摘要：隨著社會生活水平的提高，經濟的繁榮發(fā)展，人們對能源的需求逐漸增長，由此帶來的能源危機日益嚴重。辦公建筑、醫(yī)院、商場等場所如何實時的了解、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/年為周期進行，然而辦公建筑、醫(yī)院、商場是每日、每時都在進行，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)場就地組網的方式，組網后通過Acrel-5000型能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(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化管理手段日趨多樣。能耗管理系統(tǒng)可實時監(jiān)控辦公建筑各種能源的詳細使用情況，為辦公建筑查找能耗弱點，實現(xiàn)辦公建筑管理水平的提高及運營成本的降低，為節(jié)能降耗提供直觀科學的依據。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

安科瑞企業(yè)能源管理平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據分析、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、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據和支持。應用于鋼鐵、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、化學原料以及機電設備、電器產品、工器具制造等。

安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)根據現(xiàn)場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至后臺能耗網關然后通過TCP/IP網絡將數(shù)據上傳至的監(jiān)控主機。具體如下圖所示：

該系統(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：站控管理層、網絡通訊層和現(xiàn)場設備層。其中儀表分布在配電室，所有儀表通過485屏蔽雙絞線鋪設至能耗網關，經能耗網關至系統(tǒng)主機從而完成儀表數(shù)據的采集并管理。

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

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設備層、網絡通訊層和平臺管理層。

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

網絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據存儲，并通過網絡把數(shù)據上傳至搭建好的數(shù)據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數(shù)據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據，保證服務器端數(shù)據不丟失。

有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，用于將一個目標區(qū)域內所有的智能監(jiān)控/保護裝置的通信數(shù)據整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測功能;

支持接收上級主站系統(tǒng)下達的命令，并轉發(fā)給目標區(qū)域內的智能系列單元，完成對廠站內各開關設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調功能，以達到遠動輸出調度命令的目標;

提供豐富的規(guī)約庫支持，實現(xiàn)不同二次設備供應商的智能設備互聯(lián)。作為自動化系統(tǒng)網絡與監(jiān)測設備之間的通信接口設備，ANet智能通信管理機實現(xiàn)了規(guī)約轉換、接口匹配、數(shù)據轉換等三項功能;

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

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

實時并行多任務處理與第三方設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所連接儀表設備的數(shù)量及數(shù)據信息，而不需更改軟件程序。

平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。

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,建筑當月分項用電餅圖和各種能源的消耗量。根據所選的建筑，對其建筑圖片進行加載，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，默認為當天。

支路用能

系統(tǒng)可以統(tǒng)計各支路某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，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日與昨日能耗柱狀圖(藍色柱表示今日，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，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，統(tǒng)計數(shù)據可導出至Excel。

能耗的同比環(huán)比分析

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

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

運行監(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)進行實時監(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。

系統(tǒng)提供對能源管理系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)視功能，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)運行過程中關鍵的用能狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢、耗能設備的運行狀態(tài)以及系統(tǒng)運行報警事件進行實時監(jiān)視，確保整個能源供給、轉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，還具有實時趨勢顯示。

變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖展示，實現(xiàn)對全電量參數(shù)以及開關斷路器狀態(tài)的實時監(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、燃氣、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)的實時監(jiān)視;

用能設備系統(tǒng)(如空壓機等)的運行狀態(tài)以及用能參數(shù)的實時監(jiān)視;

過壓、過流、欠壓等保護信號報警、系統(tǒng)通信中斷、電量、非電量參數(shù)越限、能耗超標預警等實時事件報警監(jiān)視。

監(jiān)視空調的運行狀態(tài)，可遠程設定工作模式、室內溫度值，風機三速、水閥開/關。

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企業(yè)的能耗數(shù)據統(tǒng)計結果匯總和分析結論展示，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、設備運行情況、運維情況，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)的運行情況，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

5 前景展望

根據能耗運行效果分析，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：針對現(xiàn)場的用電結構，監(jiān)控至配電室層級，能正確無誤的統(tǒng)計進出線回路，要滿足電能守恒原理即進線電能為出線電能總和(誤差率在3%左右)。

對采集數(shù)據存儲，并形成可視化圖表：系統(tǒng)采集數(shù)據后存儲到數(shù)據庫，系統(tǒng)可滿足報表查詢及導出，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。

診斷出高能耗點：管理人員可通過系統(tǒng)采集數(shù)據，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。

通過能耗分析改進管理運營模式：針對高能耗點，針對性的改進管理運行，如：在下班期間通知各個小組關燈、關機器，同時列入績效考核;在工作期間對用電負荷較大回路可錯峰，減少同時間負荷過大;通過能耗數(shù)據可降低公司運營成本提高利潤。

6 結束語

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)院能耗問題而設計。在建設能耗管理系統(tǒng)后，不但能減輕工作人員的工作負擔，提供工作效率，而且直觀的統(tǒng)計分析結果能幫助管理者根據能耗情況，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，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。

審核編輯：湯梓紅