王海芹
（安科瑞電氣股份有限公司，上海市 201801）

摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能，做好公共建筑節能工作，對和帶動(dòng)全社會(huì )節能工作，實(shí)現節能減排目標，落實(shí)“轉方式、調結構"重大戰略具有重要意義。本文介紹東方萬(wàn)企業(yè)綜合建筑，采用智能電力儀表采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗監測系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；辦公樓；能耗監測系統；

1 引言

    目前，我已經(jīng)是世界上的大能源生產(chǎn)和消費，統計顯示，我建筑能耗約占全總能耗的28%，在我每年新建的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，具有巨大的節能空間，建筑節能的推廣已經(jīng)勢在必行，節能降耗，計量先行。

    相關(guān)地方規范要求“建筑能耗監測系統應作為新建建筑設備設施系統的組成部分，列入建設規劃；核工院三期工程屬于大型公共建筑辦公樓，上海能耗監測設計依據主要是《DGJ68-2068-2012》公共建筑用能監測工程技術(shù)規范。

2 設計依據

    建筑能耗監測系統依照住房和城鄉建設部制定的《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統》設計和開(kāi)發(fā)，設計依據充分、標準完善。

    a.住房和城鄉建設部技術(shù)要求

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術(shù)導則》

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術(shù)導則》

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術(shù)導則》

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統數據中心建設與維護技術(shù)導則》

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設、驗收與運行管理規范》

《辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)》

    b.各省市建筑用能監測工程技術(shù)方案

DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監測系統工程技術(shù)規范》

DBJ/T13-158-2012《福建省公共建筑能耗監測系統技術(shù)規范》

    c.能耗計量裝置及行業(yè)標準

DL/T 645-1997       多功能電能表通信規約

DL/T 645-2007       多功能電能表通信規約

CJ/T 188-2004       戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008   基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范

3 項目概況

    東方萬(wàn)企業(yè)中心項目占地面積：總用地約95530平方米，位于上海市浦東新區新金橋路1599號。本工程共包括標準廠(chǎng)房8幢、綜合辦公樓2幢和10KV 開(kāi)關(guān)站2幢，另有部分配套展示用房，建筑面積為49352.07平方米，總建筑面積284340.98平方米。

    該建設項目含建筑單體E1#、E2#（二類(lèi)高層辦公建筑）;A1#、A2#、B1#、B2#、B3#、C1#、C2#、D#（標準廠(chǎng)房為丙類(lèi)高層廠(chǎng)房）；E1#（為多層丙類(lèi)廠(chǎng)房）；E2#（地下車(chē)庫及區內配套服務(wù)用房為一類(lèi)停車(chē)庫）。玻璃幕墻面積為66500m2。

    其中A1#、A2#標準廠(chǎng)房及E1#、E2#辦公樓建筑總層為12層，建筑高度為50m，層高為3.9m；B2#、C1#、C2#標準廠(chǎng)房建筑總層為11層，建筑高度為49.65m，層高為4.1m；B1#、B3#、D#標準廠(chǎng)房建筑總層為10層，建筑高度為49.90m，層高為4.1m；E3#標準廠(chǎng)房建筑總層為2層，建筑高度為10.35m。

    該項目的用表情況如下：

4 設備選型

    a.多功能網(wǎng)絡(luò )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(xiàn)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

    b.數據采集的功能

    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(lèi)、分項能耗的關(guān)系進(jìn)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(chēng)、配置位置等基本屬性；

    3 能在線(xiàn)監測系統內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 能靈活設置系統內各采集設備數據數據采集周期。不宜大于15min。

5 系統架構

    安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監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控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構，如系統結構圖1所示：東方萬(wàn)企業(yè)中心項目能耗系統站控管理層及網(wǎng)絡(luò )通訊層?，F場(chǎng)總共有12個(gè)配電房，在每個(gè)配電房?jì)榷寂溆型ㄓ嵅杉?，通訊采集箱內設有環(huán)網(wǎng)交換機及通訊管理機，進(jìn)行數據交換。

系統結構圖1

    該建設項目含建筑單體E1#、E2#（二類(lèi)高層辦公建筑）;A1#、A2#、B1#、B2#、B3#、C1#、C2#、D#（標準廠(chǎng)房為丙類(lèi)高層廠(chǎng)房）；E1#（為多層丙類(lèi)廠(chǎng)房）；E2#（地下車(chē)庫及區內配套服務(wù)用房為一類(lèi)停車(chē)庫）。如系統結構圖2所示：為東方萬(wàn)企業(yè)中心項目能耗管理系統現場(chǎng)一臺采集箱下端現場(chǎng)設備層（詳見(jiàn)通訊管理機1下端設備）。配電房?jì)鹊碾娏x表直接以總線(xiàn)連接的方式連接至該配電房?jì)韧ㄓ嵐芾頇C1上，水泵房、冷凍機房3和冷凍機房4內的水表、能量表、煤氣表均通過(guò)總線(xiàn)的方式連接至通訊管理機1上，進(jìn)行數據整合上傳；其中每根總線(xiàn)上儀表連接的數量<=32臺，以保障數據傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性；然后通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)的方式上傳至E1#樓一層監控中心。

