中測院能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

安科瑞 張徐榕

 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(dá)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(diǎn)，做好公共建筑節(jié)能工作，對促進(jìn)和帶動全社會節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，落實(shí)“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹中國測量技術(shù)研究院，采用智能電力儀表DTSD1352-C采集現(xiàn)場的用電量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-5000建筑能耗管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電量的實(shí)時采集及分析。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；中國測量技術(shù)研究院；能耗管理系統(tǒng)；ACREL-5000; DTSD1352-C； 

1 引言

  目前，我國是世界上的能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，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(fèi)非常嚴(yán)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。

  相關(guān)地方規(guī)范要求“建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)作為新建建筑設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)的組成部分，列入建設(shè)規(guī)劃；

2 設(shè)計依據(jù)

GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》

《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則GB》

《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》

《企業(yè)能源審計技術(shù)通則-GB》

GBT23331-2009《能源管理體系要求》

GB-50052-2009 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

  能耗計量裝置及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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(shù)條件

GB/T 19582-2008     基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

3 項(xiàng)目概況

  中國測試技術(shù)研究院是法定計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，是專業(yè)從事測試與標(biāo)準(zhǔn)研究的科研事業(yè)單位。我院始建于1965年，其前身是中國計量科學(xué)研究院分院， 2000年底，由質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局劃轉(zhuǎn)四川省人民 屬地化管理，為四川省人民 直屬公益類科研事業(yè)單位。 院下設(shè)力學(xué)研究所、電子研究所、光學(xué)研究所、輻射研究所、化學(xué)研究所、聲學(xué)研究所、流量研究所、機(jī)械研究所、生物研究所9個專業(yè)研究所；相關(guān)部委授權(quán)在我院成立了：傳感器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、計量器具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（成都）、防災(zāi)減災(zāi)分析測試中心（成都）、質(zhì)量檢測動員中心、食品復(fù)檢實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)。全國生化檢測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)檢測設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。

  本項(xiàng)目要解決基礎(chǔ)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；建立能耗監(jiān)測與公示平臺，在能源消耗一線直接展示能源利用效率；通過對中國測量技術(shù)研究院各實(shí)驗(yàn)樓的電、水等能源介質(zhì)的統(tǒng)一綜合管理，對各實(shí)驗(yàn)樓設(shè)備的能源使用情況進(jìn)行查詢分析，從而幫助后勤管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會，提高能源利用效率，科學(xué)有效地管理能源使用，從而降低能源使用費(fèi)用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

  安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：中國測量技術(shù)研究院能耗管理系統(tǒng)站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層及現(xiàn)場設(shè)備層，現(xiàn)場共有400多只多功能電力儀表，多功能儀表的型號為DTSD1352-C。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 系統(tǒng)軟件模塊

  綜合能耗主界面

      反映建筑物當(dāng)年用能各分類能耗和折算為標(biāo)準(zhǔn)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電能消耗，界面下方顯示電能的當(dāng)日逐時用能曲線；單擊每個分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)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(xiàng)目要求替換；

  分類能耗主界面

       反映某分類能耗（例如電）當(dāng)日及昨日同期、當(dāng)月及上月同期、當(dāng)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(xiàng)能耗的當(dāng)月用能餅圖；

  反映某分類能耗當(dāng)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(nèi)支路用能的日、月、周、季、年用能；

  通過透視表功能強(qiáng)大，用戶可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序；

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

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)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(shè)置

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

  分類能耗支路同比分析

       統(tǒng)計各支路當(dāng)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?nèi)我恢纺扯螘r間內(nèi)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(guān)，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(biāo)操作放大、縮小、移動；可對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序（值、小值）；

數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

       配置選項(xiàng)

  依照相關(guān)技術(shù)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(diào)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(xiàng)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(xiàng)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(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測回路的名稱等信息；

  配置分項(xiàng)能耗統(tǒng)計時涉及到的計量表計、所占比例、運(yùn)算方式等信息，可根據(jù)項(xiàng)目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類能耗分項(xiàng)用能分析小模塊中的功能；

  配置各部門用能對應(yīng)的計量儀表、運(yùn)算方式、所占比例以及部門用能計劃，完成此項(xiàng)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?qū)?yīng)的計量儀表、運(yùn)算方式、所占比例，完成此項(xiàng)配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊

6 前景展望

  根據(jù)中國測量技術(shù)研究院能耗管理系統(tǒng)運(yùn)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(fèi)、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。

  選擇節(jié)能設(shè)備。

  再好的節(jié)能設(shè)備，管不住浪費(fèi)也無法發(fā)揮節(jié)能效果，通過增加自動化節(jié)能設(shè)備，制定設(shè)備運(yùn)行策略，減少人為干預(yù)，集中管控，使節(jié)能設(shè)備正在實(shí)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。

7 結(jié)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(dá)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(diǎn)，做好中國測量技術(shù)研究院的節(jié)能工作，對促進(jìn)和帶動節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。