東營市河口區(qū)人民醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)的研究與應用

摘要：采用微機保護和多功能電力儀表、采集變電所內10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現(xiàn)場的各種電參量和開關信號，樓層配電箱采用電能表采集出線回路用電量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網的方式，組網后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型能耗管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和用能統(tǒng)計分析。

關鍵詞：大型公共建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；ACREL-5000；

1、引言

近年來，諸多建筑節(jié)能管理標準導則及用能單位能耗在線監(jiān)測管理標準相繼出臺，能源的使用效率得到越來越多的重視。安科瑞能源管理云平臺可以為建筑和企業(yè)能源消耗和節(jié)能提供數(shù)據(jù)支持。

2 、設計依據(jù)

GB 50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB 50054《低壓配電設計規(guī)范》

GB/T 50063《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

DL/T 448《電能計量裝置技術管理規(guī)程》

3、項目概況

東營市河口區(qū)設備用房，總建筑面積781m2。建筑高度5.4米，河口區(qū)人民醫(yī)院為二級醫(yī)院，本工程位于東營市河口區(qū)河聚路以北，海康路以西。

配電室內部安裝8只AM5系列微機保護裝置，67只PZ80系列多功能儀表，樓層配電箱內部安裝72只DTSD1352-C導軌式電能表，儀表和微機保護通過485通訊線上傳到通訊管理機，通訊管理機通過網線連接到后臺服務器。后臺位于地下一層的值班室內，針對本項目的性質，設計一套能耗系統(tǒng)，電表的數(shù)據(jù)經能耗網關的串口直接進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集后按照能耗分類分項原則進行分析。

本項目要解決基礎能耗數(shù)據(jù)的智能化、自動化、可視化、可量化的收集與存儲；建立能源管理平臺、實現(xiàn)能源的集中化管理；深入分析能源消耗過程與趨勢；建立能耗監(jiān)測與公示平臺。同時為保證醫(yī)院內部用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進行電壓、電流、功率以及各開關量信號等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間。

4、 系統(tǒng)架構

安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理提供了基礎平臺，它可以和其他樓宇自動化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉發(fā)構成復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該能耗系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統(tǒng)結構圖所示：

5、系統(tǒng)軟件模塊

◆綜合能耗主界面

反映建筑物當年用能各分類能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；

通過表計計量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當日逐時用能曲線；單擊每個分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉到該分類能耗的用能分析主界面；

可通過下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據(jù)項目要求替換；

◆分類能耗主界面

反映某分類能耗（例如電）當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比，增長百分比及增加值；

反映某分類能耗過去48小時、過去31天、過去12個月、過去3年的用能趨勢；

反映某分項能耗的當月用能餅圖；

反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖；

◆分類能耗支路用能統(tǒng)計報表

可靈活選擇支路，并統(tǒng)計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；

通過透*表功能強大，用戶可進行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對數(shù)據(jù)進行組合排序；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；

◆分類能耗支路非工作日用能

統(tǒng)計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統(tǒng)靈活設置

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；

◆分類能耗支路同比分析

統(tǒng)計各支路當年每月用能及去年同期用能；

◆分類能耗支路用能集抄

查詢各支路任意兩個時間的表計讀數(shù)，并計算出差值；

時間精度到分鐘；

◆分類能耗支路分時段用能趨勢分析

可查詢任一支路某段時間內的用能參數(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關，查詢時不可跨月；

數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過鼠標操作放大、縮小、移動；可對數(shù)據(jù)進行排序；

數(shù)據(jù)可導出至Excel;

◆分項能耗主界面

◆配置選項

依照相關技術規(guī)范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調面積、建筑地址等，其中建筑面積等信息將用能單位面積能耗分析；

配置項目中使用的儀表的類型、型號、生產廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計、分時段用能統(tǒng)計、參數(shù)查詢功能；

配置項目中使用到的所有計量儀表，保存計量儀表的地址、變比、對應的采集器、代碼、監(jiān)測回路的名稱等信息；

配置分項能耗統(tǒng)計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據(jù)項目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類能耗分項用能分析小模塊中的功能；

配置各部門用能對應的計量儀表、運算方式、所占比例以及部門用能計劃，完成此項配置后將啟用部門能耗分析功能模塊；

配置建筑物中某用能區(qū)域對應的計量儀表、運算方式、所占比例，完成此項配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊

◆配電監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

◆故障報警

系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

6、前景展望

根據(jù)東營市河口區(qū)人民醫(yī)院能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。

◆建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對性，同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。

◆選擇節(jié)能設備。

◆再好的節(jié)能設備，管不住浪費也無法發(fā)揮節(jié)能效果，通過增加自動化節(jié)能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能。 

◆通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，展現(xiàn)節(jié)能效果。

7、結束語

大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶，做好東營市河口人民醫(yī)院的節(jié)能工作，對促進和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。