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簡析寧波鄞州藍(lán)青小學(xué)工程 能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

瀏覽次數(shù):920更新時(shí)間:2021-11-01

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801 

【摘要】:針對學(xué)校建筑能耗高且能源管理不合理的問題,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)量控制技術(shù)等信息化技術(shù),實(shí)現(xiàn)能源資源分類分項(xiàng)計(jì)量和能源資源運(yùn)行監(jiān)管功能,清晰描述建筑內(nèi)總的用能現(xiàn)狀;實(shí)時(shí)監(jiān)測各供電回路的電壓、電流和功率等電力參數(shù),識別負(fù)荷與無效能耗,從而可通過技術(shù)或行為節(jié)能方式,實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。

1   項(xiàng)目概述

??寧波市鄞州藍(lán)青小學(xué)是寧波日報(bào)報(bào)業(yè)集團(tuán)、寧波天工實(shí)業(yè)和鄞州中學(xué)一起創(chuàng)辦的全日制小學(xué),是一所由鄞州區(qū)教育局直管的民辦學(xué)校。學(xué)校占地面積約90畝,東臨甬新河,西靠天工路,北至首南東路,總投資3億元左右。學(xué)校建筑面積約5.4萬㎡,毗鄰天宮莊園,環(huán)境優(yōu)美。

2  能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

??整個(gè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以《辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》、《浙江省辦公建筑和大型公共建筑用電分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則為基礎(chǔ),建設(shè)符合用戶實(shí)際需求的能耗在線監(jiān)測系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)完成了建筑內(nèi)部能耗計(jì)量儀表和能耗數(shù)據(jù)采集裝置的安裝,實(shí)現(xiàn)從建筑采集能耗數(shù)據(jù),遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與展示的功能。整個(gè)系統(tǒng)包括能耗數(shù)據(jù)的原始采集、能耗數(shù)據(jù)的在線傳輸、能耗數(shù)據(jù)的在線分析診斷等,通過能耗計(jì)量裝置的安裝,實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的原始采集;通過通訊管理機(jī)的安裝,實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的在線傳輸;通過能耗數(shù)據(jù)的采集存數(shù),形成可視化趨勢,確定較高能耗范圍 診斷形成高耗原因;通過后期的配置節(jié)能節(jié)電產(chǎn)品 改進(jìn)運(yùn)營管理模式,進(jìn)行節(jié)能降耗;通過節(jié)能降耗前后數(shù)據(jù)對比,查看節(jié)能降耗實(shí)施效果。

2.1 能耗數(shù)據(jù)的原始采集

??能耗數(shù)據(jù)的原始采集是整個(gè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ),是整個(gè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本構(gòu)成元素,指依據(jù)辦公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源種類的劃分,建筑能耗應(yīng)包括耗電量,耗水量,耗氣量,集中供熱耗熱量,集中供冷耗冷量和其他能源消耗量,分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)是指分類能耗數(shù)據(jù)中的一類或多類再細(xì)分為若干項(xiàng)。如電能又可以分為4類分項(xiàng),插座照明用電,空調(diào)用電,特殊用電和動(dòng)力用電,且每一個(gè)分項(xiàng)又可再分為若干子項(xiàng)。插座照明用電包括了建筑內(nèi)部主要工作區(qū)域照明,普通設(shè)備用電等。可細(xì)分為插座照明用電,應(yīng)急照明及走廊用電,室外照明用電三個(gè)子項(xiàng)。空調(diào)用電主要是指為建筑內(nèi)部提供制冷和制熱所消耗的電能,其也包括兩個(gè)子項(xiàng),冷熱站電能使用和空調(diào)末端電能使用。動(dòng)力用電是為建筑內(nèi)提供動(dòng)力服務(wù)使用的電能,包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電三個(gè)子項(xiàng)。這些分類分項(xiàng)數(shù)據(jù)要在采集器內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ),并定時(shí)與數(shù)據(jù)中心建立連接發(fā)送原始數(shù)據(jù)。本建筑中,涉及到的能耗信息主要包括耗電量,按照分類、分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,本建筑中用電計(jì)量采用多功能電度表,在各樓層照明配電箱、空調(diào)配電箱、動(dòng)力配電箱以及其他特殊用電配電箱安裝多功能電表,實(shí)現(xiàn)電能的分項(xiàng)采集。

