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    Acrel5000能耗监测系统在肥西中学的设计与应用

     摘要:针对大型公共建筑能耗高且能源管理不合理的问题四川快乐12-官网四川快乐12-官网,利用计算机网络技术四川快乐12-官网四川快乐12-官网、通讯技术、计量控制技术等信息化技术四川快乐12-官网,实现能源资源分类分项计量和能源资源运行监管功能四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,清晰描述建筑内总的用能现状;实时监测各供电回路的电压、电流和功率等电力参数,识别有用负荷与无效能耗四川快乐12-官网四川快乐12-官网,从而可通过技术或行为节能方式四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,实现建筑的节能。

    关键词:办公建筑四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网;大型公共建筑四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网;节能四川快乐12-官网;能耗四川快乐12-官网;绿色建筑四川快乐12-官网。
     
    0 引言
    随着社会的发展四川快乐12-官网,能源的消耗量也在迅速增长四川快乐12-官网,特别是建筑能耗的增长特别迅速,已经成为除工业、交通外的第三大能源消耗四川快乐12-官网四川快乐12-官网。按照当前建筑业的发展趋势四川快乐12-官网,在若干年后社会的能源产出将无法满足能源的需求四川快乐12-官网四川快乐12-官网,所以减小能源的消耗量是一个十分重要的且需要尽早解决的问题四川快乐12-官网。在建筑能耗中,大型公共建筑的能源消耗量占据了很大的份额四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,虽然其总能耗量远不如住宅建筑消耗量大四川快乐12-官网,但是单位面积的能耗消耗量十分巨大四川快乐12-官网,所以大型公共建筑的节能工作具有很大的潜力。大型公共建筑能耗监测系统的建设使得人们可以充分了解大型公共建筑的能耗使用情况四川快乐12-官网,为提出节能减排政策与决策奠定基础,随着中国城市化进程的推进、经济的发展四川快乐12-官网,我国建筑能耗总量呈持续增长的态势四川快乐12-官网,并且增长速度有越来越快的趋势。如果任由建筑能耗照此速度增长四川快乐12-官网,必然给中国能源供应安全带来的压力四川快乐12-官网,因此建筑节能势在必行。
    本文以肥西中学为例四川快乐12-官网,通过能耗在线监测系统数据传输网络的搭建四川快乐12-官网、数据采集与分析等,介绍了能耗在线监测系统在大型共建中的应用。
     
    1 项目概述及建设目标
    肥西中学创办于1957年, 2001年成为合肥市示范高中四川快乐12-官网四川快乐12-官网,2003年被评为安徽省示范高中四川快乐12-官网。校园占地面积约8万平方米,建筑面积3.8万余平方米四川快乐12-官网,校内划分为教学区四川快乐12-官网、运动区四川快乐12-官网、风景区、生活区和经济区五大功能区域。本项目主要针对肥西中学主体教学楼设计能源管理系统,实现基础能耗数据的智能化四川快乐12-官网、自动化、可视化、可量化的采集与存储,从而降低能源使用费用四川快乐12-官网,为建立节约型社会发挥作用。
    整个项目的能源计量种类包括用电计量以及用水计量四川快乐12-官网四川快乐12-官网,其中用电计量包括南楼教学楼1~6F以及配电间内安装的102台智能电表以及北楼教学楼1~5F以及配电间内安装的84台智能电表四川快乐12-官网四川快乐12-官网,实现主体教学楼的用电分项、分级计量四川快乐12-官网四川快乐12-官网;用水计量主要针对教学楼主要进水管以及重要用水回路。电表配标准DL/T 645-2007通讯规约四川快乐12-官网,远传水表配RS485通讯接口四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,标准Modbus-RTU通讯协议四川快乐12-官网。
     
