淺析能耗管理系統(tǒng)在高校建筑節(jié)能中的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間： 2024-08-09　　點(diǎn)擊次數(shù)： 1385次

摘要：高校在節(jié)約型社會(huì)建設(shè)中肩負(fù)著特殊的意義。住房與城建設(shè)部建筑節(jié)能科技司及教育部社會(huì)發(fā)展規(guī)劃司，確定了以校園設(shè)施能效管理為抓手能耗計(jì)量統(tǒng)計(jì)先行，建設(shè)高校較園建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)的方針。

關(guān)鍵詞：節(jié)約型高校;建筑節(jié)能;能源管理系統(tǒng)

0引言

建筑節(jié)能分為技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能兩個(gè)領(lǐng)域。技術(shù)節(jié)能，例如，節(jié)能燈、變頻器、熱泵、保溫隔熱外墻等技術(shù)及設(shè)備類措施可以歸屬技術(shù)節(jié)能。管理節(jié)能則是通過加強(qiáng)能源管理、建立能源管理體系，建立能耗基準(zhǔn)線發(fā)現(xiàn)和尋找能源低效的領(lǐng)域，進(jìn)行能源績效考核。

1技術(shù)節(jié)能

建筑物能耗包括兩個(gè)方面，一是與建筑物建造相關(guān)的能源消耗，包括建筑材料生產(chǎn)用能，建筑材料運(yùn)輸用能，房屋建造和維修過程中的用能；另一方面是建筑運(yùn)行的能耗，即建筑物照明、采暖、空調(diào)、給排水系統(tǒng)、辦公設(shè)備和電梯等設(shè)備的能耗，這些能耗將一直伴隨建筑物的使用過程而發(fā)生。在建筑的全生命周期中，建筑材料和建造過程所消耗的能源一般只占其總的能源消耗的20%左右，大部分能源消耗發(fā)生在建筑物運(yùn)行過程中。由此而知，建筑運(yùn)行能耗是建筑節(jié)能任務(wù)中主要的關(guān)注點(diǎn)，也具有節(jié)能潛力。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑：盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時(shí)，大力開發(fā)利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領(lǐng)域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。

2管理節(jié)能

很多企業(yè)及單位都完成了大量的節(jié)能改造。例如：更換低效的設(shè)備、照明改造、變頻器、熱回收、樓宇自控系統(tǒng)等。對于管理節(jié)能，大部分都是零散的、賬單式能源管理方式。能源管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)監(jiān)測(電、水、燃?xì)?、油、蒸汽、熱水等各種能源)的基礎(chǔ)上，著重于對各種能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、整理和分析，幫助管理層進(jìn)行能源管理，建立內(nèi)部能耗基準(zhǔn)線，生成各種E-KPI (Energy KPI),建立高效能源管理體系，持續(xù)降低能耗。

一套良好的能源管理系統(tǒng)，可以幫助用戶從以下幾點(diǎn)提高能源管理效率：

1) 規(guī)范和加強(qiáng)能源管理，從粗放式的能源管理模式到科學(xué)的能源管理模式；

2) 發(fā)現(xiàn)能源使用過程中浪費(fèi)的情況；

3) 生成各種用戶需要的能源經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，例如：分項(xiàng)能耗、分類能耗、分類建筑能耗等；

4) 幫助客戶建立能耗基準(zhǔn)線；

5) 幫助客戶管理各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗；

6) 發(fā)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備低效的環(huán)節(jié)；

7) 對節(jié)能措施產(chǎn)生的節(jié)能效果進(jìn)行測量和驗(yàn)證；

8) 分析各種變量對能耗的影響，如天氣、運(yùn)行時(shí)間等；

9) 幫助客戶將能源價(jià)格的影響考慮至實(shí)際使用中，幫助用戶進(jìn)行電量峰值管理，進(jìn)行有效的需求側(cè)管理；

10) 和用戶的ERP系統(tǒng)(如SAP,Oracle 等系統(tǒng))對接，為用戶提供各種能耗指標(biāo)；

11) 和原有的樓控系統(tǒng)(BAS)系統(tǒng)對接，共享資源信息。

3校園能源管理系統(tǒng)構(gòu)成

節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平臺主要由三個(gè)部分組成：前端采集、數(shù)據(jù)傳輸、終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析公示。需要注意的是與遠(yuǎn)程集抄、樓宇自控系統(tǒng)在需求與定位上有所不同，不可簡單套用。

