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安科瑞 王蒙蒙
0 引言
雖然我已經(jīng)出現一批在創(chuàng )建節約型校園方面*示范的高等學(xué)校，但是2015年版建筑節能年度發(fā)展報告顯示，我各類(lèi)高等學(xué)校平均單位建筑耗電量達43kWh/m2，根據報告數據，80%以上高等學(xué)校沒(méi)有裝設校園能耗監測系統，學(xué)校建筑能耗情況缺乏有效的管理，能源消耗情況混亂。
為了推動(dòng)全社會(huì )節約能源，提高能源利用效率，保護和改善環(huán)境，加快建設節約型社會(huì )，促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )全面協(xié)調可持續發(fā)展，發(fā)改委、住建部、工信部以及各地方政府相關(guān)部門(mén)相繼制定了針對行業(yè)能源消耗統計和節能工作的指導性文件，如《辦公建筑和大型公共建筑能耗檢測系統技術(shù)導則》、《關(guān)于做好工業(yè)電力需求側管理工作的指導意見(jiàn)》等。安科瑞以自身產(chǎn)品為依托，結合行業(yè)標準和規范，提供了企業(yè)內部Acrel3000電能集抄管理系統、Acrel3100預付費售電管理系統、Acrel5000能耗監測管理系統等一系列針對智能電網(wǎng)電力需求側完善的電能管理系統解決方案，為用戶(hù)梳理用能走向，構建能源計量體系。
1 校園能耗管理系統介紹
1.1電能能耗管理的概念
校園建筑的主要能耗是電力，但是目前供電部門(mén)只在校園各建筑高壓10kV 側安裝了兩塊用于收費的電能數據表，師生只了解每棟建筑分月電耗情況，對于各建筑電耗浪費在哪里、哪里有節能潛力卻無(wú)從知曉。這種情況下，安裝校園電能分項計量系統是十分有必要的。
電能分項計量是指將建筑內各終端電耗設備按用電屬性進(jìn)行分類(lèi)，并進(jìn)行數據采集和分析整理的技術(shù)。從用能特點(diǎn)和性質(zhì)上分，校園建筑的分項能耗通常包括空調系統能耗、照明能耗、插座或辦公設備能耗、電梯能耗、信息中心或廚房等特殊功能區域能耗(圖1) 。分項計量技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)采集建筑能耗數據，還可通過(guò)詳細的分項計量，分析診斷各終端電耗設備運行狀況挖掘建筑節能潛力。本文以某校園為例，淺析Acrel5000能耗管理系統在校園中的應用。
圖 1 校園建筑電能分項計量結構圖
1. 2 現場(chǎng)裝表方案
根據原建筑的配電系統圖紙分析和現場(chǎng)調研結果，了解了該校園各配電支路末端實(shí)際負載情況，結合電表安裝規則，綜合確定電能分項計量的裝表方案。數據采集網(wǎng)關(guān)安裝在低壓配電室內，并配置標準導軌掛裝在配電房中，方便線(xiàn)路匯總接入校園網(wǎng)[1] 。實(shí)驗樓電能分項計量系統現場(chǎng)施工主要設備含：三相電表( 安科瑞 DTSD1352)，單相電表(安科瑞 DDSD1352)，電流型互感器(安科瑞 AKH-0.66) , 網(wǎng)關(guān)箱(1000*800*80), 四端口網(wǎng)絡(luò )模塊。
分項計量電表通過(guò)RS485 串行通訊端口接入到數據采集網(wǎng)關(guān)。每個(gè)數據采集網(wǎng)關(guān)提供多個(gè)半雙工RS485 端口，每個(gè)端口與一個(gè)分項計量電表連接，采用主-從方式進(jìn)行通訊。
1. 3 Acrel5000能耗系統方案設計
Acrel5000能耗統由現場(chǎng)數據采集系統、遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )、電能監測中心 3 部分組成。其中，現場(chǎng)數據采集系統由末端電能計量裝置和數據采集網(wǎng)關(guān)組成，構成建筑內部的監測傳輸網(wǎng)絡(luò )；遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )是指實(shí)現建筑現場(chǎng)計量裝置與遠程電能監測中心的數據通信網(wǎng)絡(luò )；電能監測中心由數據庫服務(wù)器、web 服務(wù)器等組成，完成能耗數據的動(dòng)態(tài)監測及分析處理工作。
圖2 能耗管理系統圖
2 能耗管理系統具體環(huán)節介紹
2.1 電能數據計量設備