    2 能耗在线监测系统的设计
    整个能耗在线监测系统的设计是以《机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》四川快乐12-官网、安徽省《公共建筑能耗监测系统技术规范》等相关技术导则为基础,建设符合用户实际需求的能耗在线监测系统四川快乐12-官网四川快乐12-官网,系统完成了肥西中学主体教学楼能耗计量仪表和能耗数据采集装置的安装四川快乐12-官网四川快乐12-官网,实现从建筑采集能耗数据四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,远程传输数据四川快乐12-官网,数据统计与展示的功能四川快乐12-官网四川快乐12-官网。整个系统包括能耗数据的原始采集、能耗数据的在线传输、能耗数据的在线分析诊断等,通过能耗计量装置的安装,实现能耗数据的原始采集四川快乐12-官网;通过通讯管理机的安装,实现能耗数据的在线传输四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网;通过能耗数据的采集存数四川快乐12-官网四川快乐12-官网,形成可视化趋势四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,确定较高能耗范围 诊断形成高耗原因四川快乐12-官网;通过后期的配置节能节电产品 改进运营管理模式四川快乐12-官网,进行节能降耗;通过节能降耗前后数据对比四川快乐12-官网,查看节能降耗实施效果四川快乐12-官网。
    2.1 能耗数据的原始采集
    能耗数据的原始采集是整个能耗在线监测系统的基础四川快乐12-官网,是整个能耗在线监测系统的基本构成元素四川快乐12-官网四川快乐12-官网,指依据机关办公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源种类的划分四川快乐12-官网四川快乐12-官网,分项能耗数据是指分类能耗数据中的一类或多类再细分为若干项四川快乐12-官网。如电能又可以分为4类分项四川快乐12-官网,插座照明用电四川快乐12-官网,空调用电四川快乐12-官网四川快乐12-官网,特殊用电和动力用电,且每一个分项又可再分为若干子项四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网。插座照明用电包括了建筑内部主要工作区域照明四川快乐12-官网,普通设备用电等四川快乐12-官网∷拇炖?2-官网四川快乐12-官网?上阜治遄彰饔玫?,应急照明及走廊用电,室外照明用电三个子项?四川快乐12-官网?盏饔玫缰饕侵肝ㄖ诓刻峁┲评浜椭迫人牡牡缒?四川快乐12-官网四川快乐12-官网,其也包括两个子项四川快乐12-官网,冷热站电能使用和空调末端电能使用四川快乐12-官网四川快乐12-官网。动力用电是为建筑内提供动力服务使用的电能四川快乐12-官网,包括电梯用电、水泵用电四川快乐12-官网、通风机用电三个子项四川快乐12-官网。这些分类分项数据要在采集器内部进行计算和存储,并定时与数据中心建立连接发送原始数据四川快乐12-官网。本项目中四川快乐12-官网,涉及到的能耗信息主要包括耗电量耗水量等,按照分类分项计量系统的设计要求四川快乐12-官网,本建筑中用电计量采用多功能电度表四川快乐12-官网四川快乐12-官网,在各楼层照明配电箱四川快乐12-官网、空调配电箱四川快乐12-官网、动力配电箱以及其他特殊用电配电箱安装多功能电表四川快乐12-官网四川快乐12-官网,实现电能的分项采集四川快乐12-官网;用水计量主要通过远传计量水表,在每栋楼总进水管以及每层楼出水管加装远传水表四川快乐12-官网四川快乐12-官网。
    2.2 数据传输
    数据传输是指原始分类分项数据经由数据采集器通过Internet或GPRS等远程通讯方式将能耗原始数据从有离散分布的建筑群上传到数据中心四川快乐12-官网,并将数据进行处理四川快乐12-官网四川快乐12-官网,完成原始数据存储的过程。在该过程中四川快乐12-官网,数据采集器将定时采集到的数据进行累加四川快乐12-官网,形成可扩展标示语言(XML)格式的数据包四川快乐12-官网四川快乐12-官网,数据包中不仅包含需要上传的数据还包括对应的建筑信息和采集器信息等。采集器还要对要传输的数据包进行加密处理,一般采用128位aes加密处理以保证数据的安全并进行上传工作四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网。整个系统的数据传输网络包括现场计量采集装置与采集器之间的485网络以及采集器与数据中心之间以太网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,现场计量采集装置与采集器之间通过RS-485的总线方式四川快乐12-官网,实现计量采集装的手拉手式的连接四川快乐12-官网,接入采集器,每路485总线连接计量采集装置的数量在20只左右;采集器与数据中心之间通过建筑内部智能化网络实现数据的远传传输四川快乐12-官网,整个系统的网络结构如下图所示:
    2.3 能耗在线监测系统软件功能设计
    能耗综合主界面

