安科瑞 鮑靜君 

      （江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405）

【摘要】：本文主要介紹了廣東某司法局節(jié)約型建筑節(jié)能監(jiān)管平臺的建設，著重闡述了Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)軟件,，及其實現(xiàn)分散式采集和集中控制管理的智能化節(jié)能監(jiān)控體系,。

【關鍵詞】：機關大樓；智能電測表,；建筑能耗分析

【正文】：

1 前言

我國目前是世界上位能源生產國和消費國,。能源供應的持續(xù)增長，為經濟社會發(fā)展提供了重要的支撐,；同時,，能源消費的快速增長，為世界能源市場創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空間,。中國已經成為世界能源市場*的重要組成部分,，中國的發(fā)展對維護能源安全，正發(fā)揮著越來越重要的積極作用,。 

在我國,，建筑能耗約占總能耗的27%以上，而且還在以每年1個百分點的速度增加,。據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部統(tǒng)計數(shù)字顯示,，我國每年城鄉(xiāng)建設新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑,；既有建筑近400億平方米,，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全國總能耗的比例逐年快速上升，為應對上述情況,，我國新建建筑已經基本實現(xiàn)按節(jié)能標準設計,，這個比例已高達95.7%，但是,，施工階段執(zhí)行節(jié)能設計標準的比例僅為53.8%,。

據(jù)統(tǒng)計，我國國家機關辦公建筑和大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,，但年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%,，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍，是歐洲,、日本等發(fā)達國家同類建筑的1.5～2倍,。

由此看來，節(jié)能減排是我國當前及將來發(fā)展中所面臨并亟待解決的重大問題,。實際上,，十五規(guī)劃已經為減少能源浪費和降低廢氣排放制定了具體的目標，國務院印發(fā)的發(fā)展改革委會同有關部門制定的《節(jié)能減排綜合性工作方案》,，明確了中國實現(xiàn)節(jié)能減排的目標任務和總體要求,。

為了我國長遠可持續(xù)的發(fā)展，為了我國能源的安全,，也為了把我國建設成個和諧,、現(xiàn)代化的文明社會，節(jié)能減排是完成的既定目標,。為達到上述目標,，作為占總能耗1/4還多的建筑物，迫切需要建立套完整的能耗監(jiān)測系統(tǒng),，特別建立套國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng),，這是節(jié)能減排的必要措施。

2 系統(tǒng)設計依據(jù)及技術規(guī)范

建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)是在住房和城鄉(xiāng)建設部制定的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)》技術規(guī)范的出臺后完成設計和開發(fā)的,。因此,，設計依據(jù)充分、技術標準正確,，并且為節(jié)能減排提供了預留接口,。 

本系統(tǒng)設計依據(jù)的技術規(guī)范包括：

1、住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求 

《國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)采集技術導則》 

《國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)傳輸技術導則》 

《國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導則》 

《國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導則》 

《國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》 

《國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》 

2,、國家及行業(yè)相關標準 

GB50052-2009    供配電系統(tǒng)設計規(guī)范

DL/T 698       電能信息采集與管理系統(tǒng)

MODBUS_RTU    多功能電表通信規(guī)約 

CJ/T 188-2004   戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術條件 

GB/T 19582-2008  基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網絡規(guī)范 

GB 9254-1998   信息技術設備的無線電擾限值和測量方法 

GB/T 17168-1998  信息技術設備抗擾度限值和測量方法 

GB/T 17626-1998  電磁兼容試驗和測量技術

3 建筑能耗分析管理系統(tǒng)應用實例

廣東某市級司法中心，總占地面積85畝,，總建筑面積9.2萬平方米,，工程建設投資4億元,，建成后的機關大樓，供區(qū)法院,、檢察院,、*局、政法委在內的政法系統(tǒng)單位辦公使用,。

該項目有1#（*局）、2#（法院,、檢察院）兩個變配電室,，室內的配電柜中安裝了安科瑞332塊PZ系列可編程智能電測表。為了能夠實現(xiàn)電力參數(shù)實時遙測,、電能計量,、電能報表等功能，系統(tǒng)采用了Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng),，做到集中管理,、集中控制，解決了值班人員現(xiàn)場抄表的煩瑣,，及以往定期手工抄表帶來的低效率和數(shù)據(jù)可靠性不高的問題,。并且預留了擴展接口，可方便進行水,、氣以及其他能源消耗監(jiān)測的擴展接入,，具有投資少、簡明實用,、便于智能管理等優(yōu)點,。

3.1   系統(tǒng)結構

司法中心的值班室位于1#*局負層變配電室旁，配置臺工業(yè)網絡交換機,；2#變配電室現(xiàn)場采用13根總線,，使用臺16口的串口服務器，通過光纖連接至1#值班室內的交換機上,；1#變配電室現(xiàn)場采用13根總線,，使用臺16口的串口服務器，連接至值班室內的交換機,；再通過大樓的局域網把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng),。

Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)拓撲結構如圖1。

圖1 系統(tǒng)拓撲結構圖

Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)采用了分布式結構,，按功能或區(qū)域進行劃分,，模塊化設計。整個系統(tǒng)分為三層,，即現(xiàn)場層,、中間層,、主控層。

現(xiàn)場層主要任務是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量,，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng),。項目中主要使用了安科瑞PZ系列可編程智能電測表共計300余臺，實現(xiàn)了現(xiàn)場300余點位的監(jiān)控及管理,。以上設備均相互獨立完成各自的功能,，不依賴主控計算機運行，具備RS-485 通信接口,，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元—通訊服務器,。

中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用高性能,、嵌入式通訊服務器,。通訊服務器負責把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經過網絡通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層,，是主控層與現(xiàn)場層的橋梁,。

主控層位于1#*局變配電室旁的值班室，配置高性能,、高可靠性工業(yè)級計算機,、UPS不間斷電源、打印機等,。Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)安裝在主控計算機上,，通過軟件的人機界面和各種控制功能實現(xiàn)對整個大樓電力系統(tǒng)的能耗監(jiān)控及分析管理。

3.2   設備參數(shù)列表

3.3   系統(tǒng)功能介紹

現(xiàn)場低壓配電系統(tǒng)主要有8臺10/0.4 kV配電變壓器和2臺應急發(fā)電機,，本系統(tǒng)主要負責對低壓進線及相應配出回路的實時動態(tài)監(jiān)測,。

進線回路采用PZxx-E4/KC，它能測量三相電壓,、三相電流,、有功功率、無功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電能,、無功電能等多種電參量,，并帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,帶RS485通訊接口。

配出回路采用PZxx-AI3/KC,，它能測量三相電流,，帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，帶RS485通訊接口,。

進入系統(tǒng)后通過遙測我們可以查看各回路的三相線電壓,、電流,、功率、電能等電參量,。遙信功能則實現(xiàn)了顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài),，主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警,，斷路器變位時會發(fā)出報警信號,。如下圖2，高壓配電系統(tǒng)主要監(jiān)測了高壓回路的運行狀態(tài),，紅色代表合閘,，綠色代表分閘；并在畫面上動態(tài)顯示三相電流,、線電壓。

圖2  1#（*局）高壓配電系統(tǒng)圖

圖3的低壓配電系統(tǒng)主要監(jiān)測了運行設備的電參量,，其中包括：進線三相電流,，功率，功率,，電能,，頻率等電參量及配出回路的三相電流。

圖3  T1變壓器低壓配電系統(tǒng)圖

系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖,，可實時查看系統(tǒng)各設備通訊運行情況,，見圖4。

圖4  1#（*局）配電室通訊狀態(tài)

遠程抄表功能,，完成對各主要回路的實時遠程集抄功能,。并根據(jù)時間段可以查詢各回路的能耗情況，定期打印電能報表,，見圖5,。

圖5 電能報表

趨勢曲線，可直觀的查看回路的負荷運行情況,，并進行不同時間段之間的能耗曲線比較,，見圖6。

圖6 趨勢曲線

3.4   能耗管理系統(tǒng)實施效果

機關辦公大樓內的能耗分析管理系統(tǒng)經過近年的運行,已積累了定量的能耗數(shù)據(jù),，管理人員已可以使用此系統(tǒng)對樓內各分項系統(tǒng),、各個供電回路進行實時監(jiān)測,多次及時地糾正了個別辦公室在非工作時間忘記關燈、空調及辦公設備的行為,。通過對歷史能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,已掌握了電耗在各大樓內分項系統(tǒng)中的分布情況以及各部門的能耗情況,。Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)為國家機關辦公建筑的節(jié)能管理工作提供了客觀的量化依據(jù)。

4 結束語

節(jié)能減排是我國當前及將來發(fā)展中所面臨并亟待解決的重大問題,。此司法中心項目上的成功應用,，證明了Acrel-5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)為國家機關辦公建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺,，實現(xiàn)建筑分項能耗的自動采集，自動匯總及分析,，該系統(tǒng)能夠得到大型建筑實時能耗,，并為降低其建筑能耗和提高建筑能效，提供了決策依據(jù)和參考,；為進步推進能耗統(tǒng)計,，能源審計，能效測評等工作提供了關鍵數(shù)據(jù),。

參考文獻：

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》,， 任致程、周中,，中國電力出版社

[2]江蘇安科瑞電器制造有限公司產品手冊.2013.01.版

[3] [2008]114號文《關于印發(fā)國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設相關技術導則的通知》

公司地址：江蘇省江陰市南閘鎮(zhèn)東盟路5號 

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