針對集中安裝的應用場(chǎng)合，客戶(hù)不便于靠近儀表插卡充值，設計開(kāi)發(fā)了終端充值預付費售電管理系統。系統由主站軟件、讀卡器、充值終端及DDSY1352-NK、DTSY1352-NK內控型預付費電能表組成。充值終端接收卡內信息并將其通過(guò)485通信下發(fā)給儀表完成對儀表的充值。相當于將插卡式預付費電能表的讀卡部分轉移到集中安裝的電井外面方便客戶(hù)查詢(xún)充值。本系統適用于電能表集中安裝對業(yè)主不開(kāi)放、需要自助查詢(xún)；電能數據計量設備一般由帶有數字輸出接口的遠程傳輸型單相DDSD1352或三相電能表DTSD1352組成。該電表必須滿(mǎn)足DL/645 規約和RS485串行通信接口。為滿(mǎn)足對數據采集實(shí)時(shí)性的要求，每個(gè)計量電表都單獨使用一個(gè)串行端口， 即計量電表接入現場(chǎng)數據采集網(wǎng)關(guān)。
2.2 數據采集網(wǎng)關(guān)硬件設計
數據采集網(wǎng)關(guān)可以將采集數據處理轉化為能夠在以太網(wǎng)上傳遞的數據幀，再通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)蜂窩移動(dòng)網(wǎng)，將采集的電量經(jīng)校園網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)的分組數據域( GPRS)傳遞到遠端的數據采集服務(wù)器。
3 系統軟件設計
遠程預付費管理系統
1.Acrel3100預付費售電管理系統由系統軟件-通信管理機-預付費電能表組成，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )完成系統到表的充值、查詢(xún)、監控及遙控等功能，切可選配短信提醒服務(wù)。遠程充值可在售電方直接實(shí)現從后臺到儀表的充值，用戶(hù)無(wú)需重返儀表前插卡才能完成充值，充值方便快捷。
該功能主要是按操作員來(lái)查詢(xún)售電記錄，如下圖所示。選擇起止日期、填寫(xiě)需要查詢(xún)的儀表編號、用戶(hù)號、用戶(hù)名字和戶(hù)號，點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕即可查詢(xún)到相應的記錄。且該功能也支持導出打印操作。
報表中心提供了多個(gè)時(shí)間單位的各種統計數據，并能查詢(xún)、導出打印統計出的報表。數據中心主要分為實(shí)時(shí)報警記錄報表、日銷(xiāo)售報表、月銷(xiāo)售報表以及年銷(xiāo)售報表。
4系統功能
4.1Acrel 5000能耗管理平臺各子系統模塊
Acrel 5000能耗管理平臺將企業(yè)用能按電力供應，設備用電的供配電線(xiàn)路進(jìn)行梳理，進(jìn)行電能集抄，并結合配電領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)性對用電過(guò)程中諸如電能質(zhì)量、故障管理、用電安全、負荷管理進(jìn)行可視化設計，形成符合企業(yè)用能特點(diǎn)的定制化輔助工具。
4. 2區域用能管理
高校用能按區域劃分，靈活配置計量表具，系統可統計出日、周、月、年報表，并分析用能趨勢，Acrel 500能耗管理系統便于校方實(shí)時(shí)直觀(guān)掌握各區域電能消耗情況。
4.3部門(mén)用能管理
高?？山⒉块T(mén)用能定額，將部門(mén)實(shí)際用能與計劃值進(jìn)行比較，系統可反映出建筑物當日與昨日同期、當月與上月同期、當年與上年同期等各類(lèi)同環(huán)比分析對比情況。
4.4支路用能管理
能耗管理系統可以對建筑物各支路用能進(jìn)行遠程集抄，并可查詢(xún)儀表的各類(lèi)參數（電壓、電流等），并以圖形方式顯示；系統使用者可通過(guò)相關(guān)界面調取各節點(diǎn)的電能統計報表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。
5實(shí)驗樓節能效果評估
由圖5知該實(shí)驗樓夏日大電耗設備為樓內各分散空調。且由用電能耗曲線(xiàn)圖可知，晚 6 時(shí)下班后，部分分散空調由于人員疏忽繼續運行。負載較大的電梯白天空載較多。由于人員用能習慣不當和部分設備運行方式欠佳造成該實(shí)驗樓存在較大節能空間。由此，提醒該樓人員轉變不良用電習慣可達到一定節能效果。
按照設計方案，在該實(shí)驗樓低壓配電室安裝電能分項計量系統，完善上位機界面后，能實(shí)現用能實(shí)時(shí)監測、歷史查詢(xún)、統計分析、綜合管理等功能，從監測數據中糾正用能習慣缺陷，尋找能耗漏洞，掌握實(shí)時(shí)能耗分配情況，提高師生節能意識并促進(jìn)行為節能。
6結束語(yǔ)
本文提出并設計了校園某實(shí)驗樓用電分項計量系統的方案, 該方案能實(shí)現對實(shí)驗樓用電量分項定時(shí)采集和監測. 通過(guò)實(shí)驗樓用電能耗數據采集與實(shí)施監測的模擬實(shí)驗, 系統性能符合基本需求. 為進(jìn)一步搭建校園電能分項計量系統的標準化通用型平臺奠定了基礎.
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