Acrel-5000能耗管理系统在武清体育中心项目的应用

安科瑞 华楠

摘要： 本文介绍安科瑞能耗监测系统在武清体育中心项目上的应用，系统采用智能电力仪表、远传水表采集各种用电、用水、的数据，通过能耗平台进行综合分析能耗的消耗过程及趋势，实现能源管理的可视化及可量化，为客户管理提供支持。
 

关键词：大型公共建筑；能耗监测系统；ACREL-5000; 建筑能耗管理系统。   

1 引言

2010年城乡建设部下发《关于切实加强政府办公和大型公共建筑节能管理工作的通知》，要求各地结合本地区的实际情况，深入推进国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测体系建设，抓紧建立健全政府办公建筑和公共建筑室温监控及空调系统节能运行管理体系，积极探索建立公共建筑节能运行管理激励制度。要求继续深入做好国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗统计、能源审计及能效公示等工作，并在此基础上选择重要建筑安装用能分项计量装置，推进能耗监测平台建设。   

2 设计依据

本技术规范书引用的国家和行业标注如下：

ISO/IEC 11801 《国际综合布线标准》

GB 50052 《供配电系统设计规范》

GB 50054 《低压配电设计规范》

GB/T 50063 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

IEC 61587 《电子设备机械结构系列》

DL/T448 《电能计量装置技术管理规程》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》   

3 项目概况

武清体育中心是2017年全运会天津赛区兵乓球比赛主赛场，是武清区政府的重要工程，武清体育中心主要包括体育馆、热身馆、体育场、室内训练馆、全民健身馆和集训楼以及户外体育设施及其它附属设施，非赛事时间还将在专业队伍训练、大型文化演出、群众体育及健身活动、会展等方面发挥积极的作用。

本项目远传水表共计55台，多功能电表52台，多功能电表及水表通过RS485通信线接入网关。网关到后台是通过内部局域网进行数据传输。本项要解决的是基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的采集与存储,从而降低能源使用费用，为建立节约型社会发挥作用。   

4 系统架构

建筑能耗监测系统 以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，一般分为三层:站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

1)站控管理层

站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS 电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机:用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

打印机:系统召唤打印或自动打印图形、报表等。

UPS:保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。

2)网络通讯层

通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

通讯管理机:是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。

以太网设备:包括工业级以太网交换机。

通讯介质:系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。

3)现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着基层的数据采集任务，其监测的能耗数据要完整、准确并实时传送至数据中心。   

5 系统软件功能

5.1综合能耗主界面

主页面显示该建筑的建筑图片，建筑基本信息,建筑当月分项用电饼图和各种能源的消耗量。根据所选的建筑，对其建筑图片进行加载，可以选择时间查看建筑能耗情况，选择建筑或时间后自动刷新，默认为当天。

5.2支路用能

系统可以统计各支路某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系统可查看各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，并可以将支路用能显示合计，以图表形式显示。

5.3分项能耗统计  

  

  

系统可以按照分项进行能耗统计与显示。其中，日分项用能同比分析图显示不同分项的当日与昨日能耗柱状图（蓝色柱表示今日，绿色柱表示昨日）；用能饼图显示各分项过去31天的用能占比；堆积图显示各分项过去31天的能耗趋势；分项用能排名图显示被选中分项对应能耗值排名前10位的支路。
5.4分项用能报表

5.4分项用能报表

 

系统可以统计各分项某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分项中各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，统计数据可导出至Excel。 5.5能耗的同比环比分析

系统可将各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环比分析，检验节能效果，根据分析结果执行节能绩效考核，以及节能目标的修正。统计各支路当年每月用能及去年同期用能。

5.6用能数据检查

系统可以统计某段时间内各回路与下级支路的用能差值，超过一定百分比后醒目显示（红色区域），确保计量体系的完整性、准确性。

5.7配置选项

依照相关技术规范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等，其中建筑面积等信息将用能单位面积能耗分析；

配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型仪表所能提供的监测参数信息，此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能；

配置项目中使用到的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息；

配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息，可根据项目情况灵活配置，此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能；

配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划，完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块；

配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例，完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块   

6 前景展望

根据防化学院阅兵村项目能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型，统一分析。

6.1对采集数据存储，并形成可视化图表：系统采集数据后存储到数据库，系统可满足报表查询及导出，并且系统可由柱状图等形式展现能耗趋势，给客户更好的体验。

6.2诊断出高能耗点：管理人员可通过系统采集数据，正对性的对各个回路同比及环比分析，通过一阶段分析可找出高能耗点。

6.3通过能耗分析改进管理运营模式：针对高能耗点，针对性的改进管理运行如：在下班期间通知各个部门关灯、关机器，同时列入绩效考核；如发现白天空调温度不符合规定不按规定时间开关空调等情况，追究公司人员的责任等。通过能耗数据可减低公司运营成本提高利润。   

7结束语

能耗管理系统通过对用户端电、水、气、热(冷)量等所有能耗的集中采集与分析，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，能耗监测系统的意义，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。系统功能按日月年份统计能源消耗量并以曲线图形展现，能耗量的同比、环比分析，便于判断用能走势。在建设能耗管理系统后，不但能减轻工作人员的工作负担，提供工作效率对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。