陸曉君

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：用戶對自身用能的管理意識提升，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)針對用戶側(cè)主要的用能節(jié)點，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實時監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)、用電量等數(shù)據(jù)的采集。通過實時監(jiān)控用能以及相關電力參數(shù)、提升用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的智能管理。同時通過用能的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護成本提供數(shù)據(jù)依據(jù)。現(xiàn)以荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目項目中使用的ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)為例。對用戶側(cè)用能智能化做簡要介紹。

關鍵詞： 荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目  能耗管理  無人值守    智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0引言

  在大型建筑辦公樓項目中配電體系內(nèi)、原始的人工抄表，數(shù)據(jù)采集早已滿足不了當?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目中智能化、數(shù)據(jù)化的基本要求。通過智能化系統(tǒng)對用戶側(cè)的用能實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的積累，分析，為管理者提供準確的建筑辦公用能數(shù)據(jù)。

  ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端能耗管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目變電所進出線回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系用能以及運作狀況，量化系統(tǒng)的運行狀態(tài)，為管理者日常管理，維護提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

  本文以荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目為例，簡單介紹ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)在荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目項目配電系統(tǒng)中的應用。

1項目介紹

  荊門市二人民醫(yī)院（荊楚理工學院附屬中心醫(yī)院）成立于1980年，是所集臨床、教學、科研、預防、為體的家三級甲等綜合醫(yī)院，坐落于湖北省荊門市象山大道39號。

  本項目承接其荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓能耗管理系統(tǒng)，監(jiān)測新建的內(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。該項目現(xiàn)場設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)對智能計量儀表的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理，并以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。

2用戶需求

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

  1) 各變電所和樓層的重要配電回路的遠程抄表；

  2) 系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)進出線回路的電能和電參量的數(shù)據(jù)采集、電能計量；

  3) 系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)各個回路的能耗分析，分項統(tǒng)計，用能趨勢分析；

  4) 重要回路的實時數(shù)據(jù)顯示，回路名稱自定義；

  5) 根據(jù)實際的配電結(jié)構(gòu)，按各個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)限等級管理，不同等級權(quán)限實現(xiàn)不同等級管理操作；

3設計方案

3.1參考標準

  系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

  JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設計規(guī)范》

  GB/J63-90  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(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  《計算站場地技術(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   《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     《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    《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     《4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

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

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——分項能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導則》

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——分項能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導則》

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——樓宇分項計量設計安裝技術(shù)導則》

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——數(shù)據(jù)中心建設與維護技術(shù)導則》

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——建設、驗收與運行管理規(guī)范》

  《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——軟件開發(fā)指導說明書》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設計

  鑒于荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設計：荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓所有變電所進出線監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場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)總線直接鋪設至數(shù)據(jù)采集箱；樓層配電箱的數(shù)據(jù)總線鋪設至數(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。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4 系統(tǒng)功能

  上位機軟件采用ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)并嵌入變電所次配電監(jiān)測畫面，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及能耗管理的功能。

4.1 功能特點

  ACREL-5000能耗管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，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)采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，主要實現(xiàn)能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能。

4.2 軟件功能：

4.2.1 監(jiān)測詳圖

  監(jiān)測詳圖反應了整個系統(tǒng)配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù)，便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。界面如圖2所示。

圖2監(jiān)測詳圖

4.2.2 詳細電參量圖

  詳細電參量圖反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點的運行數(shù)據(jù)，通過當或者過去某時間點的實時參量數(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)軟件設置多達上百種密碼分區(qū)和密碼設置，為系統(tǒng)管理員、后勤管理人員、設備維護人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。為了使實時系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行，整個系統(tǒng)提供可靠的安全保護措施，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)定了各個操作員對系統(tǒng)及各種活動的適用范圍，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支路用能趨勢分析

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

圖5支路用能趨勢

4.2.1分項用能

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計各分項某段時間內(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，可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進行查詢。這里的支路都是通過基礎數(shù)據(jù)中分類分項的配置而來。默認查詢當月的能耗。界面如圖6所示。

圖6分項用能

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，促使市場為其提供相應的解決方案。當主要是通過在大型辦公建筑的供配電系統(tǒng)即變電所的進出線節(jié)點安裝智能儀表，利用計算機網(wǎng)絡集成技術(shù)，為客戶提供遠程抄表、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等服務，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現(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，做好荊門市二人民醫(yī)院內(nèi)科樓項目辦公大樓的節(jié)能工作，對促進和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。