某市文化公园片区学校项目能耗监测系统的研究与应用

安科瑞 缪凯伦

摘要：

采用多功能电力仪表、采集变电所内及0.4KV低压配电回路现场的各种电参量。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型能耗管理系统实现配电所配电回路用电的监控和用能统计分析。

关键词： 大型公共建筑；能耗监测系统；ACREL-5000。  

1 引言

近年来，诸多建筑节能管理标准导则及用能单位能耗在线监测管理标准相继出台，能源的使用效率得到越来越多的重视。安科瑞能源管理云平台可以为建筑和企业能源消耗和节能提供数据支持。

2 设计依据

GB 50052《供配电系统设计规范》 GB 50054《低压配电设计规范》 GB/T 50063《电力装置的电测量仪表装置设计规范》 DL/T 448《电能计量装置技术管理规程》  

3 项目概况

某文化公园片区学校位于某区东南部，规划总建筑面积5.1万㎡，由区政府及胜利一中合作举办，计划建成90班规模的九年一贯制公立学校，目前进行的是项目的一期工程，涵盖40班教学区、综合楼、风雨操场、游泳馆、食堂、门卫室、400m环形运动区跑道、篮球场、排球场。 本项目仪表分布在配电室90只低压仪表PZ80L-E4/C通过485通讯线上传到通讯管理机，通讯管理机通过光纤组网连接到后台服务器。后台位于一层的消防控制室内，针对本项目的性质，设计一套能耗系统，电表的数据经能耗网关的串口直接进行数据采集，数据采集后按照能耗分类分项原则进行分析。 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；建立能源管理平台、实现能源的集中化管理；深入分析能源消耗过程与趋势；建立能耗监测与公示平台。  

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及远程管理提供了基础平台，它可以和其他楼宇自动化系统进行数据转发构成复杂的监控系统。该能耗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：

系统结构图

5 系统软件模块

5.1 综合能耗主界面

当日电用能曲线 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；

5.2 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；

5.3 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；

5.4 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；

5.5 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； 5.6 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；

5.7 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； 数据可导出至Excel;

5.8 分项能耗主界面

5.9 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

根据文化片区学校能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型，统一分析。

6.1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。

6.2选择节能设备。

6.3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。

6.4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，做好文化片区学校的节能工作，对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。