能耗監(jiān)測系統(tǒng)在山東某市圖書館的設計與應用
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，做好公共建筑節(jié)能工作，對促進和帶動全社會節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，落實“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹山東某市圖書館綜合建筑，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的電能消耗數(shù)值。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)配電回路用電的實時監(jiān)控。
關鍵詞：大型公共建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；Acrel-5000。
1 引言
據(jù)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。
大力開展綠色建筑行動，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導城鄉(xiāng)建設，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務;有利于促進建筑產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產(chǎn)生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內(nèi)容，進一步增強責任感和緊迫感，統(tǒng)籌規(guī)劃，狠抓落實，推動城鄉(xiāng)建設走上綠色、循環(huán)、低碳的科學發(fā)展軌道，促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)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。
大力開展綠色建筑行動，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導城鄉(xiāng)建設，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務;有利于促進建筑產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產(chǎn)生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內(nèi)容，進一步增強責任感和緊迫感，統(tǒng)籌規(guī)劃，狠抓落實，推動城鄉(xiāng)建設走上綠色、循環(huán)、低碳的科學發(fā)展軌道，促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。
2 設計依據(jù)
GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導則》
《評價企業(yè)合理用電技術導則GB》
《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》
《企業(yè)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(tǒng)設計規(guī)范》
能耗計量裝置國家及行業(yè)標準
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)傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡規(guī)范
GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導則》
《評價企業(yè)合理用電技術導則GB》
《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》
《企業(yè)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(tǒng)設計規(guī)范》
能耗計量裝置國家及行業(yè)標準
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)傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡規(guī)范
3 項目概況
山東某市圖書館地上9層，地下1層，建筑高度44.96米，屬于二類高層建筑。地下室停車575輛，屬于III類車庫。
該項目配電箱里的安科瑞DTSD1352電能表均接入Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對電能消耗的情況進行監(jiān)管，隨時掌握能耗情況，提高節(jié)能意識。
山東某市圖書館地上9層，地下1層，建筑高度44.96米，屬于二類高層建筑。地下室停車575輛，屬于III類車庫。
該項目配電箱里的安科瑞DTSD1352電能表均接入Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對電能消耗的情況進行監(jiān)管，隨時掌握能耗情況，提高節(jié)能意識。
4 系統(tǒng)架構
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)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時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構，如系統(tǒng)結(jié)構圖所示：山東某市圖書館項目能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層。
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)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時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構，如系統(tǒng)結(jié)構圖所示：山東某市圖書館項目能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡通訊層。
系統(tǒng)結(jié)構圖
5 系統(tǒng)軟件模塊
5.1綜合能耗主界面
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；
通過表計計量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當日逐時用能曲線；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；
5.2分類能耗主界面
通過表計計量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當日逐時用能曲線；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；
5.2分類能耗主界面
反映某分類能耗（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月用能餅圖；
反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖；
5.3分類能耗支路用能統(tǒng)計報表
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月用能餅圖；
反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖；
5.3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)可導出至Excel；
5.4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)靈活設置
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統(tǒng)計各支路當年每月用能及去年同期用能；
5.6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；
5.7分類能耗支路分時段用能趨勢分析
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)可導出至Excel；
5.4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)靈活設置
統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統(tǒng)計各支路當年每月用能及去年同期用能；
5.6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；
5.7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、功率因數(shù)等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關，查詢時不可跨月；
數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過鼠標操作放大、縮小、移動；可對數(shù)據(jù)進行排序；
數(shù)據(jù)可導出至Excel;
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行排序；
數(shù)據(jù)可導出至Excel;
5.8配置選項
依照相關技術規(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)挠嬃績x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
依照相關技術規(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)挠嬃績x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
6 前景展望
根據(jù)山東某市圖書館能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。
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。
選擇節(jié)能設備。
再好的節(jié)能設備，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)能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能。
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，大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。
根據(jù)山東某市圖書館能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。
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。
選擇節(jié)能設備。
再好的節(jié)能設備，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)能設備，制定設備運行策略，減少人為干預，集中管控，使節(jié)能設備正在實現(xiàn)節(jié)能。
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，大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。
7 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，做好山東某市圖書館的節(jié)能工作，對促進和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。
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，做好山東某市圖書館的節(jié)能工作，對促進和帶動節(jié)能工作，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要意義。
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