系統結構圖2

6 系統軟件模塊

    a.綜合能耗主界面

    反映建筑物當年用能各分類(lèi)能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；

    建筑物中的能耗分類(lèi)雖然較多，但是能通過(guò)表計計量的主要有電、水、氣、可再生能源，界面下方顯示這四類(lèi)能耗的當日逐時(shí)用能曲線(xiàn)；單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區域，可跳轉到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面；

    可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據項目要求替換；

    b.分類(lèi)能耗主界面

    反映某分類(lèi)能耗（例如電）當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比，增長(cháng)百分比及增加值；

    反映某分類(lèi)能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢；

    反映某分項能耗的當月用能餅圖；

    反映某分類(lèi)能耗當年各月用能同比分析圖；

    c.分類(lèi)能耗支路用能統計報表

    可靈活選擇支路，并統計某段時(shí)間內支路用能的日、月、周、季、年用能；

    通過(guò)透視表功能強大，用戶(hù)可進(jìn)行多種數據統計，并對數據進(jìn)行組合排序；

    統計數據可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線(xiàn)圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

    統計數據可導出至Excel；

    d.分類(lèi)能耗支路分時(shí)段用能統計

   可對各支路分時(shí)段（尖、峰、平、谷）用能進(jìn)行統計；

    通過(guò)在基礎數據中設置各分時(shí)段（尖、峰、平、谷）用能單價(jià)，可統計分時(shí)段用能的金額；

    此項功能需配合使用帶有復費率功能的電力儀表；

    統計數據可導出至Excel；

    e.分類(lèi)能耗支路非工作日用能

    統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統靈活設置

    統計數據可導出至Excel；

    f.分類(lèi)能耗支路同比分析

    統計各支路當年每月用能及去年同期用能；

    g.分類(lèi)能耗支路用能集抄

    查詢(xún)各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計讀數，并計算出差值；

    時(shí)間精度到分鐘；

    h.分類(lèi)能耗支路分時(shí)段用能趨勢分析

    可查詢(xún)任一支路某段時(shí)間內的用能參數（例如電壓、電流、功率、功率因素、諧波等），具體可查詢(xún)的參數與安裝的儀表和系統配置有關(guān)，查詢(xún)時(shí)不可跨月；

    數據以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標操作放大、縮小、移動(dòng)；可對數據進(jìn)行排序（大值、小值）；

    數據可導出至Excel;

    i.分類(lèi)能耗支路用能集抄

    將當前支路與其下級支路的用能值進(jìn)行對比，計算出差值和相差百分比；

    當兩者相差百分比超出特定值時(shí)以醒目顏色提示；

    此項功能主要是為了保證能耗計量體系的完整、數據的核對；

    j.部門(mén)用能績(jì)效考核

    在系統中設置每個(gè)部門(mén)的用能計劃值，并與實(shí)際值進(jìn)行比較

    k.分項、區域、部門(mén)用能界面

    l.配置選項

    依照相關(guān)技術(shù)規范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調面積、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(lèi)型、型號、生產(chǎn)廠(chǎng)家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時(shí)段用能統計、參數查詢(xún)功能；

    配置項目中使用到的所有計量?jì)x表，保存計量?jì)x表的地址、變比、對應的采集器、代碼、監測回路的名稱(chēng)等信息；

    配置分項能耗統計時(shí)涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類(lèi)能耗分項用能分析小模塊中的功能；

    配置各部門(mén)用能對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例以及部門(mén)用能計劃，完成此項配置后將啟用部門(mén)能耗分析功能模塊；

    配置建筑物中某用能區域對應的計量?jì)x表、運算方式、所占比例，完成此項配置后將啟用區域能耗分析功能模塊

7 前景展望

    根據東方萬(wàn)企業(yè)中心能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

a.建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時(shí)通過(guò)計量收費、績(jì)效考核等管理措施鞏固節能改造成果。

b.選擇節能設備（節能燈、變頻器、熱量回收裝置）。

c.再好的節能設備，管不住浪費也無(wú)法發(fā)揮節能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節能設備正在實(shí)現節能。

d.通過(guò)能耗監測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節能改造成果，大程度的展現節能效果。

8 結束語(yǔ)

    大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全城鎮總耗電量的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。公共建筑是節能大戶(hù)和節能，做好核工院三期公共建筑辦公大樓的節能工作，對和帶動(dòng)節能工作，實(shí)現節能減排目標具有重要意義。

參考文獻：

[1].住房和城鄉建設部技術(shù)要求

[2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監測系統工程技術(shù)規范》