安科瑞 鮑靜君

0 引言

    雖然我國已經(jīng)出現(xiàn)批在創(chuàng)建節(jié)約型校園方面*示范的高等學(xué)校，但是2015年版中國建筑節(jié)能年度發(fā)展報告顯示,，我國各類高等學(xué)校平均單位建筑耗電量達43kWh/m2,，根據(jù)報告數(shù)據(jù)，80%以上高等學(xué)校沒有裝設(shè)校園能耗監(jiān)測系統(tǒng),，學(xué)校建筑能耗情況缺乏有效的管理,，能源消耗情況混亂。

    為了推動全社會節(jié)約能源,，提高能源利用效率,，保護和改善環(huán)境，加快建設(shè)節(jié)約型社會,，促進經(jīng)濟社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,，國家發(fā)改委、住建部,、工信部以及各地方政府相關(guān)部門相繼制定了針對行業(yè)能源消耗統(tǒng)計和節(jié)能工作的指導(dǎo)性文件,，如《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗檢測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》,、《關(guān)于做好工業(yè)電力需求側(cè)管理工作的指導(dǎo)意見》等。安科瑞以自身產(chǎn)品為依托,，結(jié)合行業(yè)標準和規(guī)范,，提供了企業(yè)內(nèi)部Acrel3000電能集抄管理系統(tǒng)、Acrel3100預(yù)付費售電管理系統(tǒng),、Acrel5000能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)等系列針對智能電網(wǎng)電力需求側(cè)完善的電能管理系統(tǒng)解決方案,，為用戶梳理用能走向，構(gòu)建能源計量體系,。

1 校園能耗管理系統(tǒng)介紹

1.1電能能耗管理的概念

    校園建筑的主要能耗是電力,，但是目前供電部門只在校園各建筑高壓10kV 側(cè)安裝了兩塊用于收費的電能數(shù)據(jù)表，師生只了解每棟建筑分月電耗情況,，對于各建筑電耗浪費在哪里,、哪里有節(jié)能潛力卻無從知曉。這種情況下,，安裝校園電能分項計量系統(tǒng)是十分有必要的,。

    電能分項計量是指將建筑內(nèi)各終端電耗設(shè)備按用電屬性進行分類，并進行數(shù)據(jù)采集和分析整理的技術(shù),。從用能特點和性質(zhì)上分,，校園建筑的分項能耗通常包括空調(diào)系統(tǒng)能耗、照明能耗,、插座或辦公設(shè)備能耗,、電梯能耗、信息中心或廚房等特殊功能區(qū)域能耗(圖1) ,。分項計量技術(shù)不僅可以實時采集建筑能耗數(shù)據(jù),，還可通過詳細的分項計量，分析診斷各終端電耗設(shè)備運行狀況挖掘建筑節(jié)能潛力,。本文以某校園為例,，淺析Acrel5000能耗管理系統(tǒng)在校園中的應(yīng)用。

圖 1  校園建筑電能分項計量結(jié)構(gòu)圖

1. 2 現(xiàn)場裝表方案

    根據(jù)原建筑的配電系統(tǒng)圖紙分析和現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果,，了解了該校園各配電支路末端實際負載情況,，結(jié)合電表安裝規(guī)則，綜合確定電能分項計量的裝表方案,。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)安裝在低壓配電室內(nèi),，并配置標準導(dǎo)軌掛裝在配電房中，方便線路匯總接入校園網(wǎng)[1] ,。實驗樓電能分項計量系統(tǒng)現(xiàn)場施工主要設(shè)備含：三相電表( 安科瑞 DTSD1352),，單相電表(安科瑞 DDSD1352)，電流型互感器(安科瑞 AKH-0.66) , 網(wǎng)關(guān)箱(1000*800*80), 四端口網(wǎng)絡(luò)模塊。

    分項計量電表通過RS485 串行通訊端口接入到數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān),。每個數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)提供多個半雙工RS485 端口,，每個端口與個分項計量電表連接，采用主-從方式進行通訊,。

1. 3 Acrel5000能耗系統(tǒng)方案設(shè)計

    Acrel5000能耗統(tǒng)由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),、遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)、電能監(jiān)測中心 3 部分組成,。其中，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由末端電能計量裝置和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)組成,，構(gòu)成建筑內(nèi)部的監(jiān)測傳輸網(wǎng)絡(luò),；遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)是指實現(xiàn)建筑現(xiàn)場計量裝置與遠程電能監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；電能監(jiān)測中心由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,、web 服務(wù)器等組成,，完成能耗數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測及分析處理工作。

