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,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(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構"重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司綜合建筑,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,我國已經(jīng)是世界上的二大能源生產(chǎn)國和消費國,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)建設部技術要求
《國家機關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》
《國家機關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》
《國家機關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》
《國家機關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導則》
《國家機關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
廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司是一家專注于新釋藥系統(tǒng)研究開發(fā)和新制劑國際化的跨國制藥公司。Bostal由美國制劑專家、重大工程人才入選者劉榮博士于2013年7月創(chuàng)立,位于享有“南粵硅谷"之稱的廣州高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)(廣州科學城)內(nèi)。能耗監(jiān)測系統(tǒng)用于對廠房各分項、分類能耗的在線監(jiān)測。整個能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構由一個節(jié)能監(jiān)管中心、一個現(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,公司領導和后勤管理人員依據(jù)不同權限可訪問中心服務器,實時查看能耗情況。系統(tǒng)管理平臺軟件采用C/S結(jié)構,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: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
數(shù)據(jù)采集的功能
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;
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;
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;
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(jié)構,如系統(tǒng)結(jié)構圖1所示:廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層。現(xiàn)場總共有1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(jié)構圖1
該建設項目廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司低壓配電房內(nèi)安裝的79塊AMC系列智能電表,電表通訊協(xié)議為標準MODBUS-RTU協(xié)議,配置一臺8口智能網(wǎng)關采集電表數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)結(jié)構圖2
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(電能對應需量值)、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)的大值和小值。
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排名qian10位的支路。
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,操作權限及操作范圍等特性。
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)廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司能耗運行效果分析,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,很大程度的展現(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,做好廣州玻思韜控釋藥業(yè)有限公司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。