能耗監(jiān)測系統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，實現節(jié)能減排目標，落實“轉方式、調結構”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場的電能消耗數值。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統實現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；Acrel-5000。
1 引言
據統計顯示，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)略性新興產業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內容，進一步增強責任感和緊迫感，統籌規(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，促進經濟社會協調、可持續(xù)發(fā)展。
據統計顯示，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)略性新興產業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產生活條件。各級、各部門要把開展綠色建筑行動作為大力推進生態(tài)文明建設的重要內容，進一步增強責任感和緊迫感，統籌規(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，促進經濟社會協調、可持續(xù)發(fā)展。
2 設計依據
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 戶用計量儀表數據傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協議的工業(yè)自動化網絡規(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 戶用計量儀表數據傳輸技術條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協議的工業(yè)自動化網絡規(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，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，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 系統架構
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、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。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：山東某市圖書館項目能耗系統站控管理層及網絡通訊層。
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、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。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：山東某市圖書館項目能耗系統站控管理層及網絡通訊層。
系統結構圖
5 系統軟件模塊
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計報表
可靈活選擇支路，并統計某段時間內支路用能的日、月、周、季、年用能；
通過透視表功能強大，用戶可進行多種數據統計，并對數據進行組合排序；
統計數據可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統計數據可導出至Excel；
5.4分類能耗支路非工作日用能
統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統靈活設置
統計數據可導出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統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，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，用戶可進行多種數據統計，并對數據進行組合排序；
統計數據可通過柱狀圖、點線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統計數據可導出至Excel；
5.4分類能耗支路非工作日用能
統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過系統靈活設置
統計數據可導出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統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，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
可查詢任一支路某段時間內的用能參數（例如電壓、電流、功率、功率因數等），具體可查詢的參數與安裝的儀表和系統配置有關，查詢時不可跨月；
數據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；可對數據進行排序；
數據可導出至Excel;
數據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；可對數據進行排序；
數據可導出至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、生產廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時段用能統計、參數查詢功能；
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；
配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，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)域對應的計量儀表、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、生產廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測參數信息，此處配置情況影響能耗統計、分時段用能統計、參數查詢功能；
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；
配置分項能耗統計時涉及到的計量表計、所占比例、運算方式等信息，可根據項目情況靈活配置，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)域對應的計量儀表、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，統一分析。
建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，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)能設備正在實現節(jié)能。
通過能耗監(jiān)測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節(jié)能改造成果，大程度的展現節(jié)能效果。
根據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，統一分析。
建立建筑能耗計量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現能耗黑幕，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)能設備正在實現節(jié)能。
通過能耗監(jiān)測系統提供的同環(huán)比分析數據量化節(jié)能改造成果，大程度的展現節(jié)能效果。
7 結束語
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，實現節(jié)能減排目標具有重要意義。
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