東營市河口區人民醫院能耗管理系統的研究與應用

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。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型能耗管理系統實現配電所配電回路用電的實時監控和用能統計分析。

關鍵詞：大型公共建筑；能耗監測系統；ACREL-5000;

1 引言

近年來，諸多建筑節能管理標準導則及用能單位能耗在線監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能源消耗和節能提供數據支持。

2 設計依據

GB 50052《供配電系統設計規范》

GB 50054《低壓配電設計規范》

GB/T 50063《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

DL/T 448《電能計量裝置技術管理規程》

3 項目概況

東營市河口區設備用房，總建筑面積781m2。建筑高度5.4米，河口區人民醫院為二級醫院，本工程位于東營市河口區河聚路以北，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，電表的數據經能耗網關的串口直接進行數據采集，數據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據的智能化、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；建立能耗監測與公示平臺。同時為保證醫院內部用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對現場的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進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間。

4 系統架構

安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據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進行數據轉發構成復雜的監控系統。該能耗系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示： 

5 系統軟件模塊

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，建筑物圖片可根據項目要求替換；

u 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；

u 分類能耗支路用能統計報表

可靈活選擇支路，并統計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；

通過透shi表功能強大，用戶可進行多種數據統計，并對數據進行組合排序；

統計數據可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

統計數據可導出至Excel；

u 分類能耗支路非工作日用能

統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統靈活設置

統計數據可導出至Excel；

u 分類能耗支路同比分析

統計各支路當年每月用能及去年同期用能；

u 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，并計算出差值；

時間精度到分鐘；

u 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（例如電壓、電流、功率、功率因數等），具體可查詢的參數與安裝的儀表和系統配置有關，查詢時不可跨月；

數據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；可對數據進行排序；

數據可導出至Excel;

u 分項能耗主界面

u 配置選項

依照相關技術規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測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時段用能統計、參數查詢功能；

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、監測回路的名稱等信息；

配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，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域能耗分析功能模塊

u 配電監測

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

u 故障報警

系統具有實時報警功能，系統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、功率因數越限等事件進行實時監測，并根據事件等級發出告警。系統報警時自動彈出實時報警窗口，并發出聲音或語音提醒。

6 前景展望

根據東營市河口區人民醫院能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節能改造成果。

選擇節能設備。

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

通過能耗監測系統提供的同環比分析數據量化節能改造成果，展現節能效果。

7 結束語

大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶，做好東營市河口人民醫院的節能工作，對促進和帶動節能工作，實現節能減排目標具有重要意義。