西安航天城中心廣場二期1#樓項目能耗監(jiān)測系統的研究與應用
更新時間：2020-11-02 點擊次數：899次
陸曉君
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
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，做好公共建筑節(jié)能工作，對促進和帶動全社會節(jié)能工作，實現節(jié)能減排目標，落實“轉方式、調結構”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹西安航天城•中心廣場二期1#樓能耗監(jiān)測系統項目能耗分析管理系統，采集現場的各類用能監(jiān)測儀表，儀表就地組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統實現整個辦公樓用電及用水的監(jiān)測分析并上傳至西安市公共建筑能耗監(jiān)平臺。
關鍵詞：辦公建筑；能耗監(jiān)測系統；ACREL-5000; 能耗上傳；
1 引言
目前，我國已經是世界上的第二大能源生產國和消費國，統計顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，在我國每年新建的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，而且能源浪費非常嚴重，具有巨大的節(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經勢在必行，節(jié)能降耗，計量先行。
大力開展綠色建筑行動，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導城鄉(xiāng)建設，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務;有利于促進建筑產業(yè)優(yōu)化升級，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產業(yè);有利于提高建筑舒適性、健康性，改善群眾生產生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內容，進一步增強責任感和緊迫感，統籌規(guī)劃，狠抓落實，推動城鄉(xiāng)建設走上綠色、循環(huán)、低碳的科學發(fā)展軌道，促進經濟社會全面、協調、可持續(xù)發(fā)展。
2 設計依據
GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導則》
《評價企業(yè)合理用電技術導則GB》
《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》
《企業(yè)能源審計技術通則-GB》
GBT23331-2009《能源管理體系要求》
GB-50052-2009 《供配電系統設計規(guī)范》
? 能耗計量裝置國家及行業(yè)標準
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 戶用計量儀表數據傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協議的工業(yè)自動化網絡規(guī)范
3 項目概況
西安航天城•中心廣場二期1#樓地址位于陜西省西安市雁塔區(qū)在航天大道與京東大道交口東南角，現場共有一間變配電室，后臺主機位一層安防控制室。
本項目配電室內共有102只電能表，換熱站有1塊RS485接口Modbus通訊協議的熱量表，水泵房有1塊RS485接口Modbus通訊協議的水表需要進行能耗監(jiān)測。后臺位于一層的值班室內，因此針對本項目的性質，設計一套能耗系統，并在配電室配置一臺內置通訊管理機的數據采集箱，對地下配電室的電表、水泵房的遠傳水表以及換熱站的遠傳熱量表進行采集，從配電室數據采集箱至1層值班室操作臺處后臺主機通過光纖進行數據傳輸。電表、水表及熱量表的數據采集后按照能耗分類分項原則進行分析，同時根據西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統技術規(guī)范DBJ61/T 97-2015將數據上傳至西安市公共建筑能耗監(jiān)測平臺。
本項目重點要解決基礎能耗數據的智能化、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。通過對此項目的用電、用水及熱量消耗統一綜合管理，可以對各區(qū)域設備能源使用情況進行查詢分析，幫助管理人員發(fā)現潛在的節(jié)能機會，大限度地提高能源利用效率，科學有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。
4 系統架構
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據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進行數據轉發(fā)構成復雜的監(jiān)控系統。該能耗系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：
系統結構圖
5 系統軟件模塊
? 綜合能耗主界面
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水、熱量和電能消耗，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，建筑物圖片可根據項目要求替換；
? 分類能耗主界面
反映某分類能耗(例如電、水、熱量等)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；
? 分類能耗支路用能統計報表
可靈活選擇支路，并統計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；
通過表功能強大，用戶可進行多種數據統計，并對數據進行組合排序；
統計數據可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統計數據可導出至Excel；
? 分類能耗支路非工作日用能
統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統靈活設置
統計數據可導出至Excel；
? 分類能耗支路同比分析
統計各支路當年每月用能及去年同期用能；
? 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，并計算出差值；
時間精度到分鐘；
? 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(例如電壓、電流、功率、功率因數等)，具體可查詢的參數與安裝的儀表和系統配置有關，查詢時不可跨月；
數據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；可對數據進行排序(大值、小值)；
數據可導出至Excel;
? 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)測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時段用能統計、參數查詢功能；
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；
配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，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 系統建設的意義
1) 計量裝置設計安裝 能效監(jiān)測平臺搭建
通過梳理用戶的用能網絡，在各配電回路設置電能計量表計，以及通過對水表、熱量表的數據監(jiān)測，為該項目搭建完整的用能計量體系。管理人員就可以通過軟件對項目內用水，用電，熱量消耗等用能做實時的監(jiān)控，同時能夠減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監(jiān)視現場儀表的回傳數據，對能耗進行合理的管控和預警，及時發(fā)現并改正運行中存在的能耗異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。
2) 用能數據采集存儲 形成可視化趨勢圖
通過軟件可以直觀的看到各部門或區(qū)域的每小時用能的趨勢曲線圖，同時對各儀表采集回來的數據進行實時存儲，可以查詢歷史的數據記錄。
3) 確定高能耗范圍 診斷形成高耗原因
統計各區(qū)域、各樓層能源消耗，準確定位能源消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點設備建立運行記錄檔案，結合設備維護保養(yǎng)記錄，為設備的運行維護提供依據。
4) 配置節(jié)能節(jié)電產品 改進運營管理模式
長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，關注用能走向，為節(jié)能改造提供可靠的數據支撐，在經過節(jié)能改造之后，根據能耗監(jiān)測平臺對比節(jié)能實施效果。
