浅谈电能分项计量在节能降耗中的应用

程瑜

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：随着电力企业改革活动的持续推进，要想加快改革进程、优化改革效果，应该提高对节能降耗问题的关注度。在应用电力计量技术的过程中巧妙地渗透节能降耗这一理念，以此提高技术应用率，充分体现技术应用价值，从而能够实现电能节约、环保用电这一目标，这促进了电力企业的持续发展。

关键词：电能计量；节能降耗；智能化应用

1.电能计量现状

电能计量在我国电能消耗统计上扮演着重要的角色，其能够准确统计各方面用电量情况，与传统计量表相比，新型电能计量表具有更多优势。新型电能计量表能满足大量用电统计，而且运用先进技术，自动算出电能总量，利于相关人员对城市用电情况加以了解。此外新型电能计量表还可以起到电能实时监控作用，进一步了解用电高峰期，这些数据都能够帮助相关部门采取相应措施减少不必要用电，以此来控制电能合理消耗，提升城市绿色水平。

2.基本现状

社会发展的过程中，各行业积极主动的参与节能环保活动，不断强化节能环保意识。但这项活动践行的过程中存在一定问题，特别是电力企业，在节能降耗方面的现状不容乐观，具体问题表现为：受低技术水平影响，电力计量的时效性较差，已有数据缺乏真实性，进而会间接影响电力系统运行效果，节能降耗目标需要经历较长时间才能实现；电力计量意识淡薄，部分人并未对这项工作高度关注，进而会加大电力计量阻力。电力计量技术在开发阶段仍存在一定优势和劣势，其中，微处理器实时处理技术具有灵活性、功能完善性、大容量、快速等优势，但实际研发过程中仍面临谐波影响，并且处理无供电能的标准存在显著差异；通用型电力芯片技术具有稳定性、重复开发等优势，但由于该技术受自身器件影响较大，应用过程中的功能性相对较差[2]。由此可见，电力计量技术研发工作需持续推进，相关学者应深入探究，总结以往研究经验，并适当借鉴外国研究经验，确保电力计量技术研发工作取得良好效果，这对技术应用、节能降耗效果彰显具有重要作用，此外，还会解决当前电力计量技术应用问题。

3.应用分析

3.1设备升级

电力企业发展的过程中适当引进先进技术于电力设备，其中，电能表这种新型计量装置应用后，能够大大提高数据准确性。对比于传统电表，应用功能相对较多，能够充分满足电力计量需要。应用智能化电能表还能实现电能的远程监控，以及数据信息的及时获取，因此，电力企业能够根据地区用电需要合理分配电能，以此提高电能应用率，*大限度的降低电能耗量。升级后的电表设备，其计量功能会相应丰富，如有功组合电量；端口输出功能会随之强化，具体表现为周期信号接口、时段投切信号、脉冲测试信号、误差检测信号、脉冲输出信号等；全面测量电力参数，即针对电能表电压值、功率值等全面监控；事件记录功能增设后，私改系统行为会被及时制止，以免浪费过多电能。

3.2智能化应用

目前，我国电网建设速度加快，并且发展方向逐渐向智能化转移，这为智能表应用提供了广阔空间。应用智能表之后，能够有效管理窃电行为，同时，数据信息能够在先进设备的辅助下快速、双向通信，并且用户所用电能会适量供应，除此之外，用户使用电能的过程中还会得到安全保障。一旦用电期间出现漏电现象，智能化装置就会及时发出警报提示，确保用户安全用电，并将故障信息在短时间内传递当地的电力企业。如此，已有用电故障的问题能够得到及时处理，消除用户的心理恐惧。应用智能化电表后，由于该设备对线路损耗现象十分敏感，一旦发生这类问题，智能电表会显示具体的线路故障，以便电力部门制定有效的解决对策。智能化电表能够在总结、分析信息的基础上预测能耗较大的设备，进而相关部门会根据提示及时更换设备、做好设备维修和保养工作。远程电力计量技术应用后，该技术能够在节能降耗方面发挥应用优势，它主要对不同区域的电能分配情况、电能使用情况全面监督，即通过电力计量考核系统分析交易的合理性。在此期间，电力计量数据应为分析工作提供依据支持，并且远程系统应充分发挥监测作用。该技术构建方式主要有两种：分布式架构和分层式架构；该技术应用设备主要包括三种：第一种是主站电量配变粘；第二种是数据采集终端；第三种即变电站。业务类型主要有无线业务、信息获取业务、分组光纤业、终端设备采集业务等。该技术应用于电力计量工作，能够为电力计量技术提供充足动力，同时，还会大大降低能源消耗，充分彰显技术应用优势。

4.能耗监控平台应用

4.1数据的采集与分析

建立能耗监控系统后，管理者随时查看医院水、电、气等能耗支出信息，可查看各用能单元下各设备的实时、历史能耗情况，能耗监控平台还带有能耗超支报警等功能，可有效地辅助分析能源浪费漏洞，对科室能耗进行定量管理，以达到节能的目的。能耗监管系统的管理界面不仅可将采集到的数据直接地展现在管理者面前，还可通过后台处理、分析，得到大量对比数据，排名详情，报表统计数据等。

某大型公立医院构建涵盖能耗监控，设备监控，后勤工单管理于一体的一站式后勤信息管理平台。其中，能耗监控系统主要实现对水和电的能耗监测，下面详细介绍能耗监控平台的功能。

