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    中测院能耗管理系统的设计及应用

    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重点,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。本文介绍中国测量技术研究院,采用智能电力仪表DTSD1352-C采集现场的用电量。系统采用现场就地组网的方式,通过现场总线通讯并远传至后台,通过Acrel-5000建筑能耗管理系统实现配电回路用电量的实时采集及分析。

    关键词:大型公共建筑;中国测量技术研究院;能耗管理系统;ACREL-5000; DTSD1352-C; 
     
    1、引言
    目前,我国是世界上的能源生产和消费大国,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。
    相关地方规范要求“建筑能耗监测系统应作为新建建筑设备设施系统的组成部分,列入建设规划;
    2、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》
    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
    3、项目概况
    中国测试技术研究院是国家法定计量技术机构、产品质量监督检验机构,是专业从事测试与标准研究的科研事业单位。我院始建于1965年,其前身是中国计量科学研究院分院, 2000年底,由国家质量监督检验检疫总局划转四川省人民政府属地化管理,为四川省人民政府直属公益类科研事业单位。 院下设力学研究所、电子研究所、光学研究所、辐射研究所、化学研究所、声学研究所、流量研究所、机械研究所、生物研究所9个专业研究所;国家相关部委授权在我院成立了:国家传感器质量监督检验中心、国家计量器具产品质量监督检验中心(成都)、国家防灾减灾分析测试中心(成都)、国家质量检测动员中心、国家食品复检实验室等机构。全国生化检测标准化技术委员会、全国机动车运行安全技术检测设备标准化技术委员会。
    本项目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;建立能耗监测与公示平台,在能源消耗一线直接展示能源利用效率;通过对中国测量技术研究院各实验楼的电、水等能源介质的统一综合管理,对各实验楼设备的能源使用情况进行查询分析,从而帮助后勤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。 
    4、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、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台,它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该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:中国测量技术研究院能耗管理系统站控管理层、网络通讯层及现场设备层,现场共有400多只多功能电力仪表,多功能仪表的型号为DTSD1352-C。
    系统结构图
    5、系统软件模块
    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;
    分类能耗主界面
    反映某分类能耗(例如电)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;
    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;
    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;
    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;
    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;
    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(最大值、最小值);
    数据可导出至Excel;
    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
    6、前景展望
    根据中国测量技术研究院能耗管理系统运行效果分析,建立典型能耗分析模型,统一分析。
    建立建筑能耗计量体系,把脉建筑能耗,发现能耗黑幕,节能改造更有针对性,同时通过计量收费、绩效考核等管理措施巩固节能改造成果。
    选择节能设备。
    再好的节能设备,管不住浪费也无法发挥节能效果,通过增加自动化节能设备,制定设备运行策略,减少人为干预,集中管控,使节能设备正在实现节能。
    通过能耗监测系统提供的同环比分析数据量化节能改造成果,展现节能效果。
    7、 结束语
    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重点,做好中国测量技术研究院的节能工作,对促进和带动节能工作,实现节能减排目标具有重要意义。