??多功能電表采用交流采樣技術(shù),能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù),可通過面板薄膜開關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口,采用Modbus-RTU通信協(xié)議,所有多功能電表有功電度計(jì)量精度達(dá)到0.5級,

2.2 數(shù)據(jù)傳輸

??數(shù)據(jù)傳輸是指原始分類分項(xiàng)數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)采集器通過InternetGPRS等遠(yuǎn)程通訊方式將能耗原始數(shù)據(jù)從有離散分布的建筑群上傳到數(shù)據(jù)中心,并將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,完成原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過程。在該過程中,數(shù)據(jù)采集器將定時(shí)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加,形成可擴(kuò)展標(biāo)示語言(XML)格式的數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)包中不僅包含需要上傳的數(shù)據(jù)還包括對應(yīng)的建筑信息和采集器信息等。采集器還要對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進(jìn)行加密處理,一般采用128aes加密處理以保證數(shù)據(jù)的可靠并進(jìn)行上傳工作。整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)包括現(xiàn)場計(jì)量采集裝置與采集器之間的485網(wǎng)絡(luò)以及采集器與數(shù)據(jù)中心之間以太網(wǎng),現(xiàn)場計(jì)量采集裝置與采集器之間通過RS-485的總線方式,實(shí)現(xiàn)計(jì)量采集裝的手拉手式的連接,接入采集器,每路485總線連接計(jì)量采集裝置的數(shù)量在20只左右;采集器與數(shù)據(jù)中心之間通過建筑內(nèi)部智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳傳輸,整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示:

 

2.3 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

能耗綜合主界面

??通過綜合能耗主界面可以反映學(xué)校當(dāng)年用能各分類能耗和折算為標(biāo)準(zhǔn)煤的綜合能耗,并計(jì)算單位面積能耗。

分項(xiàng)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

??將電耗進(jìn)行逐時(shí)、逐日、逐月、逐年統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用餅圖、柱狀圖、線圖、區(qū)域圖等各種圖形展示方式,直觀反映各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。

用電支路趨勢分析

??統(tǒng)計(jì)各區(qū)域、各設(shè)備電能消耗,準(zhǔn)確定位用電消耗回路,制定節(jié)能績效考核制度,推動(dòng)節(jié)能降耗的執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案,長期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的能效分析評估結(jié)果,結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄,為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。

能耗數(shù)據(jù)同環(huán)比分析

??將各種類型和各主要耗能設(shè)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(yàn)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(biāo)的修正。

能耗數(shù)據(jù)分時(shí)統(tǒng)計(jì)

??將能源類型、負(fù)載類型、區(qū)域能耗按照時(shí)間區(qū)分,按時(shí)、天、月、年、工作日、非工作日等對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,掌握能源具體消耗情況。可將每天用能按時(shí)段設(shè)置峰、平、谷,統(tǒng)計(jì)各時(shí)段能耗,降低閑時(shí)能耗。

電能數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警

??通過高精度智能儀表以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化全實(shí)時(shí)、高密度的實(shí)時(shí)用能監(jiān)測,減少用能的“跑、冒、滴、漏"和計(jì)量誤差。實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場儀表的回傳數(shù)據(jù),對電能進(jìn)行合理的管控和預(yù)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的用電異常,隨時(shí)處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值,超標(biāo)時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。

3、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的意義

??建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)多層次,多功能,跨區(qū)域,可雙向交換信息的復(fù)雜系統(tǒng)。通過搭建這樣的能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測建筑的能耗使用情況,通過能耗數(shù)據(jù)的分類分項(xiàng)計(jì)算,數(shù)據(jù)的分時(shí)統(tǒng)計(jì),公共展示平臺(tái)等,能促使辦公建筑和大型公共建筑提高節(jié)能運(yùn)行管理水平,為制定切實(shí)的政策和決策提供參考和有力的支持,并過能源綜合管理系統(tǒng)軟件對各電能計(jì)量點(diǎn)的用電量實(shí)施在線計(jì)量、動(dòng)態(tài)監(jiān)測、集中管理、科學(xué)考核,通過的末端監(jiān)控管理,綜合性地實(shí)現(xiàn)整體節(jié)能,為高能耗建筑的進(jìn)一步節(jié)能改造提供依據(jù)。


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