通北路400號建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮(zhèn)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(jié)能大戶和節(jié)能，做好公共建筑節(jié)能工作，對和帶動全社會節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，落實“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹通北路400號辦公大樓，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。同時完成數(shù)據(jù)和直轄區(qū)能耗平臺對接。

關(guān)鍵詞：歷史建筑；大型公共建筑；辦公樓；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；

1、引言

  目前，我國已經(jīng)是世界上的大能源生產(chǎn)國和消費國，統(tǒng)計顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，在我國每年新建的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(jié)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(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經(jīng)勢在必行，節(jié)能降耗，計量先行。

  相關(guān)地方規(guī)范要求“建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)作為新建建筑設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)的組成部分，上海能耗監(jiān)測設(shè)計依據(jù)主要是《DGJ68-2068-2012》公共建筑用能監(jiān)測工程技術(shù)規(guī)范。

2、設(shè)計依據(jù)

  建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)依照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制定的《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)》設(shè)計和開發(fā)，設(shè)計依據(jù)充分、標(biāo)準完善。

a.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項計量設(shè)計安裝技術(shù)導(dǎo)則》

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護技術(shù)導(dǎo)則》

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、驗收與運行管理規(guī)范》

  《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》

b. 各省市建筑用能監(jiān)測工程技術(shù)方案

  DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

c.能耗計量裝置國家及行業(yè)標(biāo)準

  DL/T 645-1997       多功能電能表通信規(guī)約

  DL/T 645-2007       多功能電能表通信規(guī)約

  CJ/T 188-2004       戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件

  GB/T 19582-2008   基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

3、項目概況

  項目地址：上海市楊浦區(qū)通北路400號

  總建筑面積：37600平方米

  建筑詳情：通北路400號為梅林正廣和有限公司（原正廣和汽水廠），位于通北路400號，建于1935年，屬于工業(yè)建筑。原為正廣和汽水有限公司（1864年英商開設(shè)于提籃橋，1923年遷此）。公和洋行設(shè)計，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，1935年竣工。現(xiàn)代派風(fēng)格，清水紅磚墻，橫豎線條構(gòu)圖。原檐口有多重線腳。

4、設(shè)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：變電所饋線不低于0.5級、樓層動力柜出線回路不低于1.0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、樓層照明及插座用電、動力用電、空調(diào)用電及特殊用電。

  安裝方式：嵌入式

b.數(shù)據(jù)采集的功能

  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、分項能耗的關(guān)系進行設(shè)置；

  能靈活設(shè)置各計量裝置通信協(xié)議、通信通道以及計量裝置名稱、配置位置等基本屬性；

  能在線監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各計量裝置和傳輸設(shè)備的通信狀態(tài)，具故障報警提示功能；

  能靈活設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)各采集設(shè)備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集周期。不宜大于15min。

5、系統(tǒng)架構(gòu)

設(shè)計方案：

  在變電所設(shè)置1臺8口通訊采集器，將變電所內(nèi)同類型儀表通過485總線匯總后，將數(shù)據(jù)上傳至能耗監(jiān)測平臺。另通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳至區(qū)能耗管理平臺。

  注：每根總線連接儀表的數(shù)量不得大于32臺，以25臺以下為宜。

6、系統(tǒng)軟件模塊

綜合能耗主界面

  反映建筑物當(dāng)年用能各分類能耗和折算為標(biāo)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雖然較多，但是能通過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能耗的當(dāng)日逐時用能曲線；單擊每個分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)到該分類能耗的用能分析主界面；

  可通過下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據(jù)項目要求替換；

分類能耗主界面

  反映某分類能耗（例如電）當(dāng)日及昨日同期、當(dāng)月及上月同期、當(dāng)年及上年同期的用能及對比，增長百分比及增加值；

  反映某分類能耗過去48小時、過去31天、過去12個月、過去3年的用能趨勢；

  反映某分項能耗的當(dāng)月用能餅圖；

  反映某分類能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖；

分類能耗支路用能統(tǒng)計報表

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

  通過透視表功能強大，用戶可進行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并對數(shù)據(jù)進行組合排序；

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

分類能耗支路分時段用能統(tǒng)計

  可對各支路分時段（尖、峰、平、谷）用能進行統(tǒng)計；

  通過在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中設(shè)置各分時段（尖、峰、平、谷）用能單價，可統(tǒng)計分時段用能的金額；

  此項功能需配合使用帶有復(fù)費率功能的電力儀表；

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

分類能耗支路非工作日用能

  統(tǒng)計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統(tǒng)靈活設(shè)置

  統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；

分類能耗支路同比分析

  統(tǒng)計各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；

分類能耗支路用能集抄

  查詢各支路任意兩個時間的表計讀數(shù)，并計算出差值；

  時間精度到分鐘；

分類能耗支路分時段用能趨勢分析

  可查詢?nèi)我恢纺扯螘r間內(nèi)的用能參數(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因素、諧波等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關(guān)，查詢時不可跨月；

  數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過鼠標(biāo)操作放大、縮小、移動；可對數(shù)據(jù)進行排序（zui大值、zui小值）；

  數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

 分類能耗支路用能集抄

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

  當(dāng)兩者相差百分比超出特定值時以醒目顏色提示；

  此項功能主要是為了保證能耗計量體系的完整、數(shù)據(jù)的核對；

部門用能績效考核

  在系統(tǒng)中設(shè)置每個部門的用能計劃值，并與實際值進行比較

分項、區(qū)域、部門用能界面

配置選項

  依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調(diào)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型、型號、生產(chǎn)廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計、分時段用能統(tǒng)計、參數(shù)查詢功能；

  配置項目中使用到的所有計量儀表，保存計量儀表的地址、變比、對應(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測回路的名稱等信息；

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

  配置各部門用能對應(yīng)的計量儀表、運算方式、所占比例以及部門用能計劃，完成此項配置后將啟用部門能耗分析功能模塊；

  配置建筑物中某用能區(qū)域?qū)?yīng)的計量儀表、運算方式、所占比例，完成此項配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊

區(qū)平臺能耗數(shù)據(jù)上傳

  將數(shù)據(jù)上傳至區(qū)管理處能耗數(shù)據(jù)平臺，根據(jù)相關(guān)要求分類分項進行數(shù)據(jù)上傳，完成綠色建筑的評審，展現(xiàn)新時代綠色建筑的風(fēng)采。

7、前景展望

  根據(jù)通北路400號能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，后續(xù)工作再納入二期能耗統(tǒng)一分析。

(1)建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對性，同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。

(2)選擇節(jié)能設(shè)備（節(jié)能燈、變頻器、熱量回收裝置）。

(3)再好的節(jié)能設(shè)備，管不住浪費也無法發(fā)揮節(jié)能效果，通過增加自動化節(jié)能設(shè)備，制定設(shè)備運行策略，減少人為干預(yù)，集中管控，使節(jié)能設(shè)備正在實現(xiàn)節(jié)能。

(4) 通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，zui大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。

8、結(jié)束語

  大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮(zhèn)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(jié)能大戶和節(jié)能，做好通北路400號公共建筑辦公大樓的節(jié)能工作，對和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

參考文獻：

  [1].住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求

  [2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》