西安航天城?中心廣場二期1#樓項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應用

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。本文介紹西安航天城•中心廣場二期1#樓能耗監(jiān)測系統(tǒng)項目能耗分析管理系統(tǒng)，采集現(xiàn)場的各類用能監(jiān)測儀表，儀表地組網(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)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(tǒng)；ACREL-5000; 能耗上傳；

1 引言

       目前，我國已經(jīng)是世界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。

       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(chǎn)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(chǎn)業(yè);有利于提高建筑舒適性、健康性，改善群眾生產(chǎn)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(tǒng)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(jīng)濟社會全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展。

2 設計依據(jù)

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(tǒng)設計規(guī)范》

? 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

       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(xiàn)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(xié)議的熱量表，水泵房有1塊RS485接口Modbus通訊協(xié)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(tǒng)，并在配電室配置一臺內置通訊管理機的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集箱至1層值班室操作臺處后臺主機通過光纖進行數(shù)據(jù)傳輸。電表、水表及熱量表的數(shù)據(jù)采集后按照能耗分類分項原則進行分析，同時根據(jù)西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范DBJ61/T 97-2015將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)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(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(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉發(fā)構成復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該能耗系統(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：

系統(tǒng)結構圖

5 系統(tǒng)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(jù)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(tǒng)計報表

可靈活選擇支路，并統(tǒng)計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；

通過tou視表功能強大，用戶可進行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對數(shù)據(jù)進行組合排序；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；

? 分類能耗支路非工作日用能

統(tǒng)計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統(tǒng)靈活設置

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；

? 分類能耗支路同比分析

統(tǒng)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(shù)，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(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關，查詢時不可跨月；

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行排序（大值、小值）；

數(shù)據(jù)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(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

6 系統(tǒng)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(wǎng)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(shù)據(jù)監(jiān)測，為該項目搭建完整的用能計量體系。管理人員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(xiàn)場儀表的回傳數(shù)據(jù)，對能耗進行合理的管控和預警，及時發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行實時存儲，可以查詢歷史的數(shù)據(jù)記錄。

3) 確定高能耗范圍 診斷形成高耗原因

統(tǒng)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(jù)。

4) 配置節(jié)能節(jié)電產(chǎn)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(shù)據(jù)支撐，在經(jīng)過節(jié)能改造之后，根據(jù)能耗監(jiān)測平臺對比節(jié)能實施效果。