中國(guó)對(duì)外貿(mào)易中心(集團(tuán)) 張守彬

會(huì)展中心A區(qū)展館能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃

中國(guó)對(duì)外貿(mào)易中心(集團(tuán)) 張守彬

本文介紹會(huì)展中心A區(qū)能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)劃背景,計(jì)量采集點(diǎn)的規(guī)劃,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)功能的規(guī)劃,及其系統(tǒng)的應(yīng)用。

分項(xiàng)系統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)節(jié)能

一、能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)背景

1.建設(shè)能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的時(shí)代背景

國(guó)家十一五計(jì)劃要求到今年,每年能耗下降4%,總單位GDP能耗下降20%。在《中華人民共和國(guó)能源法》頒布實(shí)施和相關(guān)文件規(guī)定下,開展節(jié)能工作,促進(jìn)企業(yè)加快節(jié)能技術(shù)改造,加強(qiáng)節(jié)能管理,提高能源利用效率,對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,緩解經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的能源和環(huán)境約束,具有十分重要的意義。國(guó)家較多大型建筑物均存在用電大、能耗高、效率低下,計(jì)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單,能耗分析缺失,為建全能耗數(shù)據(jù)庫,更好的指導(dǎo)節(jié)能診斷和推進(jìn)節(jié)能改造,積極推進(jìn)大型建筑物能耗分析計(jì)量系統(tǒng)具有時(shí)代意義。

2.會(huì)展中心能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)的意義

會(huì)展中心建筑群占地82萬平方米,建筑面積110萬平方米,室內(nèi)展覽面積為34萬平方米。其中A區(qū)展館占地41.4萬平方米,建筑面積39.5萬平方米,設(shè)立13展廳展覽面積為13萬平方米,館內(nèi)各種設(shè)備設(shè)施種類及數(shù)量眾多,用能日趨攀升,2007年度全館能耗3700萬元,2008和2009年度能耗已突破5000萬元。根據(jù)展館類建筑用電特點(diǎn)及大耗能系統(tǒng)的管理現(xiàn)狀,可以判斷空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)仍具有一定的節(jié)能潛力。由于會(huì)展中心原有中低壓系統(tǒng)只在變壓器高壓進(jìn)線和變壓器低壓出線側(cè)安裝計(jì)量電表,此系統(tǒng)無法做到對(duì)不同能耗進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量,只能粗略地分析展廳耗能情況,偏差很大,而且基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)缺乏,無法進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)和分析用能情況。而電耗分項(xiàng)計(jì)量與實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析管理系統(tǒng)的建立則為此掃除障礙,從建立能耗分項(xiàng)計(jì)量出發(fā),以收集統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)為手段,指導(dǎo)節(jié)能策略的制定,最終取得顯著的節(jié)能成效。建立一套完善的能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)對(duì)企業(yè)的能源審計(jì)、分析能耗分布、用能特點(diǎn)、評(píng)估節(jié)能成效等方面具有非常重要的意義。

二、系統(tǒng)采集點(diǎn)分布和建設(shè)

1.原有計(jì)量采集點(diǎn)情況描述

會(huì)展中心A區(qū)有一間110KV變電站,18間10KV變電站,原有計(jì)量系統(tǒng)只在110KV變電站2條進(jìn)線安裝精度0.2級(jí)計(jì)量電表2個(gè),10KV變電站的變壓器高壓進(jìn)線和低壓出線側(cè)安裝精度0.5級(jí)計(jì)量電表188個(gè),并采集至中低壓系統(tǒng)。

2.計(jì)量系統(tǒng)采集點(diǎn)建設(shè)

(1)計(jì)量點(diǎn)設(shè)計(jì)的邏輯圖。根據(jù)《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》的有關(guān)規(guī)定和分類用能計(jì)量的需要,為達(dá)到分項(xiàng)計(jì)量的要求,需在變壓器低壓配線側(cè)增加和調(diào)整一定數(shù)量的電度計(jì)量表。根據(jù)能源分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,獨(dú)立監(jiān)測(cè)大耗能設(shè)備的用能情況,分開監(jiān)測(cè)大耗能系統(tǒng),如空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、展示用電等為基本原則進(jìn)行計(jì)量點(diǎn)的設(shè)計(jì)。以1#電房為例,計(jì)量點(diǎn)設(shè)計(jì)的邏輯圖見圖1。

圖1 計(jì)量點(diǎn)設(shè)計(jì)邏輯圖Fig.1 Measurementpointdesignlogicdiagram

(2)計(jì)量點(diǎn)建設(shè)的點(diǎn)列表。根據(jù)上述邏輯圖,可以清晰的確定計(jì)量點(diǎn)數(shù)量及其計(jì)量范圍,通過對(duì)各不同電壓等級(jí)歸類劃分,列出如下點(diǎn)列表:一級(jí)表:110KV變電站原有表共2個(gè),無需增加表。功能:計(jì)量會(huì)展中心總用電量;二級(jí)表(上圖主備進(jìn)線表):電房原有派諾表共40個(gè),無需增加表。功能:獨(dú)立計(jì)量會(huì)展中心A區(qū)展館18間電房用電量;三級(jí)表(上圖低壓進(jìn)線表及分項(xiàng)計(jì)量表):電房原有派諾表共106個(gè);需增加表共171個(gè)。功能:電房低壓出線端計(jì)量,以及展廳、公共區(qū)域和主機(jī)房用電分項(xiàng)計(jì)量;四級(jí)表:各獨(dú)立計(jì)費(fèi)使用單位59個(gè),原有三相四線有功電度表,無需增加表。功能:會(huì)展中心獨(dú)立計(jì)費(fèi)使用單位電量計(jì)量。

