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劉細鳳
(安科瑞電氣股份有限公司,上海市 201801)
摘要:大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,但總能耗卻占全城鎮(zhèn)總耗電量的22%,大型公共建筑單位面積年耗電量達到70~300KWh,為普通居民住宅的10~20倍。公共建筑是節(jié)能大戶和節(jié)能重點,做好公共建筑節(jié)能工作,對促進和帶動全社會節(jié)能工作,實現(xiàn)節(jié)能減排目標,落實“轉方式、調(diào)結構"重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹東方萬企業(yè)綜合建筑,采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。
關鍵詞:大型公共建筑;辦公樓;能耗監(jiān)測系統(tǒng);
1 引言
目前,我已經(jīng)是世界上的第二大能源生產(chǎn)和消費,統(tǒng)計顯示,我建筑能耗約占全總能耗的28%,在我每年新建的20億平方米建筑中,其中99%是高能耗建筑;而既有的建筑中,僅有4%采取了節(jié)能措施。大型公共建筑不但能耗密度高,而且能源浪費非常嚴重,具有巨大的節(jié)能空間,建筑節(jié)能的推廣已經(jīng)勢在必行,節(jié)能降耗,計量先行。
相關地方規(guī)范要求“建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)應作為新建建筑設備設施系統(tǒng)的組成部分,列入建設規(guī)劃;核工院三期工程屬于大型公共建筑辦公樓,上海能耗監(jiān)測設計依據(jù)主要是《DGJ68-2068-2012》公共建筑用能監(jiān)測工程技術規(guī)范。
2 設計依據(jù)
建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)依照住房和城鄉(xiāng)建設部制定的《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)》設計和開發(fā),設計依據(jù)充分、標準完善。
a.住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)采集技術導則》
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)傳輸技術導則》
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項計量設計安裝技術導則》
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設與維護技術導則》
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設、驗收與運行管理規(guī)范》
《家辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導說明書》
b.各省市建筑用能監(jiān)測工程技術方案
DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
DBJ/T13-158-2012《福建省公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范》
c.能耗計量裝置家及行業(yè)標準
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 戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡規(guī)范
3 項目概況
東方萬企業(yè)項目占地面積:總用地約95530平方米,位于上海市浦東新區(qū)新金橋路1599號。本工程共包括標準廠房8幢、綜合辦公樓2幢和10KV 開關站2幢,另有部分配套展示用房,建筑面積為49352.07平方米,總建筑面積284340.98平方米。
該建設項目含建筑單體E1#、E2#(二類高層辦公建筑);A1#、A2#、B1#、B2#、B3#、C1#、C2#、D#(標準廠房為丙類高層廠房);E1#(為多層丙類廠房);E2#(地下車庫及區(qū)內(nèi)配套服務用房為類停車庫)。玻璃幕墻面積為66500m2。
其中A1#、A2#標準廠房及E1#、E2#辦公樓建筑總層為12層,建筑高度為50m,層高為3.9m;B2#、C1#、C2#標準廠房建筑總層為11層,建筑高度為49.65m,層高為4.1m;B1#、B3#、D#標準廠房建筑總層為10層,建筑高度為49.90m,層高為4.1m;E3#標準廠房建筑總層為2層,建筑高度為10.35m。
該項目的用表情況如下:
4 設備選型
a.多功能網(wǎng)絡儀表
功能:有功電度、電流、電壓、有功功率、功率因素
精度等級:變電所饋線不低于0.5級;互感器精度:不低于0.5級
電氣接口:RS-485
通信協(xié)議:MODBUS、DL/T645
安裝位置:變電所所有回路。
安裝方式:嵌入式
b.數(shù)據(jù)采集的功能
1 提供計量裝置靜態(tài)信息人工錄入功能能按各計量裝置、各分類、分項能耗的關系進行設置;
2 能靈活設置各計量裝置通信協(xié)議、通信通道以及計量裝置名稱、配置位置等基本屬性;
3 能在線監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各計量裝置和傳輸設備的通信狀態(tài),具故障報警提示功能;
4 能靈活設置系統(tǒng)內(nèi)各采集設備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集周期。不宜大于15min。
5 系統(tǒng)架構
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具,為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程管理與控制提供了基礎平臺,它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構,如系統(tǒng)結構圖1所示:東方萬企業(yè)項目能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層?,F(xiàn)場總共有12個配電房,在每個配電房內(nèi)都配有通訊采集箱,通訊采集箱內(nèi)設有環(huán)網(wǎng)交換機及通訊管理機,進行數(shù)據(jù)交換。
系統(tǒng)結構圖1
