何花

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：用戶對(duì)自身用能的管理意識(shí)提升，促使用戶側(cè)電力配電系統(tǒng)在商業(yè)、工業(yè)以及民用區(qū)域的普及。系統(tǒng)針對(duì)用戶側(cè)主要的用能節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)安裝智能儀表，再通過后臺(tái)系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)、用電量等數(shù)據(jù)的采集。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提升用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的智能管理。同時(shí)通過用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)的采集及存儲(chǔ)，明確供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本提供數(shù)據(jù)依據(jù)。現(xiàn)以荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目項(xiàng)目中使用的ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)為例。對(duì)用戶側(cè)用能智能化做簡要介紹。

關(guān)鍵詞： 荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目  能耗管理  無人值守    智能配電系統(tǒng)  配電自動(dòng)化

0引言

  在大型建筑辦公樓項(xiàng)目中配電體系內(nèi)、原始的人工抄表，數(shù)據(jù)采集早已滿足不了當(dāng)?shù)霓k公管理體系。供配電體系的智能化，數(shù)據(jù)化已經(jīng)成為大型建筑辦公樓項(xiàng)目中智能化、數(shù)據(jù)化的基本要求。通過智能化系統(tǒng)對(duì)用戶側(cè)的用能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)的積累，分析，為管理者提供準(zhǔn)確的建筑辦公用能數(shù)據(jù)。

  ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的用戶端能耗管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對(duì)荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目變電所進(jìn)出線回路用能的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個(gè)配電體系用能以及運(yùn)作狀況，量化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為管理者日常管理，維護(hù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

  本文以荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目為例，簡單介紹ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)在荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目項(xiàng)目配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1項(xiàng)目介紹

  荊門市人民醫(yī)院（荊楚理工學(xué)院附屬中心醫(yī)院）成立于1980年，是一所集臨床、教學(xué)、科研、預(yù)防、保健為一體的國家三級(jí)甲等綜合醫(yī)院，坐落于湖北省荊門市象山大道39號(hào)。

  本項(xiàng)目承接其荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓能耗管理系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)新建的內(nèi)科樓的配電系統(tǒng)，監(jiān)控范圍為地下配電室變電所以及樓層的低壓出線回路。該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層儀器儀表的具體分布情況如下：地下室變電所部分：低壓儀表約300塊；樓層配電箱部分：低壓儀表約100塊。

  ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)對(duì)智能計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理，并以圖形、報(bào)表的形式導(dǎo)出，為管理人員提供具體的用電明細(xì)。

2用戶需求

  期經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察以及和業(yè)主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個(gè)方面：

  1) 各變電所和樓層的重要配電回路的遠(yuǎn)程抄表；

  2) 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)進(jìn)出線回路的電能和電參量的數(shù)據(jù)采集、電能計(jì)量；

  3) 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)各個(gè)回路的能耗分析，分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，用能趨勢(shì)分析；

  4) 重要回路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，回路名稱自定義；

  5) 根據(jù)實(shí)際的配電結(jié)構(gòu)，按各個(gè)變電所分別繪制配電示意圖；

  6) 重要回路的重要電力參數(shù)，電流電壓等曲線顯示；

  7) 用戶權(quán)限等級(jí)管理，不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)管理操作；

3設(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

  JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/J63-90  《電力裝置的電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/T13730  《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

  GB2887  《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

  GB/50198-94      《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

  DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

  DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

  DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

  DL/T 698.42-2010     《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

  DL/T/814-2013       《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范》

  《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

  鑒于荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓所有變電所進(jìn)出線監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，其中變電所的數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至數(shù)據(jù)采集箱；樓層配電箱的數(shù)據(jù)總線鋪設(shè)至數(shù)據(jù)采集箱，再經(jīng)過光纖通訊以TCP/IP協(xié)議將該兩個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4 系統(tǒng)功能

  上位機(jī)軟件采用ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)并嵌入變電所一次配電監(jiān)測(cè)畫面，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及能耗管理的功能。

4.1 功能特點(diǎn)

  ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。建筑能耗分析管理系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)能耗的在線監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析功能。

4.2 軟件功能：

4.2.1 監(jiān)測(cè)詳圖

  監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測(cè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖2所示。

圖2監(jiān)測(cè)詳圖

4.2.2 詳細(xì)電參量圖

  詳細(xì)電參量圖反映了本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)回路的在過去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過當(dāng)或者過去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖3所示

圖3參數(shù)抄表

4.2.3 用戶管理

  本系統(tǒng)軟件設(shè)置多達(dá)上百種密碼分區(qū)和密碼設(shè)置，為系統(tǒng)管理員、后勤管理人員、設(shè)備維護(hù)人員等提供分級(jí)密碼，并對(duì)所有操作自動(dòng)進(jìn)行帶時(shí)標(biāo)事件記錄，可建立良好的反事故措施。為了使實(shí)時(shí)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)提供可靠的安全保護(hù)措施，所有的系統(tǒng)操作員能夠根據(jù)權(quán)限大小賦予某特性，這些特性規(guī)定了各個(gè)操作員對(duì)系統(tǒng)及各種活動(dòng)的適用范圍，如用戶名，口令字，操作權(quán)限及操作范圍等特性。界面如圖4所示。

圖4用戶管理

4.2.1支路用能趨勢(shì)分析

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各配電回路某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路，點(diǎn)擊‘加載數(shù)據(jù)’查看各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，并可以將支路用能顯示合計(jì)，以圖表形式顯示。界面如圖5所示。

圖5支路用能趨勢(shì)

4.2.1分項(xiàng)用能

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各分項(xiàng)某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路，‘加載數(shù)據(jù)’查看各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢。這里的支路都是通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中分類分項(xiàng)的配置而來。默認(rèn)查詢當(dāng)月的能耗。界面如圖6所示。

圖6分項(xiàng)用能

5 結(jié)束語

  大型辦公建筑配電體系的智能化，透明化，率等要求，促使市場(chǎng)為其提供相應(yīng)的解決方案。當(dāng)主要是通過在大型辦公建筑的供配電系統(tǒng)即變電所的進(jìn)出線節(jié)點(diǎn)安裝智能儀表，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，為客戶提供遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助客戶實(shí)時(shí)掌握建筑的用能狀況，實(shí)現(xiàn)建筑用能的智能化管理。

  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(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶和節(jié)能，做好荊門市人民醫(yī)院內(nèi)科樓項(xiàng)目辦公大樓的節(jié)能工作，對(duì)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)

[1].住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求

[2].辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則