    通过综合能耗主界面可以反映学校当年用能各分类能耗和折算为标准煤的综合能耗,并计算得到单位面积能耗四川快乐12-官网;界面下方显示能耗的当日逐时用能曲线四川快乐12-官网四川快乐12-官网;单击每个分类能耗的上部区域四川快乐12-官网,可跳转到该分类能耗的用能分析主界面四川快乐12-官网四川快乐12-官网;可通过下拉框切换建筑物四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网。
    分项用电数据统计
    将电耗进行逐时四川快乐12-官网、逐日四川快乐12-官网四川快乐12-官网、逐月四川快乐12-官网四川快乐12-官网、逐年统计四川快乐12-官网。统计数据采用饼图四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网、柱状图、线图、区域图等各种图形展示方式四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,直观反映各项统计数据的数值四川快乐12-官网、趋势和分布情况。
    用电支路趋势分析
    统计各区域、各设备电能消耗四川快乐12-官网,准确定位用电消耗回路四川快乐12-官网,制定节能绩效考核制度,推动节能降耗的执行四川快乐12-官网。为用能设备建立运行记录档案,长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果四川快乐12-官网,结合设备维护保养记录四川快乐12-官网,为设备的运行维护提供依据四川快乐12-官网。
    能耗数据同环比分析
    将各种类型和各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环比分析,检验节能效果四川快乐12-官网四川快乐12-官网,根据分析结果执行节能绩效考核四川快乐12-官网四川快乐12-官网,以及节能目标的修正。
    能耗数据分时统计
    将能源类型四川快乐12-官网四川快乐12-官网、负载类型四川快乐12-官网、区域能耗按照时间区分四川快乐12-官网,按时四川快乐12-官网、天四川快乐12-官网、月四川快乐12-官网、年四川快乐12-官网、工作日四川快乐12-官网四川快乐12-官网、非工作日等对用能数据进行对比分析四川快乐12-官网四川快乐12-官网,掌握能源具体消耗情况四川快乐12-官网四川快乐12-官网?四川快乐12-官网四川快乐12-官网?山刻煊媚馨词倍紊柚梅逅拇炖?2-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网、平四川快乐12-官网、谷,统计各时段能耗,降低闲时能耗四川快乐12-官网。
    电能数据实时监测和预警
    通过高精度智能仪表以技术手段实现自动化全实时、高密度的实时用能监测四川快乐12-官网,减少用能的“跑四川快乐12-官网、冒四川快乐12-官网、滴四川快乐12-官网、漏”和计量误差。实时监视现场仪表的回传数据四川快乐12-官网,对电能进行合理的管控和预警四川快乐12-官网四川快乐12-官网,及时发现并改正运行中存在的用电异常四川快乐12-官网,随时处理。按需设置重要设备的超标预警值四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,超标时醒目提醒并主动记录。
     
    3 能耗在线监测系统建设的意义
    大型公共建筑能耗监测系统是按照机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设的相关技术导则进行设计的一个多层次四川快乐12-官网,多功能,跨区域四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,可双向交换信息的复杂系统。通过搭建这样的能耗监测系统可以实时监测建筑的能耗使用情况四川快乐12-官网,通过能耗数据的分类分项计算,数据的分时统计四川快乐12-官网,公共展示平台等四川快乐12-官网四川快乐12-官网,能促使大型公共建筑提高节能运行管理水平,为各企业四川快乐12-官网、政府机关制定切实的政策和决策提供参考和有力的支持,并过能源综合管理系统软件对各电能计量点的用电量实施在线计量、动态监测、集中管理、科学考核四川快乐12-官网,通过末端监控管理,综合性地实现整体节能四川快乐12-官网,为高能耗建筑的进一步节能改造提供依据四川快乐12-官网。