摘要：隨著社會生活水平的提高，經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，人們對能源的需求逐漸增長，由此帶來的能源危機(jī)日益嚴(yán)重。辦公建筑、醫(yī)院、商場等場所如何實(shí)時的了解、分析和控制能源消耗已成為需要解決的迫在眉睫的難題。傳統(tǒng)的能源消耗只能以月/季度/年為周期進(jìn)行，然而辦公建筑、醫(yī)院、商場是每日、每時都在進(jìn)行，能源消耗也是每日、每時的發(fā)生。本文介紹淼泉衛(wèi)生院項目，系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過Acrel-5000型能耗監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各配電回路用電監(jiān)測、管理。

1 引言

隨著節(jié)能工作的深入，能源利用狀況的科學(xué)化管理手段日趨多樣。能耗管理系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)控辦公建筑各種能源的詳細(xì)使用情況，為辦公建筑查找能耗弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)辦公建筑管理水平的提高及運(yùn)營成本的降低，為節(jié)能降耗提供直觀科學(xué)的依據(jù)。淼泉衛(wèi)生院能耗管理系統(tǒng)，通過對能源的采集并管理降低能耗。

2 項目概況

淼泉衛(wèi)生院項目主要監(jiān)視的樓層配電箱：PZ72L共計30只、DTSD1352共計20只.

3 系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞企業(yè)能源管理平臺采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設(shè)備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。應(yīng)用于鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、化學(xué)原料以及機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等。

安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至后臺能耗網(wǎng)關(guān)然后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至的監(jiān)控主機(jī)。具體如下圖所示：

該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。其中儀表分布在配電室，所有儀表通過485屏蔽雙絞線鋪設(shè)至能耗網(wǎng)關(guān)，經(jīng)能耗網(wǎng)關(guān)至系統(tǒng)主機(jī)從而完成儀表數(shù)據(jù)的采集并管理。

現(xiàn)場通過廠區(qū)內(nèi)網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上，搭建完成之后客戶可以通過任意能上網(wǎng)的地方通過賬號權(quán)限在網(wǎng)頁登陸以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實(shí)時上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測功能;

支持接收上級主站系統(tǒng)下達(dá)的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動輸出調(diào)度命令的目標(biāo);

提供豐富的規(guī)約庫支持，實(shí)現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。作為自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測設(shè)備之間的通信接口設(shè)備，ANet智能通信管理機(jī)實(shí)現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換、接口匹配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等三項功能;

提供RS485通信端口，每個端口可帶32臺儀表設(shè)備(對于低壓綜合保護(hù)建議每個端口掛接不超過10個);

可根據(jù)儀表設(shè)備的通信波特率、通信線路長度及客戶對通信數(shù)據(jù)的刷新速度要求決定每個通信端口所帶的設(shè)備數(shù)量;

實(shí)時并行多任務(wù)處理與第三方設(shè)備的訪問及上位系統(tǒng)的連接通信，支持軟件組態(tài)。通過專門的配置管理軟件，可為不同通道掛載設(shè)備選擇不同的通信協(xié)議，并可通過更改配置文件來改變通信管理機(jī)所連接儀表設(shè)備的數(shù)量及數(shù)據(jù)信息，而不需更改軟件程序。

平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

4 系統(tǒng)軟件模塊

綜合能耗主界面

主頁面顯示該建筑的建筑圖片，建筑基本信息,建筑當(dāng)月分項用電餅圖和各種能源的消耗量。根據(jù)所選的建筑，對其建筑圖片進(jìn)行加載，可以選擇時間查看建筑能耗情況，選擇建筑或時間后自動刷新，默認(rèn)為當(dāng)天。

支路用能

系統(tǒng)可以統(tǒng)計各支路某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢，可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進(jìn)行查詢，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。

分項能耗統(tǒng)計

系統(tǒng)可以按照分項進(jìn)行能耗統(tǒng)計與顯示。其中，日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當(dāng)日與昨日能耗柱狀圖(藍(lán)色柱表示今日，綠色柱表示昨日);用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比;堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢;分項用能排名圖顯示被選中分項對應(yīng)能耗值排名前10位的支路。

分項用能報表

系統(tǒng)可以統(tǒng)計各分項某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分項中各支路用能趨勢，可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進(jìn)行查詢，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel。

