中航工業(yè)濟南特種鋼結構研究所智能電表改造及能耗管理系統(tǒng)的研究與應用

摘要：采用多功能儀表PZ系列，系統(tǒng)采用現(xiàn)場地組網的方式，組網后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型能耗管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的監(jiān)控和用能統(tǒng)計分析。

關鍵詞：大型公共建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；ACREL-5000

1 引言

 近年來，諸多建筑節(jié)能管理標準導則及重點用能單位能耗在線監(jiān)測管理標準相繼出臺，能源的使用效率得到越來越多的重視。安科瑞能耗管理系統(tǒng)可以為建筑和企業(yè)能源消耗和節(jié)能提供數(shù)據(jù)支持。

2 設計依據(jù)

GB 50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB 50054《低壓配電設計規(guī)范》

GB/T 50063《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

DL/T 448《電能計量裝置技術管理規(guī)程》

3 項目概況

中航工業(yè)濟南特種鋼結構研究所智能電表改造項目針對一個配電室內儀表進行改造。儀表型號為PZ系列多功能儀表共計86只，通過485通訊線上傳到通訊管理機，通訊管理機通過網線連接到后臺服務器。后臺位于一層的消防控制室內，針對本項目的性質，設計一套能耗系統(tǒng)，電表的數(shù)據(jù)經能耗網關的串口直接進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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。

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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：

5 系統(tǒng)軟件模塊

u 綜合能耗主界面

當日電用能曲線

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(jù)項目要求替換；

u 分類能耗主界面

反映某分類能耗（例如電）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(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對數(shù)據(jù)進行組合排序；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)，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(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關，查詢時不可跨月；

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行排序（大值、小值）；

數(shù)據(jù)可導出至Excel;

 u 分項能耗主界面

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(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(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 前景展望

 根據(jù)中航工業(yè)濟南特種鋼結構研究所智能電表改造能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析

u 建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對性，同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。

u 選擇節(jié)能設備。

u 再好的節(jié)能設備，管不住浪費也無法發(fā)揮節(jié)能效果，通過增加自動化節(jié)能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能。

u 通過能耗監(jiān)測系統(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 結束語

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，做好中航工業(yè)濟南特種鋼結構研究所智能電表改造的節(jié)能工作，對促進和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。

參考文獻：

住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求[2008]114號文