三、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

1.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)概述

由于會(huì)展中心A區(qū)原中低壓系統(tǒng)擴(kuò)容的不可行,因此確定增加能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng),中低壓原有部分計(jì)量表的電度數(shù)據(jù)可通過OPC采集到能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)中,并通過增加現(xiàn)場(chǎng)控制器和布線將新增計(jì)量表數(shù)據(jù)采集到該系統(tǒng)中。

2.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃

能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)與中低壓系統(tǒng)監(jiān)控中壓、低壓設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、電度、電流、電壓、無功功率、有功功率、EPS信息等數(shù)據(jù)所不一樣,主要針對(duì)電房?jī)?nèi)中壓和低壓等電度值進(jìn)行讀取,通過詳盡的報(bào)表和建立具體的能耗分析模型來實(shí)現(xiàn)能耗分項(xiàng)管理的需求。具體的網(wǎng)絡(luò)邏輯圖見圖2。

圖2 能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 energysub2meteringsystemnetworkdiagram

從能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可以看到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分為了三層網(wǎng)絡(luò),分別是物理層,數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)的應(yīng)用層。物理層主要由170個(gè)多功能電子表組成,計(jì)量?jī)x表測(cè)量線路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等數(shù)據(jù),通過RS485接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中,再由數(shù)據(jù)采集器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器中,再通過服務(wù)器換算成能耗數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸層分為了兩層網(wǎng)絡(luò),底層是ModBus總線,將多功能電子表的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)控制器,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)控制器的處理和轉(zhuǎn)換,通過上層傳輸網(wǎng)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)椒?wù)器上。在應(yīng)用層,傳統(tǒng)的C/S模式與OPC讀取數(shù)據(jù)模式相融合,實(shí)現(xiàn)了能耗分項(xiàng)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)、讀取的全過程。

四、系統(tǒng)功能規(guī)劃

能耗分項(xiàng)計(jì)量對(duì)會(huì)展中心A區(qū)大能耗設(shè)備的節(jié)能起到指導(dǎo)性作用,其具備以下功能:

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量表數(shù)據(jù),并能通過OPC實(shí)時(shí)讀取中低壓個(gè)別計(jì)量表的數(shù)據(jù)。(2)能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)采集頻率統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),以便對(duì)系統(tǒng)管理的所有事件進(jìn)行時(shí)間段統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)在不同時(shí)間段下判斷能耗量,有利于歷史事件的分析。(3)能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集器和計(jì)量?jī)x表完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類、列表、制圖、存儲(chǔ)等處理,并能實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫。(4)能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)能按要求生成報(bào)表,并能將報(bào)表內(nèi)指定點(diǎn)自動(dòng)按選擇時(shí)間自動(dòng)導(dǎo)入,可實(shí)現(xiàn)日月年用電量等報(bào)表。(5)用戶管理用于管理訪問能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全。通過創(chuàng)建單個(gè)帳號(hào),管理員能授予用戶對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的訪問權(quán)限和設(shè)置權(quán)限。(6)為分析能耗數(shù)據(jù),從而達(dá)到挖掘節(jié)能潛力的功能,能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)分析功能,能對(duì)某計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)定參考值,參考曲線,進(jìn)行定量定性的分析。為用電能效提供參考依據(jù)。

五、總結(jié)和應(yīng)用

建筑節(jié)能不能簡(jiǎn)單地靠節(jié)能技術(shù)的堆砌實(shí)現(xiàn),而必須從控制總的建筑能耗出發(fā),通過確定適宜的建筑服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),全面規(guī)劃各個(gè)用能途徑,以降低總的能耗量為目標(biāo),選擇適宜技術(shù),配之以科學(xué)的運(yùn)行管理,才能真正地使建筑能源消耗總量有所降低。通過建立能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各類型負(fù)載用能情況,能對(duì)展廳用能情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和分析,為節(jié)能工作做好數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ),也為將來節(jié)能措施的節(jié)能效果評(píng)估做好了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下功能: (1)空調(diào)、照明和展覽用能按展覽區(qū)域分項(xiàng)計(jì)量,為能耗的分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)和分析積累了數(shù)據(jù)基礎(chǔ);(2)按展廳分區(qū)計(jì)量,為計(jì)算單位GDP能耗做好了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備;(3)實(shí)時(shí)用電情況監(jiān)控,確保用能的正?；湍芎牡暮侠砘? (4)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析還可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中忽然出現(xiàn)的用能問題,從而提示人員及時(shí)處理。

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