能耗在線(xiàn)監測系統在江陰港口集團辦公樓中的應用

鞠寧¹，王曉明²

（1.江蘇江陰港港口集團股份有限公司，江蘇江陰 214433

2.安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801）

摘要：介紹了江陰港港口集團有限公司新建辦公樓能耗在線(xiàn)監測系統的系統結構、數據采集及系統軟件的功能實(shí)現。通過(guò)對各辦公室空調、照明與插座用電進(jìn)行分析處理，把分析處理結果通過(guò)表格、圖片等方式進(jìn)行公布。企業(yè)管理人員可通過(guò)該系統平臺，建立健全企業(yè)節能管理制度，約束各用能單位的能源消耗，提高企業(yè)辦公的運行能效。

關(guān)鍵字：辦公節能；用能管理；能耗監測；港口； 數據采集

0 引言

    能源消耗是企業(yè)生產(chǎn)成本中重要的可控部分，降低能源消耗是企業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要途徑。隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，節能技術(shù)和裝備如鍋爐窯爐、電機及拖動(dòng)設備、余熱余壓利用裝備、節能儀器設備等已廣泛應用于企業(yè)生產(chǎn)工序的各個(gè)環(huán)節。生產(chǎn)型企業(yè)的辦公管理能源消耗量（主要為耗電量）也是其能源消耗的重要組成部分，但因其占能源消耗總量的比重不大，在企業(yè)節能改造實(shí)施過(guò)程中往往被忽略。如果在企業(yè)辦公建筑中建立能源監管體系，通過(guò)計算機等輔助手段將能耗分類(lèi)計量，就可發(fā)現高能耗點(diǎn)和不必要的能耗消耗量，在此基礎上加強用能考核管理，往往可以起到事半功倍的效果。

    本文結合江陰港港口集團股份有限公司5號碼頭新建辦公樓能耗（電能）在線(xiàn)監測系統，對生產(chǎn)型企業(yè)如何建立有效的辦公管理用能監測進(jìn)行了詳細介紹。

1 配電情況及建設目標

    江陰港港口集團股份有限公司5號碼頭新建辦公樓為三層辦公樓，該樓電源總進(jìn)線(xiàn)由碼頭5#變電所0.4kV配出回路引入至總配電箱?？偱潆娤湮挥谝粯蔷W(wǎng)絡(luò )機房外間，設總開(kāi)關(guān)、各樓層總開(kāi)關(guān)，再采用放射式與干狀式混合的配電模式將電源引至各辦公室。各辦公室均設單獨的P30配電箱，為便于電能的消耗分類(lèi)，電源引入各辦公室后分配為空調用電和照明插座用電。如下圖所示為該辦公樓三樓各辦公室的分布示意：

圖1 辦公樓三樓各辦公室分布示意

    系統建設方和承建方經(jīng)充分討論，認為該能耗在線(xiàn)監測系統應實(shí)現如下目標：

    1.各辦公室的用電按空調用電、照明插座用電分別計量，實(shí)現能耗波動(dòng)幅度跟蹤，實(shí)現能耗的準確預測；

    2.將各辦公室用電按部門(mén)進(jìn)行匯總統計，并以幫圖、曲線(xiàn)等多種形式展示，實(shí)現能耗監測，避免不合理能耗；

    3.可建立用電值，對超額用電或非正常用電等起到提示作用，實(shí)現能耗標準化管理，形成具有推廣性的標準規范；

    4.系統建成后能于局域網(wǎng)內電腦查看該系統的展示數據；實(shí)現能耗量化分析、能耗管理流程化和精細化管理，節能效果評估，實(shí)現對節能改造措施的管理；

2 系統組網(wǎng)結構設計實(shí)現

    依據新建辦公樓的配電情況和辦公室分布情況，能耗在線(xiàn)監測系統建設采用分層分布式結構，系統包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)設備層。系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示：

圖2 系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

    管理測控層是針對系統的使用和維護人員的人機交互窗口，也是系統的上層部分。在該能耗在線(xiàn)監測系統的建設中，配置了數據服務(wù)器用以采集、存儲與處理各回路耗電信息、Web服務(wù)器將友好的人機界面通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)展示給使用者，并設置了用于系統日常維護的工程師工作站；

    通訊控制層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉換器件及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等組成，是數據信息交換的橋梁。在該項目方案中通訊控制層配置1臺8端口數據采集器，考慮到通訊可靠性及防雷等因素，配置串口隔離設備。1～3樓層按東西側分別引一根RS485總線(xiàn)，連接位于各辦公室的單相計量表計至串口服務(wù)器，通訊總線(xiàn)采用屏蔽雙絞線(xiàn)（RVSP2×0.75），穿Φ25管沿墻壁鋪設至各房間；

    現場(chǎng)設備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò )中用于電參量采集測量的各類(lèi)型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。為建立用電分項計量體系，在本項目方案設計時(shí)即為每個(gè)辦公室的P30箱內安裝兩只單相一次接入導軌式電能計量表，分別計量該辦公室的空調用電和照明插座用電?；谠撛O計方案，辦公樓1樓層16個(gè)辦公室配置32只單相計量表計、2樓層17個(gè)辦公室（含會(huì )議室）配置34只單相計量表計、3樓層17個(gè)辦公室（含會(huì )議室）配置34只單相計量表計、總配電箱配置4只三箱計量表計。

