能耗監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)架構

　　黃蕾

　　安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

　　摘要：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)能大戶和節(jié)能重點，做好公共建筑節(jié)能工作，對促進和帶動全社會節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，落實“轉方式、調結構”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹山西晉中伊甸城4#樓能耗監(jiān)測系統(tǒng)項目能耗分析管理系統(tǒng)，采集現(xiàn)場的各類用能監(jiān)測儀表，儀表就地組網后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)整個商業(yè)綜合樓用電及用水的監(jiān)測分析。

　　關鍵詞：商業(yè)建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；ACREL-5000;

　　1 引言

　　目前，我國已經是世界上的第二大能源生產國和消費國，統(tǒng)計顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，在我國每年新建的20億平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，僅有4%采取了節(jié)能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪費非常嚴重，具有巨大的節(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經勢在必行，節(jié)能降耗，計量先行。

　　大力開展綠色建筑行動，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導城鄉(xiāng)建設，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務;有利于促進建筑產業(yè)優(yōu)化升級，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產業(yè);有利于提高建筑舒適性、健康性，改善群眾生產生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內容，進一步增強責任感和緊迫感，統(tǒng)籌規(guī)劃，狠抓落實，推動城鄉(xiāng)建設走上綠色、循環(huán)、低碳的科學發(fā)展軌道，促進經濟社會全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展。

　　2 設計依據

　　GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導則》

　　《評價企業(yè)合理用電技術導則GB》

　　《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》

　　《企業(yè)能源審計技術通則-GB》

　　GBT23331-2009《能源管理體系要求》

　　GB-50052-2009 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

　　u 能耗計量裝置國家及行業(yè)標準

　　DL/T 645-1997 ? ? ? 多功能電能表通信規(guī)約

　　DL/T 645-2007 ? ? ? 多功能電能表通信規(guī)約

　　CJ/T 188-2004 ? ? ? 戶用計量儀表數據傳輸技術條件

　　GB/T 19582-2008 ? ? 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網絡規(guī)范

　　3 項目概況

　　伊甸城位于晉中市榆次區(qū)北部大學城，此次需要對其中的4#樓的能耗進行監(jiān)測，4#樓為一棟3446.02m2的兩層商業(yè)建筑，其中后臺主機設置在一層的設備間內。

　　本項目樓層配電箱共有21只電能表，水泵房有1塊RS485接口Modbus通訊協(xié)議的水表需要進行能耗監(jiān)測。后臺位于一層的值班室內，因此針對本項目的性質，設計一套能耗系統(tǒng)，并在樓層配電間配置一臺內置通訊管理機的數據采集箱，對樓層配電箱的電表、水泵房的遠傳水表進行采集，。電表、水表的數據采集后按照能耗分類分項原則進行分析。

　　本項目重點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(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。通過對此項目的用電、用水及熱量消耗統(tǒng)一綜合管理，可以對各區(qū)域設備能源使用情況進行查詢分析，幫助管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機會，最大限度地提高能源利用效率，科學有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。

　　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(tǒng)進行數據轉發(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：

系統(tǒng)結構圖

　　5 系統(tǒng)軟件模塊

　　u 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水、熱量和電能消耗，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，建筑物圖片可根據項目要求替換；

　　u 分類能耗主界面

　　反映某分類能耗（例如電、水、熱量等）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(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；

　　通過透視表功能強大，用戶可進行多種數據統(tǒng)計，并對數據進行組合排序；

　　統(tǒng)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(tǒng)計數據可導出至Excel；

　　u 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)計數據可導出至Excel；

　　u 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；

　　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(tǒng)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（最大值、最小值）；

　　數據可導出至Excel;

　　u 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

　　6 系統(tǒng)建設的意義

　　1) 計量裝置設計安裝 能效監(jiān)測平臺搭建

　　通過梳理用戶的用能網絡，在各配電回路設置電能計量表計，以及通過對水表的數據監(jiān)測，為該項目搭建完整的用能計量體系。管理人員就可以通過軟件對項目內用水，用電等用能做實時的監(jiān)控，同時能夠減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監(jiān)視現(xiàn)場儀表的回傳數據，對能耗進行合理的管控和預警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的能耗異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

　　2) 用能數據采集存儲 形成可視化趨勢圖

　　通過軟件可以直觀的看到各部門或區(qū)域的每小時用能的趨勢曲線圖，同時對各儀表采集回來的數據進行實時存儲，可以查詢歷史的數據記錄。

　　3) 確定高能耗范圍 診斷形成高耗原因

　　統(tǒng)計各區(qū)域、各樓層能源消耗，準確定位能源消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點設備建立運行記錄檔案，結合設備維護保養(yǎng)記錄，為設備的運行維護提供依據。

　　4) 配置節(jié)能節(jié)電產品 改進運營管理模式

　　長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，關注用能走向，為節(jié)能改造提供可靠的數據支撐，在經過節(jié)能改造之后，根據能耗監(jiān)測平臺對比節(jié)能實施效果。

　　參考文獻：

　　住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求[2008]114號文

　　作者簡介：

　　黃蕾，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電


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