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武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目 能耗管理系統(tǒng)的設計與應用
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(xiàn)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。本文介紹武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目綜合建筑,，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號,。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)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(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時,。
關鍵詞：大型公共建筑；辦公樓,；能耗監(jiān)測系統(tǒng)
1 引言
目前,，我國已經(jīng)是上的第二大能源生產(chǎn)國和消費國，統(tǒng)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(jīng)勢在必行,，節(jié)能降耗,，計量先行。
2 設計依據(jù)
建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)依照住房和城鄉(xiāng)建設部制定的《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)》設計和開發(fā),，設計依據(jù)充分,、標準完善。
住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求
《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》
《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》
《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》
《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》
《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》
《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》
能耗計量裝置及行業(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(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(wǎng)絡規(guī)范
3 項目概況
武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目能源消耗主要能耗為用電,，對其配電室和樓層配電箱用電進行計量管理,。整個能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構由一個節(jié)能監(jiān)管中心、多個現(xiàn)場采集計量系統(tǒng)組成,，計量系統(tǒng)之間通過局域網(wǎng)進行通訊,。設置能源管理中心，將各用能節(jié)點安裝的能源計量數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)傳至數(shù)據(jù)中心,，軟件可依據(jù)不同權限訪問中心服務器,，實時查看能耗情況。系統(tǒng)管理平臺軟件采用C/S結構,，可以實現(xiàn)完整的管理,、操作功能，對客戶端的用戶,，在通過多種授權驗證后,，同樣提供查詢、數(shù)據(jù)分析結果展示,、管理,、等功能。
4 設備選型
多功能網(wǎng)絡儀表
功能：有功電度,、電流,、電壓、有功功率,、功率因素
精度等級：不低于0.5級,；互感器精度：不低于0.5級
電氣接口：RS-485
通信協(xié)議：MODBUS-rtu
數(shù)據(jù)采集的功能
1） 提供計量裝置靜態(tài)信息人工錄入功能能按各計量裝置、各分類,、分項能耗的關系進行設置,；
2）能靈活設置各計量裝置通信協(xié)議、通信通道以及計量裝置名稱,、配置位置等基本屬性,；
3） 能在線監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各計量裝置和傳輸設備的通信狀態(tài)，具故障提示功能,；
4）能靈活設置系統(tǒng)內(nèi)各采集設備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集周期。不宜大于15min,。
5 系統(tǒng)架構
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集,、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測,、控制設備構成任意復雜的系統(tǒng),。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構,，如系統(tǒng)結構圖所示：武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目能耗管理系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層。
系統(tǒng)結構圖
該建設項目武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目安裝的268塊DTSD1352-C多功能電表,，電表通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議,，配置多臺智能網(wǎng)關采集電表數(shù)據(jù)；第三方遠傳水表共22個,通訊協(xié)議,，通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議,。
6 系統(tǒng)軟件模塊
綜合能耗展示
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)登陸成功進入主頁面，主頁面顯示該建筑的建筑圖片,，建筑基本信息,建筑當月分項用電餅圖和各種能源的消耗量,。根據(jù)所選的建筑，對其建筑圖片進行加載,，可以選擇時間查看建筑能耗情況,，選擇建筑或時間后自動刷新，默認為當天,。
支路能耗概況
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況,，顯示當日和當月的用能峰值（電能對應大需量值）、當日用能,、當月用能,、當年用能以及昨天同期用能、上月同期用能,、上年同期用能的比較情況,；以柱狀圖顯示過去48小時、31天,、12個月,、3年的能耗情況；以曲線圖顯示15分鐘的負荷用能走勢（電表顯示功率曲線,，流量表顯示流速曲線）,，并顯示當前值、15分鐘內(nèi)的大值和小值,。
支路用能
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計各支路某段時間內(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,。
分項能耗概況
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以按照分項進行能耗統(tǒng)計與顯示,。其中，日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當日與昨日能耗柱狀圖（藍色柱表示今日,，綠色柱表示昨日）,；用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢,；分項用能排名圖顯示被選中分項對應能耗值的支路,。
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)’查看分項中各支路用能趨勢，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,，默認查詢的是當月的能耗。
能耗數(shù)據(jù)同比環(huán)比分析
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可將各種類型（電,、水,、氣）和各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環(huán)比分析，檢驗節(jié)能效果,，根據(jù)分析結果執(zhí)行節(jié)能績效考核,，以及節(jié)能目標的修正。
圖表導出
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可將分析的結果,、繪制的圖,、表導出到Excel中。
用戶管理
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)用戶權限管理采用分級模式,，為系統(tǒng)管理員,、后勤管理人員、設備維護人員三級,，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,，操作權限及操作范圍等特性,。
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(chǎn)廠家等基本信息,，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數(shù)信息,，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計、分時段用能統(tǒng)計,、參數(shù)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(tǒng)計時涉及到的計量表計、所占比例,、運算方式等信息,，可根據(jù)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
7 前景展望
根據(jù)武漢香格里拉大酒店辦公樓擴建工程（二期）項目能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型,，統(tǒng)一分析,。
建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗,，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕,，節(jié)能改造更有針對性，同時通過計量收費,、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果,。
選擇節(jié)能設備（節(jié)能燈,、變頻器、熱量回收裝置）,。
再好的節(jié)能設備,，管不住浪費也無法發(fā)揮節(jié)能效果，通過增加自動化節(jié)能設備,，制定設備運行策略,，減少人為干預，集中管控,，使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能,。
通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，展現(xiàn)節(jié)能效果,。
8 結束語
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，做好武漢香格里拉大酒店辦公樓的節(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。
參考文獻：
[1].住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求
[2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
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