中美信托金融大廈(總體)建筑能耗管理系統(tǒng)的設計與應用

摘要:大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,但總能耗卻占全國城鎮(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)能主要對象,做好公共建筑節(jié)能工作,對帶動全社會節(jié)能工作,實現(xiàn)節(jié)能減排目標,落實“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大戰(zhàn)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(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)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)配電回路用電的實時監(jiān)控。

關(guān)鍵詞:大型公共建筑;辦公樓;能耗監(jiān)測系統(tǒng);

1 引言

目前,統(tǒng)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(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。

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《國家機關(guān)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。

◆住房和城鄉(xiāng)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(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)建設、驗收與運行管理規(guī)范》

《國家機關(guān)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》

◆ 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(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(shù)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

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行計量管理。整個能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)由一個節(jié)能監(jiān)管中心、多個現(xiàn)場采集計量系統(tǒng)組成,計量系統(tǒng)之間通過局域網(wǎng)進行通訊。設置能源管理中心,將各用能節(jié)點安裝的能源計量數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)傳至數(shù)據(jù)中心,軟件可依據(jù)不同權(quán)限訪問中心服務器,實時查看能耗情況。系統(tǒng)管理平臺軟件采用C/S結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)完整的管理、操作功能,對客戶端的用戶,在通過多種授權(quán)驗證后,同樣提供查詢、數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示、管理、監(jiān)控等功能。

4 設備選型

※ 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: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(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(guān)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(gòu)

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(guān)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(gòu)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(jié)構(gòu),如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示:中美信托金融大廈(總體)建筑能耗管理系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù);第三方遠傳水表共112個,通訊協(xié)議,通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議。

6 系統(tǒng)軟件模塊

綜合能耗展示

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)登陸成功進入主頁面,主頁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(jù)所選的建筑,對其建筑圖片進行加載,可以選擇時間查看建筑能耗情況,選擇建筑或時間后自動刷新,默認為當天。

支路能耗概況

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況,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;以柱狀圖顯示過去48小時、31天、12個月、3年的能耗情況;以曲線圖顯示15分鐘的負荷用能走勢(電表顯示功率曲線,流量表顯示流速曲線),并顯示當前值、15分鐘內(nèi)的峰值。

支路用能

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計各支路某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路,點擊‘加載數(shù)據(jù)’查看各支路用能趨勢,可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進行查詢,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(tǒng)可以按照分項進行能耗統(tǒng)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去31天的用能占比;堆積圖顯示各分項過去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的支路。

分項用能

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計各分項某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路,‘加載數(shù)據(jù)’查看分項中各支路用能趨勢,可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進行查詢。這里的支路都是通過基礎數(shù)據(jù)中分類分項的配置而來,默認查詢的是當月的能耗。

能耗數(shù)據(jù)同比環(huán)比分析

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可將各種類型(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行同比環(huán)比分析,檢驗節(jié)能效果,根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績效考核,以及節(jié)能目標的修正。

圖表導出

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可將分析的結(jié)果、繪制的圖、表導出到Excel中。

用戶管理

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)用戶權(quán)限管理采用分級模式,為系統(tǒng)管理員、后勤管理人員、設備維護人員三級,并對所有操作自動進行帶時標事件記錄,可建立良好的反事故措施。

為了使實時系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行,整個系統(tǒng)提供可靠的安全保護措施,所有的系統(tǒng)操作員能夠根據(jù)權(quán)限大小賦予某特性,這些特性規(guī)定了各個操作員對系統(tǒng)及各種活動的適用范圍,如用戶名,口令字,操作權(quán)限及操作范圍等特性。

※ 配置選項

依照相關(guān)技術(shù)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)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(tǒng)一分析。

◆ 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。

◆ 選擇節(jié)能設備(節(jié)能燈、變頻器、熱量回收裝置)。

◆ 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。

◆ 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,展現(xiàn)節(jié)能效果。

8 結(jié)束語

大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,但總能耗卻占全國城鎮(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)能主要對象,做好中美信托金融大廈的節(jié)能工作,對帶動節(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(shù)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(shù)規(guī)范》

審核編輯 黃宇