樓宇自控系統(tǒng)，特別是建筑能耗中的大戶-空調(diào)制冷設(shè)備系統(tǒng)，運(yùn)行控制參數(shù)需要以分秒為單位的高頻率反饋和通訊傳輸，要求較高精度的傳感器具，要求復(fù)雜的控制邏輯，而建筑能源管理系統(tǒng)基本上僅要求以小時(shí)為單位的數(shù)據(jù)采集、傳輸，數(shù)據(jù)量和傳輸速度都與前者有很大差別，精度要求也不在同一個(gè)層次。因此，除了在部分參數(shù)計(jì)測上存在可共享之處外，兩者基本上是特性相異的系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)中的失敗就在于過于“貪婪"、硬性地將這兩個(gè)目的不同、特性相異的系統(tǒng)捆綁在一起，看似功能多、綜合性強(qiáng)，卻并不合理的也不實(shí)用。

事實(shí)證明，將建筑能源管理與建筑設(shè)備自控系統(tǒng)分開更趨于合理，當(dāng)然，這并不妨礙兩個(gè)系統(tǒng)之間必要的數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動(dòng)。目前我國的大型公共建筑能源管理也正在向這個(gè)方向發(fā)展，即建筑分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)相對于BA系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，但盡量共享數(shù)據(jù)、考慮聯(lián)動(dòng)控制接口。而對于校園來說，除少數(shù)大型建筑外，中小規(guī)模建筑居多、量大、用能密度小，更是應(yīng)該把握好校園節(jié)能管理的需求，為校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的定位，分類與分項(xiàng)計(jì)量相結(jié)合(粗略計(jì)測與詳細(xì)分項(xiàng)計(jì)測相結(jié)合、綜合近期宏觀監(jiān)控與長遠(yuǎn)細(xì)化管理的布局),注重實(shí)用性。

在對系統(tǒng)的構(gòu)架、硬件(計(jì)量表具、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))和軟件(管理平臺、通訊協(xié)議等)進(jìn)行了廣泛深入研究后，制定了《高等學(xué)校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(已頒布),各大學(xué)應(yīng)該參照這些技術(shù)導(dǎo)則，科學(xué)的建立起校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)支持在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)比對、能耗統(tǒng)計(jì)審計(jì)分析、能耗預(yù)測、指標(biāo)定額、專家診斷等功能。校園節(jié)能監(jiān)管平臺既能夠使管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑高能耗環(huán)節(jié)以及照明、空調(diào)等系統(tǒng)的故障和不合理的運(yùn)行方式，為節(jié)能診斷分析及管理提供依據(jù)；也可為校園能耗數(shù)據(jù)和指標(biāo)公示、實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)可視化、節(jié)能效果定量化，節(jié)能管理指標(biāo)化目標(biāo)，同時(shí)，作為基于校園網(wǎng)的校園的互動(dòng)平臺，可在樹立校園節(jié)能環(huán)保風(fēng)尚，促進(jìn)行為節(jié)能、形成綠色校園文化方面發(fā)揮巨大作用。

4高校綜合能效解決方案

AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。平臺融合電力監(jiān)控、電能統(tǒng)計(jì)、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預(yù)付費(fèi)等功能，用戶通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺即可全局、整體的對企業(yè)用電進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，同時(shí)滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序的要求。

平臺架構(gòu)

畫板 9

圖1 安科瑞高校綜合能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/span>

5能耗監(jiān)測系統(tǒng)硬件選型

應(yīng)用場景	型號	圖片	保護(hù)功能
建筑能耗管理系統(tǒng)	Acrel-5000web		采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
智能網(wǎng)關(guān)	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計(jì)，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時(shí)，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費(fèi)率，越限報(bào)警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計(jì)量及考核管理，提供上 24 時(shí)、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信" 和“遙控"功能，并具備報(bào)警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動(dòng)力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實(shí)時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)。
	DTSD1352		DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

照明箱	DTSD1352	DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	DDSD1352	DDSD1352 單相電子式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時(shí)可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配 RS485 通訊功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。
	DDS1352	單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計(jì)量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P
	ADW300/4G	計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。
	ARCM300T-Z-4G	三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表	計(jì)量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。