Acrel-5000能源管理系統(tǒng)在金陵金橋工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用

徐霜     

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

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)能大戶和節(jié)能，做好公共建筑節(jié)能工作，對(duì)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。本文介紹金陵金橋工業(yè)園區(qū)配電系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。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)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-5000型建筑能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)所有租戶的實(shí)時(shí)用電采集，征收電費(fèi)，同時(shí)針對(duì)公共用電區(qū)域管理，降低能耗。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；辦公樓；能耗管理系統(tǒng)；

1 引言

    目前，我國(guó)已經(jīng)是世界上的大能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)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“建筑能耗管理系統(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；核工院三期工程屬于大型公共建筑辦公樓，上海能耗監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)依據(jù)主要是《DGJ68-2068-2012》公共建筑用能監(jiān)測(cè)工程技術(shù)規(guī)范。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

     建筑能耗管理系統(tǒng)依照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制定的《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)》設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)依據(jù)充分、標(biāo)準(zhǔn)完善。

     a.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范》

    《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)》

     b.各省市建筑用能監(jiān)測(cè)工程技術(shù)方案

     DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

     DBJ/T13-158-2012《福建省公共建筑能耗管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》

     c.能耗計(jì)量裝置國(guó)家及行業(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

    本項(xiàng)目位于金海路1000號(hào)，本項(xiàng)目主要針對(duì)于新建建筑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本次監(jiān)測(cè)范圍主要為為負(fù)一層4座變電所及新食堂。

    7#變電所：68臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表（1臺(tái)ACR330EFLH和67臺(tái)ACR220EFL）

    8#變電所：69臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表（1臺(tái)ACR330EFLH和68臺(tái)ACR220EFL）

    9#變電所：58臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表（1臺(tái)ACR330EFLH和57臺(tái)ACR220EFL）

    10#變電所：30臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表（1臺(tái)ACR330EFLH和29臺(tái)ACR220EFL）

    新食堂：19臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表（19臺(tái)ACR220EFL）

4 項(xiàng)目需求

    該項(xiàng)目已有我司一套電能管理系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件除增加現(xiàn)有儀表外，需將原有電能管理數(shù)據(jù)（約500臺(tái)設(shè)備）納入新系統(tǒng)中。

    本次主要針對(duì)對(duì)原有系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行升級(jí)維護(hù)，保障原有操作風(fēng)格的情況下，需實(shí)現(xiàn)以下功能:

    1）．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)一次圖顯示；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；

    2）．電參量的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集；

    3）．系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷曲線；

    4）．主進(jìn)線諧波分析棒圖顯示

    5）．遠(yuǎn)程抄表；電能管理；

    6）．運(yùn)行事件記錄及查詢功能；

    7）．設(shè)備通訊異常實(shí)時(shí)采集顯示；

    8）．綜合能耗分析；

    9）．分類能耗分析；

   10）．同比能耗分析；

   11）．工作日/非工作日能耗分析；

   12）．分區(qū)域用能統(tǒng)計(jì)功能；

5 設(shè)備選型

    a.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(jí)：變電所饋線不低于0.5級(jí)、樓層動(dòng)力柜出線回路不低于1.0級(jí)

    互感器精度：不低于0.5級(jí)

    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、樓層照明及插座用電、動(dòng)力用電、空調(diào)用電及特殊用電。

    安裝方式：嵌入式

     b.數(shù)據(jù)采集的功能

    1） 提供計(jì)量裝置靜態(tài)信息人工錄入功能能按各計(jì)量裝置、各分類、分項(xiàng)能耗的關(guān)系進(jìn)行設(shè)置；

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

    3） 能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各計(jì)量裝置和傳輸設(shè)備的通信狀態(tài)，具故障報(bào)警提示功能；

    4） 能靈活設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)各采集設(shè)備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集周期。不宜大于15min。

6 系統(tǒng)架構(gòu)

總系統(tǒng)圖

7#、8#變電所

9#、10#變電所及新食堂

     施工布線方案：

    1）、10#變電所通過(guò)1根屏蔽雙絞線拉設(shè)至9#變電所通訊采集箱，約100米的線纜鋪設(shè)距離，走地庫(kù)橋架（3-4米高度）。

    2）、9#變電所通過(guò)1根單模4芯光纖拉設(shè)至31#樓1層機(jī)房，通過(guò)車庫(kù)上端橋架和路面地下電井穿線，約500-600米的線纜鋪設(shè)距離；在9#變電所安裝1臺(tái)8口通訊采集箱。

