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Technical Articles
陸曉君
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定
摘要：用戶對自身用能的管理意識提升，促使用戶側電力配電系統在商業、工業以及民用區域的普及。系統針對用戶側主要的用能節點，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統來實時監控各用能回路的工作狀態、用電量等數據的采集。通過實時監控用能以及相關電力參數、提升用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了配電系統監控的智能管理。同時通過用能的實時監測，數據的采集及存儲，明確供配電系統的運行狀態，為用戶節約電力維護成本提供數據依據。現以荊門市二人民醫院內科樓項目項目中使用的ACREL-5000能耗管理系統為例。對用戶側用能智能化做簡要介紹。
關鍵詞： 荊門市二人民醫院內科樓項目 能耗管理 無人值守 智能配電系統 配電自動化
0引言
在大型建筑辦公樓項目中配電體系內、原始的人工抄表，數據采集早已滿足不了當的辦公管理體系。供配電體系的智能化，數據化已經成為大型建筑辦公樓項目中智能化、數據化的基本要求。通過智能化系統對用戶側的用能實時監測，數據的積累，分析，為管理者提供準確的建筑辦公用能數據。
ACREL-5000能耗管理系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端能耗管理系統。本系統通過對荊門市二人民醫院內科樓項目變電所進出線回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系用能以及運作狀況，量化系統的運行狀態，為管理者日常管理，維護提供數據依據。
本文以荊門市二人民醫院內科樓項目為例，簡單介紹ACREL-5000能耗管理系統在荊門市二人民醫院內科樓項目項目配電系統中的應用。
1項目介紹
荊門市二人民醫院（荊楚理工學院附屬中心醫院）成立于1980年，是所集臨床、教學、科研、預防、為體的家三級甲等綜合醫院，坐落于湖北省荊門市象山大道39號。
本項目承接其荊門市二人民醫院內科樓能耗管理系統，監測新建的內科樓的配電系統，監控范圍為地下配電室變電所以及樓層的低壓出線回路。該項目現場設備層儀器儀表的具體分布情況如下：地下室變電所部分：低壓儀表約300塊；樓層配電箱部分：低壓儀表約100塊。
ACREL-5000能耗管理系統對智能計量儀表的數據采集、存儲、處理，并以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。
2用戶需求
期經過現場勘察以及和業主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：
1) 各變電所和樓層的重要配電回路的遠程抄表；
2) 系統監測范圍內進出線回路的電能和電參量的數據采集、電能計量；
3) 系統監測范圍內各個回路的能耗分析，分項統計，用能趨勢分析；
4) 重要回路的實時數據顯示，回路名稱自定義；
5) 根據實際的配電結構，按各個變電所分別繪制配電示意圖；
6) 重要回路的重要電力參數，電流電壓等曲線顯示；
7) 用戶權限等級管理，不同等級權限實現不同等級管理操作；
3設計方案
3.1參考標準
系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設計規范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
GB/T13730 《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》
GB2887 《計算站場地技術要求》
GB/50198-94 《監控系統工程技術規范》
DL/T 698.31-2010 《3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》
DL/T 698.35-2010 《3-5部分：電能信息采集終端技術規范-低壓集中抄表終端特殊要求》
DL/T 698.41-2010 《4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
DL/T 698.42-2010 《4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
DL/T/814-2013 《配電自動化系統功能規范》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——分項能耗數據采集技術導則》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——分項能耗數據傳輸技術導則》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——樓宇分項計量設計安裝技術導則》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——數據中心建設與維護技術導則》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——建設、驗收與運行管理規范》
《家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統——軟件開發指導說明書》
3.2 系統架構設計
鑒于荊門市二人民醫院內科樓的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統的搭建做以下設計：荊門市二人民醫院內科樓所有變電所進出線監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，其中變電所的數據總線直接鋪設至數據采集箱；樓層配電箱的數據總線鋪設至數據采集箱，再經過光纖通訊以TCP/IP協議將該兩個區域的數據采集箱內的能耗數據傳輸至系統主機。系統示意圖1所示。
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圖1
4 系統功能
上位機軟件采用ACREL-5000能耗管理系統并嵌入變電所次配電監測畫面，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及能耗管理的功能。
4.1 功能特點
ACREL-5000能耗管理系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。建筑能耗分析管理系統采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，主要實現能耗的在線監測和動態分析功能。
4.2 軟件功能：
4.2.1 監測詳圖
監測詳圖反應了整個系統配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數據的顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行數據，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖2所示。
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圖2監測詳圖
4.2.2 詳細電參量圖
詳細電參量圖反映了本項目監測回路的在過去某時間點的運行數據，通過當或者過去某時間點的實時參量數據反映回路狀態。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖3所示
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圖3參數抄表
4.2.3 用戶管理
本系統軟件設置多達上百種密碼分區和密碼設置，為系統管理員、后勤管理人員、設備維護人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。為了使實時系統能夠安全穩定運行，整個系統提供可靠的安全保護措施，所有的系統操作員能夠根據權限大小賦予某特性，這些特性規定了各個操作員對系統及各種活動的適用范圍，如用戶名，口令字，操作權限及操作范圍等特性。界面如圖4所示。
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圖4用戶管理
4.2.1支路用能趨勢分析
Acrel-5000能耗管理系統可以統計各配電回路某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路，點擊‘加載數據’查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。界面如圖5所示。)/alwz/common/upload/2018/05/11/162027m8.png)
圖5支路用能趨勢
4.2.1分項用能
Acrel-5000能耗管理系統可以統計各分項某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。選擇需要查詢的支路，‘加載數據’查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢。這里的支路都是通過基礎數據中分類分項的配置而來。默認查詢當月的能耗。界面如圖6所示。
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圖6分項用能
5 結束語
大型辦公建筑配電體系的智能化，透明化，率等要求，促使市場為其提供相應的解決方案。當主要是通過在大型辦公建筑的供配電系統即變電所的進出線節點安裝智能儀表，利用計算機網絡集成技術，為客戶提供遠程抄表、數據存儲、數據處理等服務，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現建筑用能的智能化管理。
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和節能重點，做好荊門市二人民醫院內科樓項目辦公大樓的節能工作，對促進和帶動節能工作，實現節能減排目標具有重要意義。
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