徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    【摘要】：隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載的不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量的問題，同時對節(jié)能減排也提出了更加嚴(yán)格的要求，用戶需要更加有效的電能管理解決方案，來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)變配電系統(tǒng)的持續(xù)、高效、低耗的運行。本文通過紹興黃金時代大廈的電能管理應(yīng)用，介紹電能管理系統(tǒng)在建筑行業(yè)的應(yīng)用。

    1 項目概述及建設(shè)目標(biāo)

    紹興黃金時代大廈位于浙江省紹興市，緊臨梅龍湖，西側(cè)為迪蕩B5地塊財智大廈，項目共三幢高層，25-300㎡精裝層高4.5米可創(chuàng)新疊加空間，主要為100平米以上辦公室，三棟建筑分別為A、B、C三棟大樓，均為19層高建筑。

    根據(jù)設(shè)計圖紙要求，本項目需要對黃金時代大廈各動力箱、照明箱等終端配電箱內(nèi)各用電回路用電量進行電能管理，系統(tǒng)通過多功能的電能計量表計、通訊網(wǎng)絡(luò)和計算機軟件，實現(xiàn)各用電設(shè)備在運行過程中的實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、用電分析等，保證復(fù)雜供配電系統(tǒng)的安全可靠系數(shù)，實現(xiàn)故障快速響應(yīng)；全面掌握大廈能源消耗的成本結(jié)構(gòu)，確保節(jié)能計劃和措施順利實施；科學(xué)、智能管理，提高效率，降低損耗，實現(xiàn)經(jīng)營成本最優(yōu)化。系統(tǒng)由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層構(gòu)成。系統(tǒng)要求盡量減少集中采集數(shù)據(jù)的裝置以保證系統(tǒng)的通訊可靠性。

    2 電能管理系統(tǒng)的設(shè)計

    在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，充分考慮了建筑自身特性，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

    紹興黃金時代大廈包括19層高建筑，均為辦公建筑及酒店式公寓，整個大廈電能消耗主要為各辦公室、酒店式公寓用電以及公共部分用電。在配電系統(tǒng)設(shè)計中，已經(jīng)保證了每棟樓每層一個配電箱，負(fù)責(zé)該層設(shè)備用電，配電箱電源引至變電所。這個保證了配電系統(tǒng)的完整，清晰，因此我們在做電能計量時，需要對樓層各進出線回路 進行分別計量，搭建完整的計量體系，因為對配電環(huán)節(jié)而言，進線電能與饋線電能消耗之和誤差應(yīng)在合理范圍內(nèi)。把進線電能計量作為一級計量，饋線電能計量為二級計量，那么一級計量與二級計量值之和誤差應(yīng)在合理范圍內(nèi)，極限值為2%。如果誤差超出合理范圍，則發(fā)生了計量體系外的電能消耗，也就是偷電、私接私用，不僅造成經(jīng)濟上的損失，而且會有安全隱患。搭建完整的計量體系，可以及時發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問題。

    2.1 計量設(shè)備的選擇

    紹興黃金時代大廈的電能管理系統(tǒng)的現(xiàn)場計量部分通過電能計量電表來實現(xiàn)，根據(jù)進出線以及不同用電設(shè)備的用電特性，選擇符合各自用電特性的計量電表：配電箱進線回路采用三相多功能電子式計量電表，二次接入；三相出線回路采用三相電子式普通電表，直接 接入；單相出線回路采用單相電子式普通電表，直接接入。所有電表均采用導(dǎo)軌式安裝，三棟樓共計1645臺導(dǎo)軌式電度表。

    2.2 電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

    系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。

    監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站，包含監(jiān)控計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機、打印機、UPS以及Acrel-3000電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。

    通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集箱以及通訊光纖網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

    2.3 主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)

    GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)要求》

    DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

    GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

    《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》

    DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》

    ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

    2.4 電能管理系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

    系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打��；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

    數(shù)據(jù)的采集與處理

    通過高精度智能儀表以技術(shù)手段實現(xiàn)自動化全實時、高密度的實時用能監(jiān)測，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監(jiān)視現(xiàn)場儀表的回傳數(shù)據(jù)，對電能進行合理的管控和預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值，超標(biāo)時醒目提醒并主動記錄。

    電能分項、分支路計量

    將用電（照明插座、動力等）消耗進行分項統(tǒng)計，分項報表的實現(xiàn)幫助用戶對各分項用電消耗了如指掌；統(tǒng)計各區(qū)域、各樓層、各回路電能消耗，準(zhǔn)確定位用電消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點設(shè)備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設(shè)備運行過程中的能效分析評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運行維護提供依據(jù)。

    用電管理及計量體系的搭建

    為了實現(xiàn)對紹興黃金時代大廈各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計了用電管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同。按照計量體系搭建原則，自動生成日報表、月報表和年報表，將各進線回路與出線回路電能消耗量在同一張報表中體現(xiàn)出來，并計算出線回路用電量之和，出線回路與進線回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標(biāo)）等，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問題。

    同時電能管理系統(tǒng)可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各入駐企業(yè)管理辦公人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

    3 供配電設(shè)計中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義

    綜上所述，電能管理系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電能管理系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。電能管理系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電能管理系統(tǒng)可以設(shè)計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準(zhǔn)的進行傳輸。另一方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設(shè)計中運用電能管理系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。

    在商務(wù)樓、寫字樓等場所設(shè)置電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對建筑內(nèi)電能計量分項、分支、分區(qū)域管理，不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進行組合，及時的顯示樓內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)樓內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況，使樓內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證樓內(nèi)人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。

    參考文獻(xiàn)

    [1]安科瑞《能效管理系統(tǒng)設(shè)計安裝圖冊》

    作者簡介：徐霜，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司<