    3）、7#變電所拉設(shè)3根屏蔽雙絞線至8#變電所通訊采集箱，約100米的線纜鋪設(shè)距離，走地庫(kù)橋架。

    4）、8#變電所安裝1臺(tái)8口的通訊采集箱，通過(guò)1根單模4芯光纖拉設(shè)至9#樓地下室變電所原有采集箱內(nèi)（同時(shí)更換該采集箱的光電轉(zhuǎn)換器，換成MIE-1205S），，通過(guò)車庫(kù)上端橋架和路面地下電井穿線，光纖的鋪設(shè)距離約400米。

    5）、新食堂19臺(tái)多功能網(wǎng)絡(luò)儀表通過(guò)1根屏蔽雙絞線拉設(shè)至9#樓地下室變電所，線纜鋪設(shè)距離約300-400米，該部分線纜有100米的距離需走綠化草坪（沿草坪和路沿），穿管鋪設(shè)。

    6）、31#樓原B1層機(jī)房拉設(shè)一根單模4芯光纖至1層機(jī)房，走地庫(kù)原有橋架，約100米的線纜鋪設(shè)距離。

值班室布置方案：

7 系統(tǒng)軟件模塊

   a.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示

    實(shí)時(shí)顯示了進(jìn)線回路和各個(gè)饋電回路的三項(xiàng)電流值。

    b.電參量的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集

    可以對(duì)各個(gè)配電間和樓宇中相應(yīng)電表的電流、功率、電能參數(shù)進(jìn)線任意時(shí)刻查詢，并可點(diǎn)擊報(bào)表打印按鈕打印出來(lái)。還可以將查詢到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel表格中。

    c.系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷曲線

    通過(guò)選擇變壓器回路，設(shè)置好起始時(shí)刻、間隔時(shí)間，點(diǎn)擊界面上的搜索曲線，就可以查看這一時(shí)段相應(yīng)進(jìn)線回路的電流負(fù)荷趨勢(shì)曲線。

    d.主進(jìn)線諧波分析棒圖顯示

    查看主進(jìn)線回路的電流和電壓2-31次諧波的百分含量。

    e.遠(yuǎn)程抄表；電能管理

    f.運(yùn)行事件記錄及查詢功能

   g.設(shè)備通訊異常實(shí)時(shí)采集顯示

     h.綜合能耗主界面

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

    建筑物中的能耗分類雖然較多，但是能通過(guò)表計(jì)計(jì)量的主要有電、水、氣、可再生能源，界面下方顯示這四類能耗的當(dāng)日逐時(shí)用能曲線；單擊每個(gè)分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)到該分類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；

    a.分類能耗主界面

    反映某分類能耗（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；

    反映某分類能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖；

    b.分類能耗支路用能統(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)透視表功能強(qiáng)大，用戶可進(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；

    c.分類能耗支路分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)

    可對(duì)各支路分時(shí)段（尖、峰、平、谷）用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

    通過(guò)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中設(shè)置各分時(shí)段（尖、峰、平、谷）用能單價(jià)，可統(tǒng)計(jì)分時(shí)段用能的金額；

    此項(xiàng)功能需配合使用帶有復(fù)費(fèi)率功能的電力儀表；

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

    d.分類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；

    e.分類能耗支路同比分析

    統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；

    a.分類能耗支路用能集抄

    查詢各支路任意兩個(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；

    b.分類能耗支路分時(shí)段用能趨勢(shì)分析

    可查詢?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、功率因素、諧波等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關(guān)，查詢時(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（zui大值、zui小值）；

   數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

   c.分類能耗支路用能集抄

    將當(dāng)前支路與其下級(jí)支路的用能值進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出差值和相差百分比；

    當(dāng)兩者相差百分比超出特定值時(shí)以醒目顏色提示；

    此項(xiàng)功能主要是為了保證能耗計(jì)量體系的完整、數(shù)據(jù)的核對(duì)；

    d.部門(mén)用能績(jī)效考核

    在系統(tǒng)中設(shè)置每個(gè)部門(mén)的用能計(jì)劃值，并與實(shí)際值進(jìn)行比較

    e.分項(xiàng)、區(qū)域、部門(mén)用能界面

   f.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

8 前景展望

    根據(jù)金陵金橋工業(yè)園能耗運(yùn)行效果分析，建立典型能耗分析模型，對(duì)園區(qū)能耗統(tǒng)一分析。

9 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)能大戶和節(jié)能，做好核工院三期公共建筑辦公大樓的節(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].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》