貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓練中心綜合樓能耗管理系統的設計及應用

摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能重點(diǎn)，做好公共建筑節能工作，對促進(jìn)和帶動(dòng)全社會(huì )節能工作，實(shí)現節能減排目標，落實(shí)“轉方式、調結構”重大戰略具有重要意義。本文介紹貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓練中心綜合樓，采用智能電力儀表PZ96L-E4/KC采集現場(chǎng)的用電量。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗管理系統實(shí)現配電回路用電量的實(shí)時(shí)采集及分析。

1 引言

        目前，我國已經(jīng)是世界上能源生產(chǎn)國和消費大國，統計顯示，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，具有巨大的節能空間，建筑節能的推廣已經(jīng)勢在必行，節能降耗，計量先行。

        相關(guān)地方規范要求“建筑能耗監測系統應作為新建建筑設備設施系統的組成部分，列入建設規劃；

2 設計依據

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

《評價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導則GB》

《企業(yè)節能規劃編制通則》

《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 《供配電系統設計規范》

能耗計量裝置國家及行業(yè)標準

DL/T 645-1997       多功能電能表通信規約

DL/T 645-2007       多功能電能表通信規約

CJ/T 188-2004       戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008     基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范

3 項目概況

       貴州師范大學(xué)的前身——“國立貴陽(yáng)師范學(xué)院”創(chuàng )建于1941年，是當時(shí)全國僅有的八所國立師范學(xué)院之一；1950年10月更名為“貴陽(yáng)師范學(xué)院”；學(xué)校地處有著(zhù)“中國避暑之都”美譽(yù)的林城——貴州省省會(huì )貴陽(yáng)市，現有三個(gè)校區，分別座落在云巖區、白云區（求是學(xué)院）和花溪區，占地面積2800余畝。有全日制在校學(xué)生3.6萬(wàn)人。 

        本項目重點(diǎn)要解決基礎能耗數據的智能化、自動(dòng)化、可視化、可量化的收集與存儲；建立能耗監測與公示平臺，在能源消耗一線(xiàn)直接展示能源利用效率；通過(guò)對學(xué)校各區域電、水等能源介質(zhì)的統一綜合管理，使得學(xué)校能對各區域設備能源使用情況進(jìn)行查詢(xún)分析，幫助學(xué)校管理人員發(fā)現潛在的節能機會(huì )，提高機場(chǎng)的能源利用效率，科學(xué)有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會(huì )發(fā)揮作用。

4 系統架構

       安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監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監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構，如系統結構圖所示：貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓練中心綜合樓能耗管理系統分為站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層及現場(chǎng)設備層，現場(chǎng)共有120只多功能電力儀表，多功能儀表的型號為PZ96L-E4/KC。

 系統結構圖

5 系統軟件模塊

       綜合能耗主界面

反映建筑物當年用能各分類(lèi)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(guò)表計計量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當日逐時(shí)用能曲線(xiàn)；單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區域，可跳轉到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面；

可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據項目要求替換；

       分類(lèi)能耗主界面

反映某分類(lèi)能耗（例如電）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(cháng)百分比及增加值；

反映某分類(lèi)能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)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(lèi)能耗當年各月用能同比分析圖；

        分類(lèi)能耗支路用能統計報表

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

用戶(hù)可進(jìn)行多種數據統計，并對數據進(jìn)行組合排序；

統計數據可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線(xiàn)圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

統計數據可導出至Excel；

       分類(lèi)能耗支路非工作日用能

統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統靈活設置

統計數據可導出至Excel；

       分類(lèi)能耗支路同比分析

統計各支路當年每月用能及去年同期用能；

       分類(lèi)能耗支路用能集抄

查詢(xún)各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計讀數，并計算出差值；

時(shí)間精度到分鐘；

       分類(lèi)能耗支路分時(shí)段用能趨勢分析

可查詢(xún)任一支路某段時(shí)間內的用能參數（例如電壓、電流、功率、功率因數等），具體可查詢(xún)的參數與安裝的儀表和系統配置有關(guān)，查詢(xún)時(shí)不可跨月；

數據以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標操作放大、縮小、移動(dòng)；可對數據進(jìn)行排序（大值、小值）；

數據可導出至Excel;

         配置選項

       依照相關(guān)技術(shù)規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(lèi)型、型號、生產(chǎn)廠(chǎng)家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時(shí)段用能統計、參數查詢(xún)功能；

        配置項目中使用到的所有計量?jì)x表，保存計量?jì)x表的地址、變比、對應的采集器、代碼、監測回路的名稱(chēng)等信息；

        配置分項能耗統計時(shí)涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類(lèi)能耗分項用能分析小模塊中的功能；

        配置各部門(mén)用能對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例以及部門(mén)用能計劃，完成此項配置后將啟用部門(mén)能耗分析功能模塊；

        配置建筑物中某用能區域對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例，完成此項配置后將啟用區域能耗分析功能模塊

6 前景展望

       根據貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓練中心綜合樓能耗管理系統運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

       建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時(shí)通過(guò)計量收費、績(jì)效考核等管理措施鞏固節能改造成果。

       選擇節能設備。

       再好的節能設備，管不住浪費也無(wú)法發(fā)揮節能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節能設備正在實(shí)現節能。

       通過(guò)能耗監測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節能改造成果，展現節能效果。

7 結束語(yǔ)

       大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能重點(diǎn)，做好貴州師范學(xué)院教育實(shí)踐訓練中心綜合樓的節能工作，對促進(jìn)和帶動(dòng)節能工作，實(shí)現節能減排目標具有重要意義。

參考文獻：

*技術(shù)要求[2008]114號文