中美信托金融大廈（總體）建筑能耗管理系統的設計與應用

摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能主要對象，做好公共建筑節能工作，對帶動(dòng)全社會(huì )節能工作，實(shí)現節能減排目標，落實(shí)“轉方式、調結構"重大戰略具有重要意義。本文介紹中美信托金融大廈（總體）建筑綜合建筑，采用智能電力儀表采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗監測系統實(shí)現配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。

??關(guān)鍵詞：大型公共建筑；辦公樓；能耗監測系統；

??1 引言

??目前，統計顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，在我國每年新建的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，具有巨大的節能空間，建筑節能的推廣已經(jīng)勢在必行，節能降耗，計量先行。

??2 設計依據

??建筑能耗監測系統依照住房和城鄉建設部制定的《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統》設計和開(kāi)發(fā)，設計依據充分、標準完善。

??◆ 住房和城鄉建設部技術(shù)要求

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術(shù)導則》

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術(shù)導則》

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術(shù)導則》

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統數據中心建設與維護技術(shù)導則》

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設、驗收與運行管理規范》

??《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)》

??◆ 能耗計量裝置國家及行業(yè)標準

??DL/T 645-1997       多功能電能表通信規約

??DL/T 645-2007       多功能電能表通信規約

??CJ/T 188-2004       戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件

??GB/T 19582-2008   基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范

??3 項目概況

??中美信托金融大廈（總體）建筑能源消耗主要能耗為用電，對其配電室和樓層配電箱用電進(jìn)行計量管理。整個(gè)能耗在線(xiàn)監測系統的總體架構由一個(gè)節能監管中心、多個(gè)現場(chǎng)采集計量系統組成，計量系統之間通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行通訊。設置能源管理中心，將各用能節點(diǎn)安裝的能源計量數據通過(guò)局域網(wǎng)傳至數據中心，軟件可依據不同權限訪(fǎng)問(wèn)中心服務(wù)器，實(shí)時(shí)查看能耗情況。系統管理平臺軟件采用C/S結構，可以實(shí)現完整的管理、操作功能，對客戶(hù)端的用戶(hù)，在通過(guò)多種授權驗證后，同樣提供查詢(xún)、數據分析結果展示、管理、監控等功能。

??4 設備選型

??※ 多功能網(wǎng)絡(luò )儀表

??功能：有功電度、電流、電壓、有功功率、功率因素

??精度等級：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-rtu

??※ 數據采集的功能

??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(lèi)、分項能耗的關(guān)系進(jìn)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(chēng)、配置位置等基本屬性；

??3 能在線(xiàn)監測系統內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 能靈活設置系統內各采集設備數據數據采集周期。不宜大于15min。

??5 系統架構

??安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監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控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構，如系統結構圖所示：中美信托金融大廈（總體）建筑能耗管理系統站控管理層及網(wǎng)絡(luò )通訊層。

系統結構圖

??該建設項目中美信托金融大廈（總體）建筑安裝的385塊多功能電表，電表通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議，配置多臺智能網(wǎng)關(guān)采集電表數據；第三方遠傳水表共112個(gè),通訊協(xié)議，通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議。

??6 系統軟件模塊

??綜合能耗展示

??Acrel-5000能耗管理系統登陸成功進(jìn)入主頁(yè)面，主頁(yè)面顯示該建筑的建筑圖片，建筑基本信息,建筑當月分項用電餅圖和各種能源的消耗量。根據所選的建筑，對其建筑圖片進(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，默認為當天。

??支路能耗概況

??Acrel-5000能耗管理系統可以根據分類(lèi)能耗的支路名稱(chēng)查詢(xún)用能情況，顯示當日和當月的用能峰值、當日用能、當月用能、當年用能以及昨天同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況；以柱狀圖顯示過(guò)去48小時(shí)、31天、12個(gè)月、3年的能耗情況；以曲線(xiàn)圖顯示15分鐘的負荷用能走勢（電表顯示功率曲線(xiàn)，流量表顯示流速曲線(xiàn)），并顯示當前值、15分鐘內的峰值。

??支路用能

??Acrel-5000能耗管理系統可以統計各支路某段時(shí)間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢(xún)的支路，點(diǎn)擊‘加載數據’查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。

??分項能耗概況

??Acrel-5000能耗管理系統可以按照分項進(jìn)行能耗統計與顯示。其中，日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當日與昨日能耗柱狀圖（藍色柱表示今日，綠色柱表示昨日）；用能餅圖顯示各分項過(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過(guò)去31天的能耗趨勢；分項用能排名圖顯示被選中分項對應能耗值支路。

??分項用能

??Acrel-5000能耗管理系統可以統計各分項某段時(shí)間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢(xún)的支路，‘加載數據’查看分項中各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)。這里的支路都是通過(guò)基礎數據中分類(lèi)分項的配置而來(lái)，默認查詢(xún)的是當月的能耗。

??能耗數據同比環(huán)比分析

??Acrel-5000能耗管理系統可將各種類(lèi)型（電、水、氣）和各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績(jì)效考核，以及節能目標的修正。

??圖表導出

??Acrel-5000能耗管理系統可將分析的結果、繪制的圖、表導出到Excel中。

??用戶(hù)管理

??Acrel-5000能耗管理系統用戶(hù)權限管理采用分級模式，為系統管理員、后勤管理人員、設備維護人員三級，并對所有操作自動(dòng)進(jìn)行帶時(shí)標事件記錄，可建立良好的反事故措施。

??為了使實(shí)時(shí)系統能夠安全穩定運行，整個(gè)系統提供可靠的安全保護措施，所有的系統操作員能夠根據權限大小賦予某特性，這些特性規定了各個(gè)操作員對系統及各種活動(dòng)的適用范圍，如用戶(hù)名，口令字，操作權限及操作范圍等特性。

??※ 配置選項

??依照相關(guān)技術(shù)規范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調面積、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(lèi)型、型號、生產(chǎn)廠(chǎng)家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時(shí)段用能統計、參數查詢(xún)功能；

??配置項目中使用到的所有計量?jì)x表，保存計量?jì)x表的地址、變比、對應的采集器、代碼、監測回路的名稱(chēng)等信息；

??配置分項能耗統計時(shí)涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類(lèi)能耗分項用能分析小模塊中的功能；

??配置各部門(mén)用能對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例以及部門(mén)用能計劃，完成此項配置后將啟用部門(mén)能耗分析功能模塊；

??配置建筑物中某用能區域對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例，完成此項配置后將啟用區域能耗分析功能模塊

??7 前景展望

??根據中美信托金融大廈（總體）建筑能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

??◆ 建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時(shí)通過(guò)計量收費、績(jì)效考核等管理措施鞏固節能改造成果。

??◆ 選擇節能設備（節能燈、變頻器、熱量回收裝置）。

??◆ 再好的節能設備，管不住浪費也無(wú)法發(fā)揮節能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節能設備正在實(shí)現節能。

??◆ 通過(guò)能耗監測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節能改造成果，展現節能效果。

??8 結束語(yǔ)

??大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能主要對象，做好中美信托金融大廈的節能工作，對帶動(dòng)節能工作，實(shí)現節能減排目標具有重要意義。

??參考文獻：

??[1].住房和城鄉建設部技術(shù)要求

??[2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監測系統工程技術(shù)規范》

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司