該建設項目含建筑單體E1#、E2#(二類高層辦公建筑);A1#、A2#、B1#、B2#、B3#、C1#、C2#、D#(標準廠房為丙類高層廠房);E1#(為多層丙類廠房);E2#(地下車庫及區(qū)內(nèi)配套服務用房為類停車庫)。如系統(tǒng)結構圖2所示:為東方萬企業(yè)項目能耗管理系統(tǒng)現(xiàn)場臺采集箱下端現(xiàn)場設備層(詳見通訊管理機1下端設備)。配電房內(nèi)的電力儀表直接以總線連接的方式連接至該配電房內(nèi)通訊管理機1上,水泵房、冷凍機房3和冷凍機房4內(nèi)的水表、能量表、煤氣表均通過總線的方式連接至通訊管理機1上,進行數(shù)據(jù)整合上傳;其中每根總線上儀表連接的數(shù)量<=32臺,以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性;然后通過光纖環(huán)網(wǎng)的方式上傳至E1#樓層監(jiān)控。
系統(tǒng)結構圖2
6 系統(tǒng)軟件模塊
a.綜合能耗主界面
反映建筑物當年用能各分類能耗和折算為標準煤的綜合能耗,并計算得到單位面積能耗;
建筑物中的能耗分類雖然較多,但是能通過表計計量的主要有電、水、氣、可再生能源,界面下方顯示這四類能耗的當日逐時用能曲線;單擊每個分類能耗的上部區(qū)域,可跳轉到該分類能耗的用能分析主界面;
可通過下拉框切換建筑物,建筑物圖片可根據(jù)項目要求替換;
b.分類能耗主界面
反映某分類能耗(例如電)當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比,增長百分比及增加值;
反映某分類能耗過去48小時、過去31天、過去12個月、過去3年的用能趨勢;
反映某分項能耗的當月用能餅圖;
反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖;
c.分類能耗支路用能統(tǒng)計報表
可靈活選擇支路,并統(tǒng)計某段時間內(nèi)支路用能的日、月、周、季、年用能;
通過透視表功能強大,用戶可進行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計,并對數(shù)據(jù)進行組合排序;
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示;
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel;
d.分類能耗支路分時段用能統(tǒng)計
可對各支路分時段(尖、峰、平、谷)用能進行統(tǒng)計;
通過在基礎數(shù)據(jù)中設置各分時段(尖、峰、平、谷)用能單價,可統(tǒng)計分時段用能的金額;
此項功能需配合使用帶有復費率功能的電力儀表;
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel;
e.分類能耗支路非工作日用能
統(tǒng)計對各支路工作日和非工作日用能,非工作日可通過系統(tǒng)靈活設置
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel;
f.分類能耗支路同比分析
統(tǒng)計各支路當年每月用能及去年同期用能;
g.分類能耗支路用能集抄
查詢各支路任意兩個時間的表計讀數(shù),并計算出差值;
時間精度到分鐘;
h.分類能耗支路分時段用能趨勢分析
可查詢?nèi)沃纺扯螘r間內(nèi)的用能參數(shù)(例如電壓、電流、功率、功率因素、諧波等),具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關,查詢時不可跨月;
數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示,圖表可通過鼠標操作放大、縮小、移動;可對數(shù)據(jù)進行排序(zui大值、zui小值);
數(shù)據(jù)可導出至Excel;
i.分類能耗支路用能集抄
將當前支路與其下級支路的用能值進行對比,計算出差值和相差百分比;
當兩者相差百分比超出特定值時以醒目顏色提示;
此項功能主要是為了保證能耗計量體系的完整、數(shù)據(jù)的核對;
j.部門用能績效考核
在系統(tǒng)中設置每個部門的用能計劃值,并與實際值進行比較
k.分項、區(qū)域、部門用能界面
l.配置選項
依照相關技術規(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;
配置項目中使用的儀表的類型、型號、生產(chǎn)廠家等基本信息,并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數(shù)信息,此處配置情況影響能耗統(tǒng)計、分時段用能統(tǒng)計、參數(shù)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(jiān)測回路的名稱等信息;
配置分項能耗統(tǒng)計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息,可根據(jù)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(qū)域?qū)挠嬃績x表、運算方式、所占比例,完成此項配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊
7 前景展望
根據(jù)東方萬企業(yè)能耗運行效果分析,建立典型能耗分析模型,統(tǒng)分析。
a.建立建筑能耗計量體系,把脈建筑能耗,發(fā)現(xiàn)能耗黑幕,節(jié)能改造更有針對性,同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。
b.選擇節(jié)能設備(節(jié)能燈、變頻器、熱量回收裝置)。
c.再好的節(jié)能設備,管不住浪費也無法發(fā)揮節(jié)能效果,通過增加自動化節(jié)能設備,制定設備運行策略,減少人為干預,集中管控,使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能。
d.通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果,zui大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。
8 結束語
大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,但總能耗卻占全城鎮(zhèn)總耗電量的22%,大型公共建筑單位面積年耗電量達到70~300KWh,為普通居民住宅的10~20倍。公共建筑是節(jié)能大戶和節(jié)能重點,做好核工院三期公共建筑辦公大樓的節(jié)能工作,對促進和帶動節(jié)能工作,實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。
參考文獻:
[1].住房和城鄉(xiāng)建設部技術要求
[2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
作者簡介:劉細鳳,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,:,,