通北路400号建筑能耗监测系统

王蒙蒙

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要：大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能重点，做好公共建筑节能工作，对促进和带动全社会节能工作，实现节能减排目标，落实“转方式、调结构”重大战略具有重要意义。本文介绍通北路400号办公大楼，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-5000型建筑能耗监测系统实现变电所配电回路用电的实时监控。同时完成数据和直辖区能耗平台对接。

关键词：历史建筑；大型公共建筑；办公楼；能耗监测系统；

1、引言

  目前，我国已经是世界上的第二大能源生产国和消费国，统计显示，我国建筑能耗约占全国总能耗的28%，在我国每年新建的20亿平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪费非常严重，具有巨大的节能空间，建筑节能的推广已经势在必行，节能降耗，计量先行。

  相关地方规范要求“建筑能耗监测系统应作为新建建筑设备设施系统的组成部分，上海能耗监测设计依据主要是《DGJ68-2068-2012》公共建筑用能监测工程技术规范。

2、设计依据

  建筑能耗监测系统依照住房和城乡建设部制定的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》设计和开发，设计依据充分、标准完善。

a.住房和城乡建设部技术要求

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统数据中心建设与维护技术导则》

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范》

  《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》

b. 各省市建筑用能监测工程技术方案

  DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能监测系统工程技术规范》

c.能耗计量装置国家及行业标准

  DL/T 645-1997       多功能电能表通信规约

  DL/T 645-2007       多功能电能表通信规约

  CJ/T 188-2004       户用计量仪表数据传输技术条件

  GB/T 19582-2008   基于Modbus协议的工业自动化网络规范

3、项目概况

  项目地址：上海市杨浦区通北路400号

  总建筑面积：37600平方米

  建筑详情：通北路400号为梅林正广和有限公司（原正广和汽水厂），位于通北路400号，建于1935年，属于工业建筑。原为正广和汽水有限公司（1864年英商开设于提篮桥，1923年迁此）。公和洋行设计，钢筋混凝土框架结构，1935年竣工。现代派风格，清水红砖墙，横竖线条构图。原檐口有多重线脚。

4、设备选型

a.多功能网络仪表

  功能：有功电度、电流、电压、有功功率、功率因素

  精度等级：变电所馈线不低于0.5级、楼层动力柜出线回路不低于1.0级

  互感器精度：不低于0.5级

  电气接口：RS-485

  通信协议：MODBUS、DL/T645

  安装位置：变电所所有回路、楼层照明及插座用电、动力用电、空调用电及特殊用电。

  安装方式：嵌入式

b.数据采集的功能

  提供计量装置静态信息人工录入功能能按各计量装置、各分类、分项能耗的关系进行设置；

  能灵活设置各计量装置通信协议、通信通道以及计量装置名称、配置位置等基本属性；

  能在线监测系统内各计量装置和传输设备的通信状态，具故障报警提示功能；

  能灵活设置系统内各采集设备数据数据采集周期。不宜大于15min。

5、系统架构

设计方案：

  在变电所设置1台8口通讯采集器，将变电所内同类型仪表通过485总线汇总后，将数据上传至能耗监测平台。另通过网关将数据上传至区能耗管理平台。

  注：每根总线连接仪表的数量不得大于32台，以25台以下为宜。

6、系统软件模块

综合能耗主界面

  反映建筑物当年用能各分类能耗和折算为标准煤的综合能耗，并计算得到单位面积能耗；

  建筑物中的能耗分类虽然较多，但是能通过表计计量的主要有电、水、气、可再生能源，界面下方显示这四类能耗的当日逐时用能曲线；单击每个分类能耗的上部区域，可跳转到该分类能耗的用能分析主界面；

  可通过下拉框切换建筑物，建筑物图片可根据项目要求替换；

分类能耗主界面

  反映某分类能耗（例如电）当日及昨日同期、当月及上月同期、当年及上年同期的用能及对比，增长百分比及增加值；

  反映某分类能耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的用能趋势；

  反映某分项能耗的当月用能饼图；

  反映某分类能耗当年各月用能同比分析图；

分类能耗支路用能统计报表

  可灵活选择支路，并统计某段时间内支路用能的日、月、周、季、年用能；

  通过透视表功能强大，用户可进行多种数据统计，并对数据进行组合排序；

  统计数据可通过柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表展示；

  统计数据可导出至Excel；

分类能耗支路分时段用能统计

  可对各支路分时段（尖、峰、平、谷）用能进行统计；

  通过在基础数据中设置各分时段（尖、峰、平、谷）用能单价，可统计分时段用能的金额；

  此项功能需配合使用带有复费率功能的电力仪表；

  统计数据可导出至Excel；

分类能耗支路非工作日用能

  统计对各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通过系统灵活设置

  统计数据可导出至Excel；

分类能耗支路同比分析

  统计各支路当年每月用能及去年同期用能；

分类能耗支路用能集抄

  查询各支路任意两个时间的表计读数，并计算出差值；

  时间精度到分钟；

分类能耗支路分时段用能趋势分析

  可查询任一支路某段时间内的用能参数（例如电压、电流、功率、功率因素、谐波等），具体可查询的参数与安装的仪表和系统配置有关，查询时不可跨月；

  数据以图表或表格的形式显示，图表可通过鼠标操作放大、缩小、移动；可对数据进行排序（*大值、*小值）；

  数据可导出至Excel;

 分类能耗支路用能集抄

  将当前支路与其下级支路的用能值进行对比，计算出差值和相差百分比；

  当两者相差百分比超出特定值时以醒目颜色提示；

  此项功能主要是为了保证能耗计量体系的完整、数据的核对；

部门用能绩效考核

  在系统中设置每个部门的用能计划值，并与实际值进行比较

分项、区域、部门用能界面

配置选项

  依照相关技术规范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等，其中建筑面积等信息将用能单位面积能耗分析；

  配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型仪表所能提供的监测参数信息，此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能；

  配置项目中使用到的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息；

  配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息，可根据项目情况灵活配置，此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能；

  配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划，完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块；

  配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例，完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块

区平台能耗数据上传

  将数据上传至区管理处能耗数据平台，根据相关要求分类分项进行数据上传，完成绿色建筑的评审，展现新时代绿色建筑的风采。

7、前景展望

  根据通北路400号能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型，后续工作再纳入二期能耗统一分析。

(1)建立建筑能耗计量体系，把脉建筑能耗，发现能耗黑幕，节能改造更有针对性，同时通过计量收费、绩效考核等管理措施巩固节能改造成果。

(2)选择节能设备（节能灯、变频器、热量回收装置）。

(3)再好的节能设备，管不住浪费也无法发挥节能效果，通过增加自动化节能设备，制定设备运行策略，减少人为干预，集中管控，使节能设备正在实现节能。

(4) 通过能耗监测系统提供的同环比分析数据量化节能改造成果，*大程度的展现节能效果。

8、结束语

  大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能重点，做好通北路400号公共建筑办公大楼的节能工作，对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。

参考文献：

  [1].住房和城乡建设部技术要求

  [2].DGJ08-2068-2012 《上海市公共建筑用能监测系统工程技术规范》

作者简介：

   王蒙蒙，女，本科  安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电