圖2 能耗管理系統(tǒng)圖

2 能耗管理系統(tǒng)具體環(huán)節(jié)介紹

2.1 電能數(shù)據(jù)計量設(shè)備

    針對集中安裝的應(yīng)用場合,，客戶不便于靠近儀表插卡充值,，設(shè)計開發(fā)了終端充值預(yù)付費售電管理系統(tǒng)。系統(tǒng)由主站軟件,、讀卡器,、充值終端及DDSY1352-NK、DTSY1352-NK內(nèi)控型預(yù)付費電能表組成,。充值終端接收卡內(nèi)信息并將其通過485通信下發(fā)給儀表完成對儀表的充值,。相當于將插卡式預(yù)付費電能表的讀卡部分轉(zhuǎn)移到集中安裝的電井外面方便客戶查詢充值。本系統(tǒng)適用于電能表集中安裝對業(yè)主不開放,、需要自助查詢,；電能數(shù)據(jù)計量設(shè)備般由帶有數(shù)字輸出接口的遠程傳輸型單相DDSD1352或三相電能表DTSD1352組成。該電表必須滿足DL/645 規(guī)約和RS485串行通信接口,。為滿足對數(shù)據(jù)采集實時性的要求,，每個計量電表都單獨使用個串行端口,， 即計量電表接入現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān),。

2.2 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計

    數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)可以將采集數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為能夠在以太網(wǎng)上傳遞的數(shù)據(jù)幀，再通過有線或者無線蜂窩移動網(wǎng),，將采集的電量經(jīng)校園網(wǎng)或移動網(wǎng)的分組數(shù)據(jù)域( GPRS)傳遞到遠端的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,。

 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

    遠程預(yù)付費管理系統(tǒng)

    1.Acrel3100預(yù)付費售電管理系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件-通信管理機-預(yù)付費電能表組成,，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢,、監(jiān)控及遙控等功能,，切可選配短信提醒服務(wù)。遠程充值可在售電方直接實現(xiàn)從后臺到儀表的充值，用戶無需重返儀表前插卡才能完成充值,，充值方便快捷,。

    該功能主要是按操作員來查詢售電記錄，如下圖所示,。選擇起止日期,、填寫需要查詢的儀表編號、用戶號,、用戶名字和戶號,，點擊查詢按鈕即可查詢到相應(yīng)的記錄。且該功能也支持導(dǎo)出打印操作,。

    報表中心提供了多個時間單位的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù),，并能查詢、導(dǎo)出打印統(tǒng)計出的報表,。數(shù)據(jù)中心主要分為實時報警記錄報表,、日銷售報表、月銷售報表以及年銷售報表,。

4系統(tǒng)功能

4.1Acrel 5000能耗管理平臺各子系統(tǒng)模塊

    Acrel 5000能耗管理平臺將企業(yè)用能按電力供應(yīng),，設(shè)備用電的供配電線路進行梳理，進行電能集抄,，并結(jié)合配電領(lǐng)域的專業(yè)性對用電過程中諸如電能質(zhì)量,、故障管理、用電安全,、負荷管理進行可視化設(shè)計,，形成符合企業(yè)用能特點的定制化輔助工具。

4. 2區(qū)域用能管理

    高校用能按區(qū)域劃分,，靈活配置計量表具,，系統(tǒng)可統(tǒng)計出日、周,、月,、年報表，并分析用能趨勢,，Acrel 500能耗管理系統(tǒng)便于校方實時直觀掌握各區(qū)域電能消耗情況,。

4.3部門用能管理

    高校可建立部門用能定額,，將部門實際用能與計劃值進行比較,，系統(tǒng)可反映出建筑物當日與昨日同期、當月與上月同期,、當年與上年同期等各類同環(huán)比分析對比情況,。

4.4支路用能管理

    能耗管理系統(tǒng)可以對建筑物各支路用能進行遠程集抄,，并可查詢儀表的各類參數(shù)（電壓、電流等）,，并以圖形方式顯示,；系統(tǒng)使用者可通過相關(guān)界面調(diào)取各節(jié)點的電能統(tǒng)計報表，減少用能的“跑,、冒,、滴、漏”和計量誤差,。

5實驗樓節(jié)能效果評估

    由圖5知該實驗樓夏日大電耗設(shè)備為樓內(nèi)各分散空調(diào),。且由用電能耗曲線圖可知，晚 6 時下班后,，部分分散空調(diào)由于人員疏忽繼續(xù)運行,。負載較大的電梯白天空載較多。由于人員用能習(xí)慣不當和部分設(shè)備運行方式欠佳造成該實驗樓存在較大節(jié)能空間,。由此，提醒該樓人員轉(zhuǎn)變不良用電習(xí)慣可達到定節(jié)能效果,。

    按照設(shè)計方案,，在該實驗樓低壓配電室安裝電能分項計量系統(tǒng)，完善上位機界面后,，能實現(xiàn)用能實時監(jiān)測,、歷史查詢、統(tǒng)計分析,、綜合管理等功能,，從監(jiān)測數(shù)據(jù)中糾正用能習(xí)慣缺陷，尋找能耗漏洞,，掌握實時能耗分配情況,，提高師生節(jié)能意識并促進行為節(jié)能。

6結(jié)束語

    本文提出并設(shè)計了校園某實驗樓用電分項計量系統(tǒng)的方案, 該方案能實現(xiàn)對實驗樓用電量分項定時采集和監(jiān)測. 通過實驗樓用電能耗數(shù)據(jù)采集與實施監(jiān)測的模擬實驗, 系統(tǒng)性能符合基本需求. 為進步搭建校園電能分項計量系統(tǒng)的標準化通用型平臺奠定了基礎(chǔ).