常熟市楊園小學(xué)能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及與應(yīng)用方案

摘要：學(xué)校屬大型公共機(jī)構(gòu)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(shù)據(jù)不完整、不全面,造成管理不到位、能源利用存在較大的浪費(fèi)現(xiàn)象。為了確保校園正常教學(xué)與科研的能源需求且實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能,建立能源遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)、掌握校園能耗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、對(duì)校園各種能源系統(tǒng)進(jìn)行分布式監(jiān)控與集中管理。本文介紹常熟市楊園小學(xué)項(xiàng)目，采用安科瑞智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量，系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過Acrel-5000能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各配電回路用電監(jiān)測(cè)、管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)校；能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；ACREL-5000

1 引言

  隨著社會(huì)生活水平的不斷提高，學(xué)校設(shè)備越來越多，逐漸增加的空調(diào)、充電樁、教學(xué)設(shè)備等等導(dǎo)致用電量不斷上升。我國(guó)高度重視能源供應(yīng)及使用的現(xiàn)狀，提倡創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的現(xiàn)狀，建設(shè)節(jié)約型校園對(duì)此有著深遠(yuǎn)意義。由于學(xué)校是社會(huì)人才的建設(shè)基地、儲(chǔ)備中心，深入開展節(jié)約型校園建設(shè)工作，不僅可以促進(jìn)學(xué)校本身的能源節(jié)能工作，降低學(xué)校的支出成本，還有利于促使廣大學(xué)生樹立節(jié)能環(huán)保意識(shí)，對(duì)我國(guó)整個(gè)社會(huì)今后的節(jié)能工作都起到深遠(yuǎn)影響。常熟市楊園小學(xué)Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)的引入，有效地解決了精細(xì)計(jì)量、智能處理、動(dòng)態(tài)分析、實(shí)時(shí)評(píng)估等節(jié)能減排的關(guān)鍵問題，為學(xué)校實(shí)施合同能源管理、實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能提供了隨時(shí)隨地、直觀準(zhǔn)確的計(jì)量核算和動(dòng)態(tài)管控手段，有利于建立科學(xué)、系統(tǒng)的節(jié)能減排分析方法，完善節(jié)能減排的評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系，實(shí)現(xiàn)“感知～管控～再感知～再管控”的良性循環(huán)，深入挖掘節(jié)能潛力，持續(xù)優(yōu)化節(jié)能方案，不斷提高節(jié)能效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2 現(xiàn)階段校園能源使用痛點(diǎn)以及傳統(tǒng)的管理手段的缺點(diǎn)

2.1 現(xiàn)階段校園使用的痛點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： 

2.2 不少學(xué)校開始響應(yīng)號(hào)召，開展能源系統(tǒng)節(jié)能改造，所采用的傳統(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)仍有以下幾點(diǎn)缺陷：

　　1）學(xué)校管理公共場(chǎng)所用電，容易出現(xiàn)管控盲點(diǎn)，造成能源浪費(fèi)。

　　2）沒有實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)底層的設(shè)備，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不明，需要投入大量人力來對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修

　　3）所有的用電設(shè)備無法集中統(tǒng)一管控

　　4）沒有數(shù)據(jù)分析，無法發(fā)現(xiàn)高能耗點(diǎn)，也無法發(fā)掘節(jié)能潛力，及時(shí)調(diào)整用能措施

針對(duì)上述情況，安科瑞為常熟市楊園小學(xué)推出了能耗管理系統(tǒng)，主要監(jiān)視的各樓層和變電所安裝的多功能儀表，現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)37只安科瑞自主生產(chǎn)的多功能儀表。

3 設(shè)計(jì)依據(jù)

GBT23331-2009   《能源管理體系要求》

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

能耗計(jì)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(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件

4 系統(tǒng)架構(gòu)

  安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)根據(jù)公建現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至后臺(tái)能耗網(wǎng)關(guān)然后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至的監(jiān)控主機(jī)。具體如下圖所示：

  該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。其中整個(gè)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(shè)至監(jiān)控中心，經(jīng)能耗網(wǎng)關(guān)至系統(tǒng)主機(jī)從而完成儀表數(shù)據(jù)的采集并管理。