3系統功能設計實(shí)現

    能耗在線(xiàn)監測系統圍繞系統建設目標，設計了以下軟件功能：

    1.用電回路清晰的計量體系結構

    江陰港港口集團辦公樓共有三層，能耗系統在辦公樓總進(jìn)線(xiàn)、各樓層、各辦公室分別安裝了兩個(gè)電能表，分別用來(lái)計量空調用電和照明插座用電，結合 4只用電總表，整個(gè)系統共設置了104個(gè)計量點(diǎn)，建立了覆蓋整個(gè)辦公樓的用電計量體系。系統軟件中建立了計量體系展示功能，如圖3所示，系統使用人員通過(guò)該功能界面可一目了然的了解該辦公樓的配電層次分級情況；

圖3 計量體系展示

    2.電能管理ERP

    系統管理或維護人員還可以通過(guò)用電回路信息維護功能配置用電支路的名稱(chēng)、用電類(lèi)型（空調用電、照明插座用電）、所屬部門(mén)、電能表類(lèi)型等信息，該功能使得系統可以對各用電回路的用電量自動(dòng)按部門(mén)進(jìn)行統計，可對管理用電按部門(mén)劃分，建立類(lèi)似于財務(wù)ERP的電能管理ERP分配功能。該功能便于辦公室所屬部門(mén)的變更等信息變化時(shí)系統的維護工作。配置界面如圖4所示；

圖4用電回路信息維護

    3.用電展示與能耗排序

    系統主界面可直觀(guān)的以數據和棒圖形式顯示該辦公樓當月用電、上月用電、當年用電、上年同期用電電能消耗總量、當月每日空調耗電量結合氣溫變化的趨勢、當月照明插座耗電量的平均值與變化對比趨勢、各部門(mén)當月耗電量的情況，企業(yè)節能辦或企業(yè)管理人員通過(guò)該界面可直觀(guān)了解企業(yè)用電消耗概況。如圖5所示；

圖5 系統展示畫(huà)面

    4.節能潛力挖掘——非工作時(shí)段用電分析

    該電能管理系統軟件具備逐日顯示各回路的用電情況的功能，并且將非工作日用電以藍色柱體區別顯示，并標定日耗電平均值線(xiàn)，如某日用電明顯高于平時(shí)正常用電，則可通過(guò)系統的用電回路逐時(shí)分析查找耗電點(diǎn)，進(jìn)行必要整改，防止非正常耗電情況的發(fā)生。如圖6回路逐日用電棒圖趨勢和圖7某回路逐時(shí)用電分析趨勢；

圖6回路逐日用電棒圖趨勢

圖7 某回路逐時(shí)用電分析趨勢

    5.分時(shí)段電能管理

    電能管理系統可根據供電局電費標準于軟件中設置峰、平、谷的時(shí)段和費率，也可根據客戶(hù)的實(shí)際情況設置工作和非工作時(shí)間段，通過(guò)能耗系統可以找到各回路非工作時(shí)間的不合理用電，通過(guò)獎懲措施使員工養成下班后及時(shí)關(guān)閉用電設備的習慣，如圖8 峰、平、谷時(shí)段耗電展示；

圖8峰、平、谷時(shí)段耗電展示

    6.建立績(jì)效考核措施

    辦公樓主要用于行政辦公，系統根據客戶(hù)要求將各個(gè)辦公室劃分到每個(gè)部門(mén)，系統自動(dòng)完成部門(mén)用能的統計與分析，并可于系統信息維護中錄入部門(mén)人員數量、各部門(mén)建筑面積等信息，并按綜合耗電量、人均耗電量、單位面積耗電量進(jìn)行綜合分析，并可對各部門(mén)、辦公室進(jìn)行耗電*信息錄入，當耗電量接近或高于限值時(shí)，自動(dòng)彈出提示信息，如圖9為部門(mén)綜合耗電量排行；

圖9 部門(mén)綜合耗電量排行

    7.用電量統計報表

    系統軟件自動(dòng)采集并按部門(mén)生成用電量月報表，該報表可提交財務(wù)或自動(dòng)轉入財務(wù)ERP系統，便于各部門(mén)的獨立核算，如圖10用電量月報表；

圖10 用電量月報表

    用能管理考核單位通過(guò)以上軟件功能的實(shí)現，合理的制定了各部門(mén)的用電值，并將用電量以財務(wù)數據反饋至各部門(mén)，建立了有效的用能管理考核制度。通過(guò)系統的建設和制度的建立，使企業(yè)管理辦公人員節能意識大大提高，有效的節約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

4結束語(yǔ)

    企業(yè)管理辦公能耗在線(xiàn)監測系統的設計主要是結合信息技術(shù)建立一套符合用戶(hù)實(shí)際需求的計算機輔助管理軟件，系統軟件通過(guò)數據實(shí)時(shí)采集與自動(dòng)存儲，得到用電過(guò)程的原始數據；通過(guò)功能設計與實(shí)現，對數據的化與整合，并以友好直觀(guān)的人機界面展示給企業(yè)管理人員，對其用電管理模式的改進(jìn)提供數據支撐，建立用電考核機制，從而實(shí)現辦公用電的科學(xué)化管理。

 參考文獻：

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文章來(lái)源：《自動(dòng)化博覽》 2014年1月 *期