常熟市楊園小學能耗管理系統的設計及與應用方案

摘要：學校屬大型公共機構建筑的重要組成部分之一,但目前大部分校園的能耗抄表數據不完整、不全面,造成管理不到位、能源利用存在較大的浪費現象。為了確保校園正常教學與科研的能源需求且實現有效節能,建立能源遠程監控與管理系統、掌握校園能耗的實時數據、對校園各種能源系統進行分布式監控與集中管理。本文介紹常熟市楊園小學項目，采用安科瑞智能電力儀表采集配電現場的各種電參量，系統采用現場就地組網的方式，組網后通過Acrel-5000能耗監測系統實現各配電回路用電監測、管理。

 

關鍵詞：學校；能耗監測系統；ACREL-5000

 

 

1 引言

  隨著社會生活水平的不斷提高，學校設備越來越多，逐漸增加的空調、充電樁、教學設備等等導致用電量不斷上升。我國高度重視能源供應及使用的現狀，提倡創建節約型社會的現狀，建設節約型校園對此有著深遠意義。由于學校是社會人才的建設基地、儲備中心，深入開展節約型校園建設工作，不僅可以促進學校本身的能源節能工作，降低學校的支出成本，還有利于促使廣大學生樹立節能環保意識，對我國整個社會今后的節能工作都起到深遠影響。常熟市楊園小學Acrel-5000能耗管理系統的引入，有效地解決了精細計量、智能處理、動態分析、實時評估等節能減排的關鍵問題，為學校實施合同能源管理、實現技術節能和管理節能提供了隨時隨地、直觀準確的計量核算和動態管控手段，有利于建立科學、系統的節能減排分析方法，完善節能減排的評價指標與體系，實現“感知～管控～再感知～再管控”的良性循環，深入挖掘節能潛力，持續優化節能方案，不斷提高節能效益，實現節能目標。

 

2 現階段校園能源使用痛點以及傳統的管理手段的缺點

2.1 現階段校園使用的痛點主要表現為以下幾個方面： 

2.2 不少學校開始響應號召，開展能源系統節能改造，所采用的傳統節能系統仍有以下幾點缺陷：

　　1）學校管理公共場所用電，容易出現管控盲點，造成能源浪費。

　　2）沒有實時的監測底層的設備，對設備的運行狀態不明，需要投入大量人力來對設備進行維護檢修

　　3）所有的用電設備無法集中統一管控

　　4）沒有數據分析，無法發現高能耗點，也無法發掘節能潛力，及時調整用能措施

針對上述情況，安科瑞為常熟市楊園小學推出了能耗管理系統，主要監視的各樓層和變電所安裝的多功能儀表，現場共計37只安科瑞自主生產的多功能儀表。

 

3 設計依據

GBT23331-2009   《能源管理體系要求》

GB-50052-2009  《供配電系統設計規范》

能耗計量裝置及行業標準

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     戶用計量儀表數據傳輸技術條件

 

4 系統架構

  安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統根據公建現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至后臺能耗網關然后通過TCP/IP網絡將數據上傳至的監控主機。具體如下圖所示：

  該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。其中整個大樓儀表分布在配電室以及樓層，所有儀表通過屏蔽雙絞線鋪設至監控中心，經能耗網關至系統主機從而完成儀表數據的采集并管理。

 

5 系統軟件模塊

綜合能耗主界面

  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。

支路用能

  系統可以統計各支路某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統可查看各支路用能趨勢，可根據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。

分項能耗統計

  系統可以按照分項進行能耗統計與顯示。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位的支路。

分項用能報表

  系統可以統計各分項某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分項中各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，統計數據可導出至Excel。

能耗的同比環比分析

  系統可將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比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正。統計各支路當年每月用能及去年同期用能；

配置選項

  依照相關技術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型、型號、生產廠家等基本信息，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、分時段用能統計、參數查詢功能；

  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、監測回路的名稱等信息；

  配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、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域能耗分析功能模塊

 

6 前景展望

  根據學校樓宇能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

  建立建筑能耗計量體系：針對公建的用電結構，監控至配電室層級，能正確無誤的統計進出線回路，要滿足電能守恒原理即進線電能為出線電能總和（誤差率在3%左右）。

  對采集數據存儲，并形成可視化圖表：系統采集數據后存儲到數據庫，系統可滿足報表查詢及導出，并且系統可由柱狀圖等形式展現能耗趨勢，給客戶更好的體驗。

  診斷出高能耗點：管理人員可通過系統采集數據，正對性的對各個回路同比及環比分析，通過一階段分析可找出高能耗點。

  通過能耗分析改進管理運營模式：針對高能耗點，針對性的改進管理運行如：在下班期間通知各個管理人員關燈、關機器，同時列入績效考核；在工作期間對用電負荷較大回路可錯峰，減少同時間負荷過大；通過能耗數據可減低學校運營成本。

 

7 目標

  1）給能耗管理者提供了一個公平、定量衡量各建筑用能狀況的“尺子”，基于規范化的能耗分項計量和監測結果進行行政監管。學校可實施對節能行為的獎勵和對浪費行為的教育處罰措施，將師生員工節能行為納入行為規范建設。

  2）其次使學校運行管理者了解自己用能狀況，通過自己的用能狀況比較，清楚了解自己的用電趨勢，明確節能方向，并從不合理用能情況及時發現設備狀態能夠及時進行維修，杜絕浪費現象。

  3）最后通過能耗軟件實際能耗數據來督促建筑物的使用者，保持“隨手關燈”、人離關電腦、關空調等綠色節約型生活模式，并結合實際能耗數據、結合學院各種宣傳活動對師生及員工進行正面宣傳和引導，達到節能的效果。