5 系統(tǒng)軟件模塊

綜合能耗主界面

  主頁(yè)面顯示該建筑的建筑圖片，建筑基本信息,建筑當(dāng)月分項(xiàng)用電餅圖和各種能源的消耗量。根據(jù)所選的建筑，對(duì)其建筑圖片進(jìn)行加載，可以選擇時(shí)間查看建筑能耗情況，選擇建筑或時(shí)間后自動(dòng)刷新，默認(rèn)為當(dāng)天。

支路用能

  系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各支路某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，并可以將支路用能顯示合計(jì)，以圖表形式顯示。

分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)

  系統(tǒng)可以按照分項(xiàng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示。其中，日分項(xiàng)用能同比分析圖顯示不同分項(xiàng)的當(dāng)日與昨日能耗柱狀圖（藍(lán)色柱表示今日，綠色柱表示昨日）；用能餅圖顯示各分項(xiàng)過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項(xiàng)過去31天的能耗趨勢(shì)；分項(xiàng)用能排名圖顯示被選中分項(xiàng)對(duì)應(yīng)能耗值位的支路。

分項(xiàng)用能報(bào)表

  系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各分項(xiàng)某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能?？刹榭捶猪?xiàng)中各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel。

能耗的同比環(huán)比分析

  系統(tǒng)可將各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗(yàn)節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績(jī)效考核，以及節(jié)能目標(biāo)的修正。統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；

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(hào)、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(cè)參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計(jì)、分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)、參數(shù)查詢功能；

  配置項(xiàng)目中使用到的所有計(jì)量?jī)x表，保存計(jì)量?jī)x表的地址、變比、對(duì)應(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測(cè)回路的名稱等信息；

  配置分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)時(shí)涉及到的計(jì)量表計(jì)、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(duì)應(yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例以及部門用能計(jì)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(jì)量?jī)x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)學(xué)校樓宇能耗運(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(jì)量體系：針對(duì)公建的用電結(jié)構(gòu)，監(jiān)控至配電室層級(jí)，能正確無誤的統(tǒng)計(jì)進(jìn)出線回路，要滿足電能守恒原理即進(jìn)線電能為出線電能總和（誤差率在3%左右）。

  對(duì)采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并形成可視化圖表：系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)可滿足報(bào)表查詢及導(dǎo)出，并且系統(tǒng)可由柱狀圖等形式展現(xiàn)能耗趨勢(shì)，給客戶更好的體驗(yàn)。

  診斷出高能耗點(diǎn)：管理人員可通過系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，正對(duì)性的對(duì)各個(gè)回路同比及環(huán)比分析，通過一階段分析可找出高能耗點(diǎn)。

  通過能耗分析改進(jìn)管理運(yùn)營(yíng)模式：針對(duì)高能耗點(diǎn)，針對(duì)性的改進(jìn)管理運(yùn)行如：在下班期間通知各個(gè)管理人員關(guān)燈、關(guān)機(jī)器，同時(shí)列入績(jī)效考核；在工作期間對(duì)用電負(fù)荷較大回路可錯(cuò)峰，減少同時(shí)間負(fù)荷過大；通過能耗數(shù)據(jù)可減低學(xué)校運(yùn)營(yíng)成本。

7 目標(biāo)

  1）給能耗管理者提供了一個(gè)公平、定量衡量各建筑用能狀況的“尺子”，基于規(guī)范化的能耗分項(xiàng)計(jì)量和監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行行政監(jiān)管。學(xué)?？蓪?shí)施對(duì)節(jié)能行為的獎(jiǎng)勵(lì)和對(duì)浪費(fèi)行為的教育處罰措施，將師生員工節(jié)能行為納入行為規(guī)范建設(shè)。

  2）其次使學(xué)校運(yùn)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(shì)，明確節(jié)能方向，并從不合理用能情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)能夠及時(shí)進(jìn)行維修，杜絕浪費(fèi)現(xiàn)象。

  3）最后通過能耗軟件實(shí)際能耗數(shù)據(jù)來督促建筑物的使用者，保持“隨手關(guān)燈”、人離關(guān)電腦、關(guān)空調(diào)等綠色節(jié)約型生活模式，并結(jié)合實(shí)際能耗數(shù)據(jù)、結(jié)合學(xué)院各種宣傳活動(dòng)對(duì)師生及員工進(jìn)行正面宣傳和引導(dǎo)，達(dá)到節(jié)能的效果。