蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司能耗監測系統的設計與應用

安科瑞 梅岑彬 18761500144

摘要： 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(hù)，做好公共建筑節能工作，對促進(jìn)和帶動(dòng)全社會(huì )節能工作，實(shí)現節能減排目標，落實(shí)“轉方式、調結構”重大戰略具有重要意義。本文介紹蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司綜合建筑，采用智能電力儀表采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗監測系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。 

關(guān)鍵詞： 大型公共建筑；辦公樓；能耗監測系統； 

1 引言 

目前，我國已經(jīng)是世界上的二大能源生產(chǎn)國和消費國，統計顯示，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，具有巨大的節能空間，建筑節能的推廣已經(jīng)勢在必行，節能降耗，計量先行。   

2 設計依據 

建筑能耗監測系統依照住房和城鄉建設部制定的《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統》設計和開(kāi)發(fā)，設計依據充分、標準完善。

住房和城鄉建設部技術(shù)要求 《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術(shù)導則》

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術(shù)導則》

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術(shù)導則》

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統數據中心建設與維護技術(shù)導則》

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設、驗收與運行管理規范》

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)》

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約 DL/T 645-2007

多功能電能表通信規約 CJ/T 188-2004

戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件 GB/T 19582-2008

基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范   

3 項目概況 

蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司能源消耗包括電、空調，其中用電部分包括一個(gè)變電所，4臺變壓器；空調部分主要包括酒店制冷機房冷熱量計量裝置。能耗監測系統用于對酒店各分項、分類(lèi)能耗的在線(xiàn)監測。整個(gè)能耗在線(xiàn)監測系統的總體架構由一個(gè)節能監管中心、一個(gè)現場(chǎng)采集計量系統組成，計量系統之間通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行通訊。設置能源管理中心，將各用能節點(diǎn)安裝的能源計量數據通過(guò)局域網(wǎng)傳至數據中心，酒店領(lǐng)導和后勤管理人員依據不同權限可訪(fǎng)問(wèn)中心服務(wù)器，實(shí)時(shí)查看能耗情況。系統管理平臺軟件采用C/S結構，可以實(shí)現完整的管理、操作功能，對客戶(hù)端的用戶(hù)，在通過(guò)多種授權驗證后，同樣提供查詢(xún)、數據分析結果展示、管理、監控等功能。   

4 設備選型 

4.1 多功能網(wǎng)絡(luò )儀表 功能：有功電度、電流、電壓、有功功率、功率因素 精度等級：變電所饋線(xiàn)不低于0.5級；互感器精度：不低于0.5級 電氣接口：RS-485 通信協(xié)議：MODBUS、DL/T645 安裝位置：變電所所有回路。 安裝方式：嵌入式 

4.2 數據采集的功能 1 提供計量裝置靜態(tài)信息人工錄入功能能按各計量裝置、各分類(lèi)、分項能耗的關(guān)系進(jìn)行設置；

2 能靈活設置各計量裝置通信協(xié)議、通信通道以及計量裝置名稱(chēng)、配置位置等基本屬性； 

3 能在線(xiàn)監測系統內各計量裝置和傳輸設備的通信狀態(tài)，具故障報警提示功能； 

4 能靈活設置系統內各采集設備數據數據采集周期。不宜大于15min。   

5 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(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構，如系統結構圖1所示：蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司能耗系統站控管理層及網(wǎng)絡(luò )通訊層?，F場(chǎng)總共有12個(gè)配電房，在每個(gè)配電房?jì)榷寂溆型ㄓ嵅杉?，通訊采集箱內設有環(huán)網(wǎng)交換機及通訊管理機，進(jìn)行數據交換。 

系統結構圖1 

該建設項目蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司低壓配電房?jì)劝惭b的148塊DTZY1296智能電表，電表通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議，配置一臺10口智能網(wǎng)關(guān)采集電表數據； 配電室外安裝的4臺流量計HW-LED250，直接通過(guò)RS-485總線(xiàn)連接至監控值班室，并在監控值班室配置一臺10口智能網(wǎng)關(guān)采集流量計數據，流量計HW-LED250為標準MODBUS-RTU協(xié)議； 

