【节能学院】安科瑞能耗监测系统在新疆昌吉市某中心项目的研究与应用

摘要：大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能核心，做好公共建筑节能工作，对促进和带动全社会节能工作，实现节能减排目标，落实“转方式、调结构”重大战略具有重要意义。本文介绍能耗分析管理系统，采集现场的电力仪表、水表以及气表，仪表就地组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-5000型建筑能耗监测系统实现整个政务中心办公楼用电的监测分析。

关键词：办公建筑；能耗监测系统；ACREL-5000。

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引言

目前，我国已经是世界上的第二大能源生产国和消费国，统计显示，我国建筑能耗约占全国总能耗的28%，在我国每年新建的20亿平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪费非常严重，具有巨大的节能空间，建筑节能的推广已经势在必行，节能降耗，计量先行。

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设计依据

GB-T 15587-2008 《工业企业能源管理导则》

《评价企业合理用电技术导则GB》

《企业节能规划编制通则》

《企业能源审计技术通则-GB》

GBT23331-2009《能源管理体系要求》

GB-50052-2009 《供配电系统设计规范》

u能耗计量装置国家及行业标准

DL/T 645-1997 多功能电能表通信规约

DL/T 645-2007 多功能电能表通信规约

CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件

GB/T 19582-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范

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项目概况

新疆昌吉市政务中心项目位于新疆昌吉回族自治州昌吉市定边西路231号。此项目的楼层共有170块电表以及3块水表和3块远传气表。本项目需要分别对照明、空调、水泵、电梯等不同功能设备进行监测和计量，同时每层分别引入照明电源和动力电源，分别计量照明、空调用电。因此针对本项目的性质，设计一套能耗系统，并在3层消控室及3层电井各设置一台通讯管理机，对楼层的电表以及水表、气表进行数据采集，从3层电井处至3层消控室后台主机处通过网线进行数据传输。电表的数据采集后按照能耗分类分项原则进行分析展示。

本项目重点要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的收集与存储；建立能源管理平台、实现能源的集中化管理；深入分析能源消耗过程与趋势；建立能耗监测与公示平台。通过对此政务中心办公楼项目的用电、用水、用气统一综合管理，可以对各区域设备能源使用情况进行查询分析，帮助管理人员发现潜在的节能机会，提高能源利用效率，科学有效地管理能源使用，从而降低能源使用费用，为建立节约型社会发挥作用。

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系统架构

安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以工作站主机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理提供了基础平台，它可以和其他楼宇自动化系统进行数据转发构成复杂的监控系统。该能耗系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如系统结构图所示：

系统结构图

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系统软件模块

u综合能耗主界面

反映建筑物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；

通过表计计量的主要为电能消耗，界面下方显示电能的当日逐时用能曲线；单击每个分类能耗的上部区域，可跳转到该分类能耗的用能分析主界面；

可通过下拉框切换建筑物，建筑物图片可根据项目要求替换；

u分类能耗主界面

反映某分类能耗（例如电、水、气）当日及昨日同期、当月及上月同期、当年及上年同期的用能及对比，增长百分比及增加值；

反映某分类能耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的用能趋势；

反映某分项能耗的当月用能饼图；

反映某分类能耗当年各月用能同比分析图；

u分类能耗支路用能统计报表

可灵活选择支路，并统计某段时间内支路用能的日、月、周、季、年用能；

通过透视表功能强大，用户可进行多种数据统计，并对数据进行组合排序；

统计数据可通过柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表展示；

统计数据可导出至Excel；

u分类能耗支路非工作日用能

统计对各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通过系统灵活设置

统计数据可导出至Excel；

u分类能耗支路同比分析

统计各支路当年每月用能及去年同期用能；

u分类能耗支路用能集抄

查询各支路任意两个时间的表计读数，并计算出差值；

时间精度到分钟；

u分类能耗支路分时段用能趋势分析

可查询任一支路某段时间内的用能参数（例如电压、电流、功率、功率因数等），具体可查询的参数与安装的仪表和系统配置有关，查询时不可跨月；

数据以图表或表格的形式显示，图表可通过鼠标操作放大、缩小、移动；可对数据进行排序（Max、Min）；

数据可导出至Excel;

u分区域能耗主界面

u配置选项

依照相关技术规范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等，其中建筑面积等信息将用能单位面积能耗分析；

配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型仪表所能提供的监测参数信息，此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能；

配置项目中使用到的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息；

配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息，可根据项目情况灵活配置，此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能；

配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划，完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块；

配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例，完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块

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系统建设的意义

计量装置设计安装 能效监测平台搭建

通过梳理用户的用能网络，在各配电回路设置电能计量表计，以及通过对水表，气表的数据监测，为该项目搭建完整的用能计量体系。管理人员就可以通过软件对项目内用水，用电，用气等用能做实时的监控，同时能够减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差。实时监视现场仪表的回传数据，对能耗进行合理的管控和预警，及时发现并改正运行中存在的能耗异常，随时处理。按需设置重要设备的超标预警值，超标时醒目提醒并主动记录。

用能数据采集存储 形成可视化趋势图

通过软件可以直观的看到各部门或区域的每小时用能的趋势曲线图，同时对各仪表采集回来的数据进行实时存储，可以查询历史的数据记录。

确定高能耗范围 诊断形成高耗原因

统计各区域、各楼层能源消耗，准确定位能源消耗大户，制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的有效执行。为用能设备建立运行记录档案，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。

配置节能节电产品 改进运营管理模式

长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，关注用能走向，为节能改造提供可靠的数据支撑，在经过节能改造之后，根据能耗监测平台对比节能实施效果。