur 35 kV (plus de 2000 kW) | AM6-D2 | Protection différentielle à coupure rapide pour deux transformateurs 8B et trois transformateurs d'image, protection différentielle à freinage proportionnel | |
| AM6-D3 | |||
| AM6-T | Mesure et contrôle de la protection de secours du transformateur, équipé d'une protection de transformateur | ||
| AM6-FD | Protection non électrique du bâtiment du transformateur (indépendante), circuit de commande indépendant | ||
| AM6-MD | protection différentielle du moteur, protection complète du moteur | ||
| Surveillance des transformateurs de potentiel de 35 kV | AM6-U | surveillance PT | |
| 35 kV | AM6-TR | Protection contre les surintensités et les surcharges à trois niveaux, protection contre les coupures de courant du transformateur | |
| Ligne d'alimentation 10 kV/6 kV |  | AM5-F | Protection contre les surintensités à trois niveaux/surintensités homopolaires, protection contre les surcharges (alarme/déclenchement), alarme de déconnexion du transformateur de potentiel, réenclenchement triphasé à basse fréquence, protection contre les surintensités post-accélération, protection contre l'inversion de polarité |
| Transformateur d'usine 10 kV/6 kV | AM5-T | Protection contre les surintensités à trois niveaux/surintensités homopolaires, protection contre les surcharges (interrupteur d'alarme), alarme de défaut de commande, alarme de déconnexion du transformateur de potentiel, protection contre les paramètres non électriques | |
| Moteur asynchrone 10 kV/6 kV | AM5-M | Protection contre les surintensités à deux étages/surintensités homopolaires/surintensités inverses, protection contre les surcharges (système d'alarme), protection contre les sous-tensions, alarme de déconnexion du transformateur de potentiel, protection contre le blocage, temporisation au démarrage, protection contre les surcharges thermiques | |
| Condensateur 10 kV/6 kV | AM5-C | Protection contre les surintensités à deux étages/surintensités homopolaires, protection contre les surcharges (déclenchement par alarme), alarme de déconnexion du transformateur de potentiel, déclenchement en cas de surtension/sous-tension, protection contre les déséquilibres de tension/courant | |
| Coupleur de bus 10 kV/6 kV | AM5-B | Commutation de secours sur ligne entrante/commutation de secours par liaison de bus, protection contre les surintensités à deux niveaux, alarme de déconnexion du PT | |
| Surveillance des PT 10 kV/6 kV | AM5-U | Avertissement de basse tension, avertissement de déconnexion du transformateur de potentiel, avertissement de surtension, avertissement de surtension homopolaire | |
| Transformateur de potentiel 10 kV/6 kV | AM5-BL | Commande de mise en parallèle/déparallélisme secondaire PT d'un système sectionnel à bus unique | |
| Équipement de collecte centralisé pour la mesure de température sans fil |  | Acrel-2000T/A | fixation murale Une interface 485 standard, un port Ethernet Alarme sonore intégrée Dimensions du meuble : 480*420*200 (unité mm) |
| Terminal d'affichage |  | ATP007/ ATP010 | Alimentation CC 24 V ; interface RS485 unidirectionnelle (liaison montante) ; interface RS485 unidirectionnelle (liaison descendante) ; Récepteur : ATC600-C. |
 | ARTM-Pn | Cadre de surface 96*96*17 mm, profondeur 65 mm ; diamètre d'alésage 92*92 mm ; Alimentation électrique AC85-265V ou DC100-300V ; Interface RS485 unidirectionnelle, protocole Modbus ; Recevoir 60 pièces ATE100M/200/400;compatibles avec ATC450. | |
| instrument intelligent de contrôle de température |  | ARTM-8 | Diamètre d'alésage 88*88 mm, installation encastrée ; Alimentation électrique AC85-265V ou DC100-300V ; Interface RS485 unidirectionnelle, protocole Modbus ; Peut être connecté à des capteurs PT100 à 8 voies, convient à la mesure de température des contacts électriques des appareillages de commutation basse tension, des enroulements de transformateurs, des enroulements de cliquet, etc. ; |
 | ARTM-24 | Installation sur rail DIN 35 mm ; Alimentation électrique AC85-265V ou DC100-300V ; Interface RS485 unidirectionnelle, protocole Modbus ; 24 canaux de NTC ou PT100, 1 canal de mesure de température et d'humidité, 2 canaux de sortie d'alarme de relais, utilisés pour la mesure de température des contacts électriques basse tension, des enroulements de transformateur, des enroulements de cliquet et autres endroits ; | |
| Émetteur-récepteur sans fil |  | ATC600 | L'ATC600 possède deux spécifications : l'ATC600-C peut recevoir les données de 240 unités ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ Capteur ATE100P/ATE200P. L'ATC600-Z assure la transmission transparente. |
| Capteur de température sans fil à type de batterie |  | ATE100M | Alimentation par batterie, durée de vie ≥ 5 ans ; -50 °C à +125 °C ; précision ±1 °C ; 470 MHz, portée en champ libre 150 mètres ; 32,4 × 32,4 × 16 mm (longueur × largeur × hauteur) |
 | ATE200 | Alimentation par batterie, durée de vie ≥ 5 ans ; -50 °C à +125 °C ; précision ±1 °C ; 470 MHz, portée 150 mètres ; 35 x 35 x 17 mm, L = 330 mm (longueur x largeur x hauteur, bracelet tricolore). | |
 | ATE200P | Alimenté par batterie, durée de vie ≥ 5 ans ; -50 °C à +125 °C ; précision ±1 °C ; 470 MHz, portée 150 mètres, indice de protection IP68 ; 35 x 35 x 17 mm, L = 330 mm (longueur x largeur x hauteur, bracelet tricolore). | |
| Capteur de température sans fil à alimentation CT |  | ATE400 | Alimentation par induction CT, courant de démarrage ≥5A ; -50℃~+125℃ ; précision ±1℃ ; 470 MHz, distance de fonctionnement 150 mètres ; tôle d’alliage fixe, alimentation ; boîtier tricolore ; 25,82*20,42*12,8 mm (longueur*largeur*hauteur). |
8. Conclusion
Les systèmes de surveillance électronique sont un produit de l'ère de l'information. Ils témoignent de la quête incessante et de l'espoir de l'humanité pour une meilleure qualité de vie et des méthodes de travail simplifiées dans une économie hautement performante. Leur large application dans les bâtiments intelligents favorise une vie plus simple et plus agréable, et reflète l'intérêt porté au développement social, scientifique, technologique et économique. Leur présence concrète permet d'apprécier leur sécurité, leur fiabilité et leur grande efficacité. On peut affirmer que les systèmes de surveillance électronique sont bénéfiques à tous les aspects de la vie. La dépendance à l'égard des systèmes électroniques ne cesse de croître.
Références :
[1] Manuel de conception et d'application des microréseaux d'entreprise Acrel. Version 2022.05
Date de publication : 2 mai 2025