紹興黃金時(shí)代大廈電能管理系統

安科瑞 周菁

江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰 

摘要 

    隨著(zhù)電力網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，用電負荷的持續增長(cháng)，各種新型負載的不斷涌現，用戶(hù)更加關(guān)注電能質(zhì)量的問(wèn)題，同時(shí)對節能減排也提出了更加嚴格的要求，用戶(hù)需要更加的電能管理解決方案，來(lái)應對上述變化帶來(lái)的挑戰，以實(shí)現變配電系統的持續、、低耗的運行。本文通過(guò)紹興黃金時(shí)代大廈的電能管理應用，介紹電能管理系統在建筑行業(yè)的應用。 

【關(guān)鍵詞】：商業(yè)建筑；網(wǎng)絡(luò )電力儀表；電能管理； 

1  項目概述及建設目標 

    紹興黃金時(shí)代大廈位于浙江省紹興市，緊臨梅龍湖，西側為迪蕩B5地塊財智大廈，項目共三幢高層，25-300㎡精裝層高4.5米可創(chuàng )新疊加空間，主要為100平米以上辦公室，三棟建筑分別為A、B、C三棟大樓，均為19層高建筑。 

    根據設計圖紙要求，本項目需要對黃金時(shí)代大廈各動(dòng)力箱、照明箱等終端配電箱內各用電回路用電量進(jìn)行電能管理，系統通過(guò)多功能的電能計量表計、通訊網(wǎng)絡(luò )和計算機軟件，實(shí)現各用電設備在運行過(guò)程中的實(shí)時(shí)數據采集、數據計算、數據統計、用電分析等，保證復雜供配電系統的安全可靠系數，實(shí)現故障快速響應；掌握大廈能源消耗的成本結構，確保節能計劃和措施順利實(shí)施；科學(xué)、智能管理，提率，降低損耗，實(shí)現經(jīng)營(yíng)成本優(yōu)化。系統由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層構成。系統要求盡量減少集中采集數據的裝置以保證系統的通訊可靠性。 

2  電能管理系統的設計 

    在監控系統的設計中，充分考慮了建筑自身特性，以及電力系統的實(shí)際結構、電力系統的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時(shí)也有利于系統功能的實(shí)現。 

    紹興黃金時(shí)代大廈包括19層高建筑，均為辦公建筑及酒店式公寓，整個(gè)大廈電能消耗主要為各辦公室、酒店式公寓用電以及公共部分用電。在配電系統設計中，已經(jīng)保證了每棟樓每層一個(gè)配電箱，負責該層設備用電，配電箱電源引至變電所。這個(gè)保證了配電系統的完整，清晰，因此我們在做電能計量時(shí)，需要對樓層各進(jìn)出線(xiàn)回路 進(jìn)行分別計量，搭建完整的計量體系，因為對配電環(huán)節而言，進(jìn)線(xiàn)電能與饋線(xiàn)電能消耗之和誤差應在合理范圍內。把進(jìn)線(xiàn)電能計量作為一級計量，饋線(xiàn)電能計量為二級計量，那么一級計量與二級計量值之和誤差應在合理范圍內，極限值為2%。如果誤差超出合理范圍，則發(fā)生了計量體系外的電能消耗，也就是用電私接私用，不僅造成經(jīng)濟上的損失，而且會(huì )有安全隱患。搭建完整的計量體系，可以及時(shí)發(fā)現這種非正常用電問(wèn)題。 

2.1 計量設備的選擇 

    紹興黃金時(shí)代大廈的電能管理系統的現場(chǎng)計量部分通過(guò)電能計量電表來(lái)實(shí)現，根據進(jìn)出線(xiàn)以及不同用電設備的用電特性，選擇符合各自用電特性的計量電表：配電箱進(jìn)線(xiàn)回路采用三相多功能電子式計量電表，二次接入；三相出線(xiàn)回路采用三相電子式普通電表，直接 接入；單相出線(xiàn)回路采用單相電子式普通電表，直接接入。所有電表均采用導軌式安裝，三棟樓共計1645臺導軌式電度表。 

2.2 電能管理系統網(wǎng)絡(luò )構成 

    系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網(wǎng)絡(luò )層和現場(chǎng)控制層。系統使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，整個(gè)系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。 

