浙江萬華建設有限公司（路林市場）能耗監測系統的設計與應用

徐霜
安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定

【摘要】：針對大型公共建筑能耗高且能源管理不合理的問題，利用計算機網絡技術、通訊技術、計量控制技術等信息化技術，實現能源資源分類分項計量和能源資源運行監管功能，清晰描述建筑內總的用能現狀；實時監測各供電回路的電壓、電流和功率等電力參數，識別有效負荷與無效能耗，從而可通過技術或行為節能方式，實現建筑的有效節能。

1 項目概述
  路林市場市場占地約300畝計20萬平方米，現有建筑面積74510平方米。場內設有水產、糧油、副食、百貨等四個專業市場，是江北區域內的綜合性市場，也是寧波市商品市場和浙江省區域性市場。

2 能耗在線監測系統的設計
  整個能耗在線監測系統的設計是以《國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》、《浙江省國家機關辦公建筑和大型公共建筑用電分項計量系統設計標準》等相關技術導則為基礎，建設符合用戶實際需求的能耗在線監測系統，整個系統完成了建筑內部能耗計量儀表和能耗數據采集裝置的安裝，實現從建筑采集能耗數據，遠程傳輸數據，數據統計與展示的功能。整個系統包括能耗數據的原始采集、能耗數據的在線傳輸、能耗數據的在線分析診斷等，通過能耗計量裝置的安裝，實現能耗數據的原始采集；通過通訊管理機實現能耗數據的在線傳輸；通過能耗數據的采集和分析，形成可視化趨勢，確定較高能耗范圍 診斷形成高耗原因；通過后期的配置節能節電產品 改進運營管理模式，進行節能降耗；通過節能降耗前后數據對比，查看節能降耗實施效果。

2.1 能耗數據的采集
  能耗數據的采集是整個能耗在線監測系統的基礎，建筑能耗包括耗電量，耗水量，耗氣量，集中供熱耗熱量，集中供冷耗冷量和其他能源消耗量，分項能耗數據是指分類能耗數據中的一類或多類再細分為若干項。如電能又可以分為4類分項，插座照明用電，空調用電，特殊用電和動力用電。這些分類分項數據要在網關內部進行計算和存儲，并定時與數據中心建立連接發送原始數據。本建筑中按照分類、分項計量系統的設計要求，在各樓層照明配電箱、空調配電箱、動力配電箱以及其他特殊用電配電箱安裝多功能電表，實現電能的分項采集。
  多功能電表采用交流采樣技術，能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus-RTU通信協議，所有多功能電表有功電度計量精度達到0.5級。

2.2 數據傳輸
  數據經由智能網關從有離散分布的建筑群上傳到數據中心，并將數據進行處理，在該過程中，數據采集器將定時采集到的數據進行累加，形成可擴展標示語言（XML）格式的數據包，數據包中不僅包含需要上傳的數據還包括對應的建筑信息和采集器信息等。采集器還要對要傳輸的數據包進行加密處理，一般采用128位aes加密處理以保證數據的安全并進行上傳工作。網關與數據中心之間通過建筑內部智能化網絡實現數據的遠傳傳輸，整個系統的網絡結構如下圖所示：

2.3 能耗在線監測系統軟件功能設計
  能耗綜合主界面
  通過綜合能耗主界面可以反映營業辦公大樓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。
  分項用電數據統計
  將電耗進行逐時、逐日、逐月、逐年統計。統計數據采用餅圖、柱狀圖、線圖、區域圖等各種圖形展示方式，直觀反映各項統計數據的數值、趨勢和分布情況。
  用電支路趨勢分析
  統計各區域、各設備電能消耗，準確定位用電消耗回路，制定節能績效考核制度，推動節能降耗的有效執行。為用能設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。
  能耗數據同環比分析
  將各種類型和各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正。
  能耗數據分時統計
將能源類型、負載類型、區域能耗按照時間區分，按時、天、月、年、工作日、非工作日等對用能數據進行對比分析，準確掌握能源具體消耗情況。可將每天用能按時段設置峰、平、谷，統計各時段能耗，降低閑時能耗。
  電能數據實時監測和預警
  通過智能儀表以技術手段實現自動化全實時、高密度的實時用能監測，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監視現場儀表的回傳數據，對電能進行合理的管控和預警，及時發現并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

3、能耗在線監測系統建設的意義
  建筑能耗監測系統是按照相關技術導則進行設計的一個多層次，多功能，跨區域，可雙向交換信息的復雜系統。通過搭建這樣的能耗監測系統可以實時監測建筑的能耗使用情況，通過能耗數據的分類分項計算，數據的分時統計，公共展示平臺等，能促使國家機關辦公建筑和大型公共建筑提高節能運行管理水平，為 機關制定切實有效的政策和決策提供參考和有力的支持，并過能源綜合管理系統軟件對各電能計量點的用電量實施在線計量、動態監測、集中管理、科學考核，通過有效的末端監控管理，綜合性地實現整體節能，為高能耗建筑的進一步節能改造提供依據。