贵州师范学院教育实践训练中心综合楼能耗管理系统的设计及应用

安科瑞 缪凯伦

安科瑞电气是一家为环保评估、环保检测、环保设备分表计量、环保设备用电监测等项目服务的企业。  

摘要：大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能，做好公共建筑节能工作，对促进和带动全社会节能工作，实现节能减排目标，落实“转方式、调结构"重大战略具有重要意义。本文介绍贵州师范学院教育实践训练中心综合楼，采用智能电力仪表PZ96L-E4/KC采集现场的用电量。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-5000型建筑能耗管理系统实现配电回路用电量的实时采集及分析。

关键词：大型公共建筑；贵州师范学院；能耗管理系统；ACREL-5000;PZ96L-E4/KC；

1 引言        

目前，我国已经是世界上能源生产国和消费大国，统计显示，我国建筑能耗约占全国总能耗的28%，在我国每年新建的20亿平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪费非常严重，具有巨大的节能空间，建筑节能的推广已经势在必行，节能降耗，计量先行。        

相关地方规范要求“建筑能耗监测系统应作为新建建筑设备设施系统的组成部分，列入建设规划；  

2 设计依据  GB-T 15587-2008 《工业企业能源管理导则》 《评价企业合理用电技术导则GB》 《企业节能规划编制通则》 《企业能源审计技术通则-GB》 GBT23331-2009《能源管理体系要求》 GB-50052-2009 《供配电系统设计规范》 能耗计量装置国家及行业标准 DL/T 645-1997       多功能电能表通信规约 DL/T 645-2007       多功能电能表通信规约 CJ/T 188-2004       户用计量仪表数据传输技术条件 GB/T 19582-2008     基于Modbus协议的工业自动化网络规范  

3 项目概况      

贵州师范大学的前身——“国立贵阳师范学院"创建于1941年，是当时全国仅有的八所国立师范学院之一；1950年10月更名为“贵阳师范学院"；学校地处有着“中国避暑之都"美誉的林城——贵州省省会贵阳市，现有三个校区，分别座落在云岩区、白云区（求是学院）和花溪区，占地面积2800余亩。有全日制在校学生3.6万人。        

本项目要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的收集与存储；建立能耗监测与公示平台，在能源消耗一线直接展示能源利用效率；通过对学校各区域电、水等能源介质的统一综合管理，使得学校能对各区域设备能源使用情况进行查询分析，帮助学校管理人员发现潜在的节能机会，提高机场的能源利用效率，科学地管理能源使用，从而降低能源使用费用，为建立节约型社会发挥作用。  

4 系统架构      

安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以工作站主机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如系统结构图所示：贵州师范学院教育实践训练中心综合楼能耗管理系统分为站控管理层、网络通讯层及现场设备层，现场共有120只多功能电力仪表，多功能仪表的型号为PZ96L-E4/KC。  

系统结构图

5 系统软件模块      

综合能耗主界面  

反映建筑物当年用能各分类能耗和折算为标准煤的综合能耗，并计算得到单位面积能耗； 通过表计计量的主要为电能消耗，界面下方显示电能的当日逐时用能曲线；单击每个分类能耗的上部区域，可跳转到该分类能耗的用能分析主界面； 可通过下拉框切换建筑物，建筑物图片可根据项目要求替换；      

分类能耗主界面  

反映某分类能耗（例如电）当日及昨日同期、当月及上月同期、当年及上年同期的用能及对比，增长百分比及增加值； 反映某分类能耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的用能趋势； 反映某分项能耗的当月用能饼图； 反映某分类能耗当年各月用能同比分析图；        

分类能耗支路用能统计报表  

可灵活选择支路，并统计某段时间内支路用能的日、月、周、季、年用能； 通过透视表功能强大，用户可进行多种数据统计，并对数据进行组合排序； 统计数据可通过柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表展示； 统计数据可导出至Excel；      

分类能耗支路非工作日用能 统计对各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通过系统灵活设置 统计数据可导出至Excel；      

分类能耗支路同比分析

统计各支路当年每月用能及去年同期用能；      

分类能耗支路用能集抄 查询各支路任意两个时间的表计读数，并计算出差值； 时间精度到分钟；      

分类能耗支路分时段用能趋势分析 可查询任一支路某段时间内的用能参数（例如电压、电流、功率、功率因数等），具体可查询的参数与安装的仪表和系统配置有关，查询时不可跨月； 数据以图表或表格的形式显示，图表可通过鼠标操作放大、缩小、移动；可对数据进行排序（大、小值）； 数据可导出至Excel;  

配置选项      

依照相关技术规范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等，其中建筑面积等信息将用能单位面积能耗分析；        

配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型仪表所能提供的监测参数信息，此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能；        

配置项目中使用到的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息；        

配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息，可根据项目情况灵活配置，此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能；        

配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划，完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块；        

配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例，完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块  

6 前景展望      

根据贵州师范学院教育实践训练中心综合楼能耗管理系统运行效果分析，建立典型能耗分析模型，统一分析。      

建立建筑能耗计量体系，把脉建筑能耗，发现能耗黑幕，节能改造更有针对性，同时通过计量收费、绩效考核等管理措施巩固节能改造成果。      

选择节能设备。      

再好的节能设备，管不住浪费也无法发挥节能效果，通过增加自动化节能设备，制定设备运行策略，减少人为干预，集中管控，使节能设备正在实现节能。      

通过能耗监测系统提供的同环比分析数据量化节能改造成果，展现节能效果。  

7 结束语      

大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能，做好贵州师范学院教育实践训练中心综合楼的节能工作，对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。