    監控層包括工程師站和遠動(dòng)通信站，包含監控計算機、網(wǎng)絡(luò )交換機、打印機、UPS以及Acrel-3000電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶(hù)的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶(hù)只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。 

    通訊網(wǎng)絡(luò )層包括通訊管理機、光電轉換器、數據采集箱以及通訊光纖網(wǎng)絡(luò )等設備，網(wǎng)絡(luò )結構如下圖所示： 

2.3 主要設計參考標準 

    GBT 14598.300-2008            《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)要求》 

    DL/T 5430-2009                《無(wú)人值班變電站遠方監控中心設計技術(shù)規程》 

    GB/T 50063-2008               《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》 

                                  《*公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》 

    DL 448-91                     《電能計量裝置管理規程》 

    ISO/IEC11801                  《綜合布線(xiàn)標準》 

2.4 電能管理系統軟件功能設計 

    系統依據客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設計，并實(shí)現了一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢(xún)與打??；系統負荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權限管理等主要功能。 

數據的采集與處理 

    通過(guò)高精度智能儀表以技術(shù)手段實(shí)現自動(dòng)化全實(shí)時(shí)、高密度的實(shí)時(shí)用能監測，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實(shí)時(shí)監視現場(chǎng)儀表的回傳數據，對電能進(jìn)行合理的管控和預警，及時(shí)發(fā)現并改正運行中存在的用電異常，隨時(shí)處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。 

電能分項、分支路計量 

    將用電（照明插座、動(dòng)力等）消耗進(jìn)行分項統計，分項報表的實(shí)現幫助用戶(hù)對各分項用電消耗了如指掌；統計各區域、各樓層、各回路電能消耗，準確定位用電消耗大戶(hù)，制定節能績(jì)效考核制度，推動(dòng)節能降耗的真正執行。為用能設備建立運行記錄檔案，長(cháng)期跟蹤記錄設備運行過(guò)程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。 

    用電管理及計量體系的搭建 

    為了實(shí)現對紹興黃金時(shí)代大廈各回路用電量的監管，系統設計了用電管理報表，系統通過(guò)對有功電度的采集，按照回路名稱(chēng)的不同。按照計量體系搭建原則，自動(dòng)生成日報表、月報表和年報表，將各進(jìn)線(xiàn)回路與出線(xiàn)回路電能消耗量在同一張報表中體現出來(lái)，并計算出線(xiàn)回路用電量之和，出線(xiàn)回路與進(jìn)線(xiàn)回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標）等，幫助用戶(hù)及時(shí)發(fā)現這種非正常用電問(wèn)題。 

    同時(shí)電能管理系統可對某一回路的某一時(shí)間段內的用電量進(jìn)行查詢(xún)，可以幫助物業(yè)建立的用能管理考核制度。通過(guò)系統的建設和制度的建立，使各入駐企業(yè)管理辦公人員節能意識大大提高，的節約了企業(yè)管理辦公能源消耗。 

3  供配電設計中應用電能管理系統的意義 

    綜上所述，電能管理系統幫助用電單位提率、減少損失、降低運營(yíng)成本，電能管理系統能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營(yíng)成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電能管理系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過(guò)人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監控設備對數據的傳遞都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸來(lái)實(shí)現，因此，不同的電能管理系統可以設計不同的組網(wǎng)方式,確保數據信息能夠迅速、的進(jìn)行傳輸。另一方面，在建筑、企業(yè)配電系統設計中運用電能管理系統，應該根據實(shí)際情況選擇監控設備。 

     在商務(wù)樓、寫(xiě)字樓等場(chǎng)所設置電能管理系統，可以實(shí)現對建筑內電能計量分項、分支、分區域管理，不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò )通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示樓內各個(gè)配電回路的運作狀態(tài)，當樓內電力系統的負載越標時(shí)，電能管理系統能夠迅速報警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電能管理系統還能夠生成報表、曲線(xiàn)圖等統計信息，便于有關(guān)人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動(dòng)更加安全，從而保證樓內人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。 

參考文獻 

[1]安科瑞《能效管理系統設計安裝圖冊》