能源管理系統及電力監控系統在南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程的設計與應用

　　摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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，做好公共建筑節能工作，對促進和帶動全社會節能工作，實現節能減排目標，落實“轉方式、調結構”重大戰略具有重要意義。本文介紹南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監控系統及Acrel-5000能源管理系統實現配電回路用電監測、管理。

　　關鍵詞：南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程；智能電力儀表；Acrel-2000；Acrel-5000；電力監控系統；能源管理系統。

　　1 引言

　　相關地方規范要求“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；南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目屬于大型公共建筑，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規范。

　　為保證生產管理用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對項目現場的配電室中進線及出線回路進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。

　　本技術條件適用于南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目。供方產品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不僅于此，其技術性能應滿足對配電室數據監控的要求。

　　2 設計依據

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

　　《評價企業合理用電技術導則GB》

　　《企業節能規劃編制通則》

　　《企業能源審計技術通則-GB》

　　GBT23331-2009《能源管理體系要求》

　　GB-50052-2009 《供配電系統設計規范》

　　能耗計量裝參照標準

　　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

　　GB/T 19582-2008   基于Modbus協議的工業自動化網絡規范

　　3 項目概況

　　南寧鳳嶺綜合客運樞紐站位于鳳嶺北路北側，南寧鐵路東站南廣場東側，總占地面積為8.778萬平方米，總投資約9.72億元。本項目要解決基礎能耗數據的智能化、自動化、可視化、可量化的收集與存儲，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會發揮作用。

　　4 系統架構

　　Acrel-2000電力監控系統及Acrel-5000能源管理系統根據南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目現場實際情況組網，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至通訊管理機上，進而通過局域網將數據上傳至服務器上。

　　該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。其中南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目現場設備分布如下：配電室多功能儀表為安科瑞品牌AMC72L-E4，共428臺；樓層儀表為安科瑞品牌DTSD1352-FC，共379臺。

系統結構圖

　　5 能耗管理系統軟件模塊

　　5.1 綜合能耗主界面

　　反映建筑物當年用能各分類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雖然較多，本次工程采集電能，以下是當日逐時用能曲線；單擊每個分類能耗的上部區域，可跳轉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，建筑物圖片可根據項目要求替換；

　　5.2 分類能耗支路用能統計報表

　　可靈活選擇支路，并統計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；

　　通過透*表功能強大，用戶可進行多種數據統計，并對數據進行組合排序；

　　統計數據可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；

　　統計數據可導出至Excel；

　　5.3 分類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，非工作日可通過系統靈活設置

　　統計數據可導出至Excel；

　　分類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；

　　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，并計算出差值；時間精度到分鐘；

  5.4 分類能耗支路分時段用能趨勢分析

　　可查詢任一支路某段時間內的用能參數（例如電壓、電流、功率、功率因素等），具體可查詢的參數與安裝的儀表和系統配置有關，查詢時不可跨月；

　　數據以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過鼠標操作放大、縮小、移動；可對數據進行排序（大值、小值）；數據可導出至Excel;

　　5.5 配置選項

　　依照相關技術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型、型號、生產廠家等基本信息，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、分時段用能統計、參數查詢功能；

　　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、對應的采集器、代碼、監測回路的名稱等信息；

　　配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、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能耗分項用能分析小模塊中的功能；

　　配置各部門用能對應的計量儀表、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域對應的計量儀表、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

　　6 電力監控系統軟件模塊

　　變電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測變電所所有回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到變壓器出線側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所：

一次系統圖

　　遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態和負載進線監控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。

　　事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為值班人員提供依據并且分析事故發生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

　　參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程配電室進出線各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示：

電參數抄表

　　系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態示意圖。

通訊結構示意圖

　　7 前景展望

　　根據南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。在當今配電設施的應用中，項目的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程的應用，可以實現對配電室供配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示配電室內各配電回路的運行狀態，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業效益。

　　7.1 建立建筑能耗計量體系，把握建筑能耗，發現能耗黑幕，節能改造更有針對性，同時通過計量收費、績效考核等管理措施鞏固節能改造成果。

　　7.2 選擇節能設備（變頻器、熱量回收裝置）。

　　7.3  再好的節能設備，管不住浪費也無法發揮節能效果，通過增加自動化節能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節能設備正在實現節能。

　　7.4 通過能耗監測系統提供的同環比分析數據量化節能改造成果，很大程度的展現節能效果。

　　8 結束語

　　大型公共建筑總面積不足城鎮建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的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，做好南寧鳳嶺客運站交通樞紐工程項目的節能工作，對促進和帶動節能工作，實現節能減排目標具有重要意義。