对2018年8月某日某大型公立医院能耗监控系统所采集的数据进行处理和分析，可在能耗监控系统中查询到医院实时电、水等能源当天的用能情况，用能趋势、同比和环比情况。当天，电耗为主要能耗，其中空调用电占34.2%，照明与插座用电占31.4%，动力用电占25.1%，特殊用电（医疗设备）占8.2%，其他用电占1%。根据医院建筑面积、床位数，得到单位建筑面积能耗为0.02千克标准煤/m2，单位床位能耗为1.3千克标准煤/床。医院实时能耗和能耗分类统计如图1和图2所示。可查看按楼宇划分的能耗排名和按科室划分的能耗排名情况，如图3所示。

可在报表管理中生成变压器能耗报表、区域能耗报表、总能耗报表、部门能耗报表。还可生成水电分科室统计的任意时间段的区域能耗报表（见表1）、总能耗报表（见表2）、水电能耗分科报表（见表3）。

4.2为用能异常提供分析手段

能耗监控系统不只是简单的对水电气等能耗数据进行监测，在能耗异常时还能进行报警，通过平台数据分析，还可以提供故障定位。医院5号楼用水量监测如图4所示。

从8月3号开始，这栋楼的耗水量直线上升，直到8月7号之后开始平稳，经与系统中设置的往年同期耗水量进行对比后，发现日均耗水量比去年同期上升了60%左右，平台发生了报警，显示5号楼用水量异常。管理者根据报警情况立即对5号楼周围的管网进行排查，历时半个月，在五号楼外面的地下水管发现爆管位置，经过抢修，用水量在9月份回落到正常范围内。为医院节能方案提供数据支撑能耗监管系统实时采集数据，并采集到的数据进行同比、环比分析，根据对比结果结合实际用能情况进行分析，管理者可根据不同的用能问题制定不同的节能汽车行业的高速发展加大了我国的环境压力，为了响应当今可持续发展的战略目标，汽车改革成为当前工作中的一个重要任务。新能源汽车逐渐成为汽车发展中的新行业，这是因为新能源汽车的研发能够有效减少石油等不再生资源的消耗，促进汽车行业节能环保工作的不断深入。

4.3我国新能源汽车技术的典型产品

混合动力汽车是2种或者2种以上动力形式组合发动的新型汽车，混合动力汽车的优势十分明显。首先，其可依据实际需要来设置汽车内燃机的使用功率。在正常运行状态下，汽车耗能较低，污染较少，多余的功率可用于电池充电。且在慢速行驶状态下，可直接关闭内燃机，以电池作为驱动源，从而有效降低污染物质的排放量。另外，内燃机能够满足空调及取暖设备的运行需要，同时这种汽车在运行的过程中，不会出现电池过充方案。能耗监控系统可提供多方面的能耗监测。对于管理节能，医院能源管理者可根据本单位的作息时间，对不同的作息时间段的能耗进行能耗对比分析，可掌控能耗设备的待机能耗，从而为制定提高医院能源利用率相关管理政策提供可靠数据支撑；对于技术节能，能耗监控平台可辅助医院平均节能效果，通过能耗监控平台的数据对比，医院可选择合适的节能产品和采取相关改造措施，改造完成后可根据能耗监控平台提供的数据对比改造前后的能耗数据，分项计量与能耗监测系统提供的实时监测数据，又可验证节能效果，可客观地反映和评价节能改造效果。能耗监控平台可提供数据采集，数据分析和故障诊断，又可密切监测节能改造效果，多方位地为管理者提供数据，使管理者能够针对不同用能单元制定合适的节能方案，以提高医院能效利用率。

5.安科瑞建筑能耗分析系统

5.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。

5.2应用场所

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。

5.3系统功能

5.3.1系统概况

平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。

5.3.2用能概况

对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。

5.3.3用能统计

对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。

5.3.4复费率统计

复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。

5.3.5同比分析

对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。

5.3.6能源流向图

能源流向图展示单栋建筑指定时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。

5.3.7夜间能耗分析

夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在指定时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。

5.3.8设备管理

设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。

5.3.9用户报告

用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。

6.系统硬件配置

应用场景	型号	图 片	保护功能
建筑能耗管理系统	Acrel-5000web		采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。
智能网关	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。
高压重要回路或低压进线柜	APM810		具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。
	APM520		三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，支持付费率，越限告警，SOE,4-20mA输出。
低压联络柜、出线柜	AEM96		三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备告警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。
动力柜	ACR120EL		测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。
	DTSD1352		DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
	AEW100		三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。

照明箱	DTSD1352		DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
	DDSD1352		DDSD1352单相电子式电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，具有红外通讯功能，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
	DDS1352		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量，红外及RS485通讯，电流规格10（60）A，有功电能精度1级。无功精度2级，尺寸:1P
	ADW300/4G		计量低压网络的三相有功电能，具有RS485通讯和470MHz无线通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
	ARCM300T-Z-4G		三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。
给水管道	水表		计量流经给水管道用水的体积总量，适用于单向水流，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据。

7.结语

随着经济和科学社会不断发展，我国不断的完善国内现存电力改革系统。基于现代自动化技术和智能化技术的不断应用，电力系统在配电中也采用新型的自动化技术，自动化程度也越来越高。由于现在国家正在大力推广智能电网，在供配电中优先采用自动化技术，才能满足我国电网的建设需求。因此，电能计量形式也发生巨大变化由原先人工抄表转化为实时监测电能的形式，进一步使民众合理使用电能，减少资源损耗，实现电力产业可持续发展。

参考文献

赵国忠.浅谈电能计量在节能降耗工作中的应用[J].智能城市,2017,3(11):159.

吴小欢.节能降耗中用电计量的应用探讨[J].中国新通信,2017,19(22):161.

胡思平,向海清.浅谈电能计量在节能降耗中的应用[J].

[4] 李义帅，电能计量在节能降耗中的应用[J].

[5] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

审核编辑 黄宇