能耗的同比環(huán)比分析

系統(tǒng)可將各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗(yàn)節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績效考核，以及節(jié)能目標(biāo)的修正。統(tǒng)計各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能;

配置選項

依照相關(guān)技術(shù)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(diào)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(chǎn)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(yīng)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(yùn)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(yīng)的計量儀表、運(yùn)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?qū)?yīng)的計量儀表、運(yùn)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

運(yùn)行監(jiān)控

能源管理系統(tǒng)的動態(tài)顯示對企業(yè)使用的各種能源(電、水、蒸汽)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并提供從概貌到具體的動態(tài)圖形顯示，并提供區(qū)域數(shù)據(jù)監(jiān)控，在工廠平面圖或者某個車間的平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)提供對能源管理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)視功能，實(shí)現(xiàn)對能源系統(tǒng)運(yùn)行過程中關(guān)鍵的用能狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢、耗能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及系統(tǒng)運(yùn)行報警事件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視，確保整個能源供給、轉(zhuǎn)換和消耗過程的安全、可靠和穩(wěn)定。系統(tǒng)提供圖形化工具，不僅可以組態(tài)出數(shù)字化的監(jiān)控界面，還具有實(shí)時趨勢顯示。

變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖展示，實(shí)現(xiàn)對全電量參數(shù)以及開關(guān)斷路器狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、三相不平衡度、諧波等參數(shù)。

水、燃?xì)?、壓縮空氣等系統(tǒng)各分支管道分布示意圖以及流量、壓力、溫度等參數(shù)狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)視;

用能設(shè)備系統(tǒng)(如空壓機(jī)等)的運(yùn)行狀態(tài)以及用能參數(shù)的實(shí)時監(jiān)視;

過壓、過流、欠壓等保護(hù)信號報警、系統(tǒng)通信中斷、電量、非電量參數(shù)越限、能耗超標(biāo)預(yù)警等實(shí)時事件報警監(jiān)視。

監(jiān)視空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，可遠(yuǎn)程設(shè)定工作模式、室內(nèi)溫度值，風(fēng)機(jī)三速、水閥開/關(guān)。

分析報告

系統(tǒng)提供的用戶分析報告主要是為企業(yè)的中、高層管理人員提供有關(guān)企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果匯總和分析結(jié)論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說明。一般包括企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況，用能趨勢排名，能耗排名，綜合能耗排名等。通過豐富多樣的圖形化組件組態(tài)成為一份用戶分析報告，讓用戶了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點(diǎn)，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

5 前景展望

根據(jù)能耗運(yùn)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：針對現(xiàn)場的用電結(jié)構(gòu)，監(jiān)控至配電室層級，能正確無誤的統(tǒng)計進(jìn)出線回路，要滿足電能守恒原理即進(jìn)線電能為出線電能總和(誤差率在3%左右)。

對采集數(shù)據(jù)存儲，并形成可視化圖表：系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)后存儲到數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)可滿足報表查詢及導(dǎo)出，并且系統(tǒng)可由柱狀圖等形式展現(xiàn)能耗趨勢，給客戶更好的體驗(yàn)。

診斷出高能耗點(diǎn)：管理人員可通過系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，針對性的對各個回路同比及環(huán)比分析，通過一階段分析可找出高能耗點(diǎn)。

通過能耗分析改進(jìn)管理運(yùn)營模式：針對高能耗點(diǎn)，針對性的改進(jìn)管理運(yùn)行，如：在下班期間通知各個小組關(guān)燈、關(guān)機(jī)器，同時列入績效考核;在工作期間對用電負(fù)荷較大回路可錯峰，減少同時間負(fù)荷過大;通過能耗數(shù)據(jù)可降低公司運(yùn)營成本提高利潤。

6 結(jié)束語

淼泉衛(wèi)生院能耗管理系統(tǒng)是在能源問題日益緊張，能源價格不斷上漲的背景下，針對醫(yī)院能耗問題而設(shè)計。在建設(shè)能耗管理系統(tǒng)后，不但能減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)，提供工作效率，而且直觀的統(tǒng)計分析結(jié)果能幫助管理者根據(jù)能耗情況，做出正確的分析，對今后的發(fā)展做出正確的決策，對帶動節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

審核編輯：湯梓紅