貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓(xùn)練中心綜合樓能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

 劉丹

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(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶(hù)和節(jié)能，做好公共建筑節(jié)能工作，對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)全社會(huì)節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，落實(shí)“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓(xùn)練中心綜合樓，采用智能電力儀表PZ96L-E4/KC采集現(xiàn)場(chǎng)的用電量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電量的實(shí)時(shí)采集及分析。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；貴州師范學(xué)院；能耗管理系統(tǒng)；ACREL-5000;PZ96L-E4/KC；

1 引言

        目前，我國(guó)已經(jīng)是世界上能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)建筑能耗約占全國(guó)總能耗的28%，在我國(guó)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(fèi)非常嚴(yán)重，具有巨大的節(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經(jīng)勢(shì)在必行，節(jié)能降耗，計(jì)量先行。

        相關(guān)地方規(guī)范要求“建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)作為新建建筑設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)的組成部分，列入建設(shè)規(guī)劃；

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

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

《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則GB》

《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》

《企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則-GB》

GBT23331-2009《能源管理體系要求》

GB-50052-2009 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

能耗計(jì)量裝置及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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(hù)用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)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(guī)范

3 項(xiàng)目概況

       貴州師范大學(xué)的前身——“國(guó)立貴陽(yáng)師范學(xué)院”創(chuàng)建于1941年，是當(dāng)時(shí)全國(guó)僅有的八所國(guó)立師范學(xué)院之一；1950年10月更名為“貴陽(yáng)師范學(xué)院”；學(xué)校地處有著“中國(guó)避暑之都”美譽(yù)的林城——貴州省省會(huì)貴陽(yáng)市，現(xiàn)有三個(gè)校區(qū)，分別座落在云巖區(qū)、白云區(qū)（求是學(xué)院）和花溪區(qū)，占地面積2800余畝。有全日制在校學(xué)生3.6萬(wàn)人。 

        本項(xiàng)目要解決基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的智能化、自動(dòng)化、可視化、可量化的收集與存儲(chǔ)；建立能耗監(jiān)測(cè)與公示平臺(tái)，在能源消耗一線(xiàn)直接展示能源利用效率；通過(guò)對(duì)學(xué)校各區(qū)域電、水等能源介質(zhì)的綜合管理，使得學(xué)校能對(duì)各區(qū)域設(shè)備能源使用情況進(jìn)行查詢(xún)分析，幫助學(xué)校管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)，提高機(jī)場(chǎng)的能源利用效率，科學(xué)地管理能源使用，從而降低能源使用費(fèi)用，為建立節(jié)約型社會(huì)發(fā)揮作用。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

       安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓(xùn)練中心綜合樓能耗管理系統(tǒng)分為站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，現(xiàn)場(chǎng)共有120只多功能電力儀表，多功能儀表的型號(hào)為PZ96L-E4/KC。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 系統(tǒng)軟件模塊

       綜合能耗主界面

反映建筑物當(dāng)年用能各分類(lèi)能耗和折算為標(biāo)準(zhǔn)煤的綜合能耗，并計(jì)算得到單位面積能耗；

通過(guò)表計(jì)計(jì)量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當(dāng)日逐時(shí)用能曲線(xiàn)；單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面；

可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據(jù)項(xiàng)目要求替換；

       分類(lèi)能耗主界面

反映某分類(lèi)能耗（例如電）當(dāng)日及昨日同期、當(dāng)月及上月同期、當(dāng)年及上年同期的用能及對(duì)比，增長(zhǎng)百分比及增加值；

反映某分類(lèi)能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢(shì)；

反映某分項(xiàng)能耗的當(dāng)月用能餅圖；

反映某分類(lèi)能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖；

        分類(lèi)能耗支路用能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

可靈活選擇支路，并統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)支路用能的日、月、周、季、年用能；

通過(guò)tou視表功能強(qiáng)大，用戶(hù)可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序；

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線(xiàn)圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

       分類(lèi)能耗支路非工作日用能

統(tǒng)計(jì)對(duì)各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統(tǒng)靈活設(shè)置

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

       分類(lèi)能耗支路同比分析

統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；

       分類(lèi)能耗支路用能集抄

查詢(xún)各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計(jì)讀數(shù)，并計(jì)算出差值；

時(shí)間精度到分鐘；

       分類(lèi)能耗支路分時(shí)段用能趨勢(shì)分析

可查詢(xún)?nèi)我恢纺扯螘r(shí)間內(nèi)的用能參數(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等），具體可查詢(xún)的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關(guān)，查詢(xún)時(shí)不可跨月；

數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標(biāo)操作放大、縮小、移動(dòng)；可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序（大值、小值）；

數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

         配置選項(xiàng)

       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(xiàng)目中使用的儀表的類(lèi)型、型號(hào)、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(cè)參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計(jì)、分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)、參數(shù)查詢(xún)功能；

        配置項(xiàng)目中使用到的所有計(jì)量?jī)x表，保存計(jì)量?jī)x表的地址、變比、對(duì)應(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測(cè)回路的名稱(chēng)等信息；

        配置分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)時(shí)涉及到的計(jì)量表計(jì)、所占比例、運(yùn)算方式等信息，可根據(jù)項(xiàng)目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類(lèi)能耗分項(xiàng)用能分析小模塊中的功能；

        配置各部門(mén)用能對(duì)應(yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例以及部門(mén)用能計(jì)劃，完成此項(xiàng)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(qū)域?qū)?yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例，完成此項(xiàng)配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊

6 前景展望

       根據(jù)貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓(xùn)練中心綜合樓能耗管理系統(tǒng)運(yùn)行效果分析，建立典型能耗分析模型，分析。

       建立建筑能耗計(jì)量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對(duì)性，同時(shí)通過(guò)計(jì)量收費(fèi)、績(jī)效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。

       選擇節(jié)能設(shè)備。

       再好的節(jié)能設(shè)備，管不住浪費(fèi)也無(wú)法發(fā)揮節(jié)能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備，制定設(shè)備運(yùn)行策略，減少人為干預(yù)，集中管控，使節(jié)能設(shè)備正在實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

       通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，展現(xiàn)節(jié)能效果。

7 結(jié)束語(yǔ)

       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(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶(hù)和節(jié)能，做好貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓(xùn)練中心綜合樓的節(jié)能工作，對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求[2008]114號(hào)文

作者簡(jiǎn)介：

劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電