系統結構圖2

6 系統軟件模塊 

綜合能耗展示 

Acrel-5000能耗管理系統登陸成功進(jìn)入主頁(yè)面，主頁(yè)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(jìn)行加載，可以選擇時(shí)間查看建筑能耗情況，選擇建筑或時(shí)間后自動(dòng)刷新，默認為當天。 支路能耗概況 

Acrel-5000能耗管理系統可以根據分類(lèi)能耗的支路名稱(chēng)查詢(xún)用能情況，顯示當日和當月的用能峰值、當日用能、當月用能、當年用能以及昨天同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況；以柱狀圖顯示過(guò)去48小時(shí)、31天、12個(gè)月、3年的能耗情況；以曲線(xiàn)圖顯示15分鐘的負荷用能****（電表顯示功率曲線(xiàn)，流量表顯示流速曲線(xiàn)），并顯示當前值、15分鐘內的值。 支路用能 

Acrel-5000能耗管理系統可以統計各支路某段時(shí)間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢(xún)的支路，點(diǎn)擊‘加載數據’查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。 分項能耗概況 

Acrel-5000能耗管理系統可以按照分項進(jìn)行能耗統計與顯示。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(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過(guò)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 

Acrel-5000能耗管理系統可以統計各分項某段時(shí)間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢(xún)的支路，‘加載數據’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(shí)間進(jìn)行查詢(xún)。這里的支路都是通過(guò)基礎數據中分類(lèi)分項的配置而來(lái)，默認查詢(xún)的是當月的能耗。   

能耗數據同比環(huán)比分析   

Acrel-5000能耗管理系統可將各種類(lèi)型（電、水、氣）和各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績(jì)效考核，以及節能目標的修正。 圖表導出 Acrel-5000能耗管理系統可將分析的結果、繪制的圖、表導出到Excel中。 

用戶(hù)管理 

Acrel-5000能耗管理系統用戶(hù)權限管理采用分級模式，為系統管理員、后勤管理人員、設備維護人員三級，并對所有操作自動(dòng)進(jìn)行帶時(shí)標事件記錄，可建立良好的反事故措施。

為了使實(shí)時(shí)系統能夠安全穩定運行，整個(gè)系統提供可靠的安全保護措施，所有的系統操作員能夠根據權限大小賦予某特性，這些特性規定了各個(gè)操作員對系統及各種活動(dòng)的適用范圍，如用戶(hù)名，口令字，操作權限及操作范圍等特性。

配置選項

依照相關(guān)技術(shù)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(lèi)型、型號、生產(chǎn)廠(chǎng)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(shí)段用能統計、參數查詢(xún)功能；

配置項目中使用到的所有計量?jì)x表，保存計量?jì)x表的地址、變比、對應的采集器、代碼、監測回路的名稱(chēng)等信息；

配置分項能耗統計時(shí)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(lèi)能耗分項用能分析小模塊中的功能；

配置各部門(mén)用能對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例以及部門(mén)用能計劃，完成此項配置后將啟用部門(mén)能耗分析功能模塊；

配置建筑物中某用能區域對應的計量?jì)x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   

7 前景展望 

根據蘇州市某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。 

7.1建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時(shí)通過(guò)計量收費、績(jì)效考核等管理措施鞏固節能改造成果。 

7.2選擇節能設備（節能燈、變頻器、熱量回收裝置）。 

7.3再好的節能設備，管不住浪費也無(wú)法發(fā)揮節能效果，通過(guò)增加自動(dòng)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(shí)現節能。 

7.4通過(guò)能耗監測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節能改造成果，展現節能效果。   

8 結束語(yǔ) 

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(hù)，做好蘇州某房地產(chǎn)公共建筑辦公大樓的節能工作，對促進(jìn)和帶動(dòng)節能工作，實(shí)現節能減排目標具有重要意義。