安科瑞刘芳关键词：长春艳春学校；大型公共建筑；能耗监测系统

2023-02-25

安科瑞刘方

关键词：长春延春学校； 大型公共建筑； 能耗监控系统； ACREL-5000； 多功能仪器。

1 简介

校园智慧能源管理系统通过实时在线能源数据采集、能源质量监测、能源管理为系统支撑，实现能源一体化管控； 通过能源统计、分析、诊断、预测等有效技术和管理手段，实现校园综合节能率大幅提高，为“智慧校园”建设提供强有力的技术支撑。

充分利用学校校园网现有资源，搭建校园智慧能源管理系统基础框架，建设校园智慧能源管理系统监控网络，对学校各用能环节进行实时监控;

实现校园教学区和生活区单体建筑和单元的总用电量。 对各楼、各单元的用电量计量，考虑在各变电站低压出线回路中安装三相多功能电力监测终端进行计量监测，实现数据累计； 在主进线侧安装三相多功能电力监控终端，进行计量监控；

系统监控网络的建设充分考虑后期建设，为后期能源监控和用能设备接入预留扩展空间。

2 设计依据

《公共建筑节能检测系统技术规范》

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-2008）

《智能建筑设计标准》GB/-2006

《智能建筑工程质量验收规范》（GB/-2003）

-2009《能源管理体系要求》

DGJ68-2068-2017《公共建筑能源监控系统工程技术规范》上海市文件

u 能耗计量装置国家和行业标准

GB/T 19582-2008 基于协议的自动化网络规范

3 系统架构

Acrel-5000建筑能源管理系统是根据长春延春学校项目现场的实际情况进行联网的。 整体网络结构采用屏蔽双绞线直接连接到消防控制中心的采集器，再通过网络将数据上传到服务器。 .

系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如系统结构图所示：站控管理层、网络通信层和现场设备层。 长春燕春学校项目现场设备分布如下：

4 系统软件模块

综合能耗显示

Acrel-5000能源管理系统成功登录，进入主页面。 主页面显示楼宇图片、楼宇基本信息、楼宇当月用电量饼图及各种能源消耗情况。 根据选择的建筑加载建筑图片，可以选择时间查看建筑的能耗情况。 选择建筑物或时间后，会自动刷新。 默认为当天。

支路能耗概况

Acrel-5000能耗管理系统可根据分类能耗的分支名称查询能耗，并显示当日、当月的用电量峰值（电能对应需求值）、能源消耗量当日用电量、当月用电量、当年用电量与昨天同期用电量、上月同期用电量、上年同期用电量对比； 过去 48 小时、31 天、12 个月和 3 年的能源消耗以柱状图显示； 15分钟负载消耗以图表显示 能量趋势（功率表显示功率曲线，流量计显示流量曲线），并显示15分钟内的当前值、最大值和最小值。

分支能量

Acrel-5000能耗管理系统可以统计一定时间内各分行的日、周、月、季、年能耗情况。 选择需要查询的支路，点击“加载数据”即可查看各支路的能耗趋势。 可按现有日期或自定义时间查询，可显示支路总能耗，并以图表形式显示。

按项目划分的能源消耗概况

Acrel-5000能源管理系统可对能源消耗进行分项统计和显示。 其中，单项日能耗同比分析图为不同项目当天和昨天的能耗直方图（蓝色柱为今天，绿色柱为昨天）； 能耗饼图显示了过去31天各项目的能耗情况。 比率; 堆叠图展示了过去31天各子项目的能耗趋势； 子项能耗排行图显示所选子项能耗值对应的前10个分支。

分项能源使用

Acrel-5000能耗管理系统可以统计一定时间段内各分项的日、周、月、季、年能耗情况。 选择需要查询的支路淮安工业能耗管理系统厂家，“加载数据”子项中可以查看各支路的能耗趋势，可以根据已有日期或自定义时间进行查询。 这里的支路都是通过基础数据中的分类和分项配置的，默认查询的是当月的能耗。

能耗数据同比及环比分析

Acrel-5000能耗管理系统可对各类（电、水、气）及主要耗能设备的能耗与上年同期值和上年同期值进行同比对比分析上月检查节能效果，根据分析结果实施节能绩效考核，修订节能目标。

图表导出

Acrel-5000能源管理系统可以将分析结果、绘制的图形和表格导出到Excel。

用户管理

Acrel-5000能耗管理系统用户权限管理采用分级模式，分系统管理员、物流管理人员、设备维护人员三级，自动记录所有操作的事件并打上时间戳，可建立良好的事故防范措施.

为了使实时系统能够安全、稳定地运行，整个系统提供了可靠的安全保护措施。 所有系统操作员都可以根据权限级别分配某些特征。 这些特征规定了每个操作者对系统的应用范围和各种活动，如用户名、密码、操作权限和操作范围等特征。

你的配置选项

按照相关技术规范配置建筑的基本信息，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分析单位面积能耗；

配置项目所用仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型号仪表可提供的监控参数信息。 这里的配置影响能耗统计、按时间统计能耗、参数查询功能；

配置项目中使用的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、编码、监控电路名称等信息；

配置分项能耗统计涉及的计量、比例、计算方式等信息，可根据项目情况灵活配置。 这里的配置信息会影响到每个品类的子项能耗分析模块中的功能；

配置各部门能耗对应的计量仪表、计算方式、比例和部门能耗计划。 完成此配置后，将启用部门能耗分析功能模块；

配置建筑内某个用能面积对应的计量表、计算方式和比例。 完成此配置后，将启用区域能耗分析功能模块

5 展望

根据长春延春学校项目能耗运行效果分析，建立典型的能耗分析模型进行统一分析。

u 建立建筑能耗计量体系，掌握建筑能耗情况，发现能耗黑幕，使节能改造更有针对性。

u 选择节能设备（变频器、热回收装置）。

u 再好的节能设备，也无法控制浪费，发挥不出节能效果。 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，节能设备正在实现节能。

u 通过能耗监测系统提供的同比分析数据，对节能改造成果进行量化，论证节能效果。

六，结论

大型公共建筑总面积不到城镇建筑总面积的4%，但能源消耗总量却占全国城镇用电量的22%。 大型公共建筑单位面积年用电量达到70~10~20倍。 做好长春延春学校项目节能工作，对于推进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。

平台概览

信息化水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。 随着我国信息产业的快速发展，数据中心作为重要的信息基础设施，也进入了建设热潮期。 与此同时，我国正在加紧应用5G、智慧城市、大数据、云计算等新技术。 数据中心的作用和地位日益凸显。

数据中心建设正朝着规模化、科学化、集中化、绿色化的方向发展。 各种数据中心都面临着成本、速度、集成、管理、安全、资源共享、能耗、计算密度、自动化和业务连续性等方面的挑战。 一系列的挑战。 如何了解数据中心的现状和功能，如何采用新技术、新理念建设与业务相匹配的数据中心，如何从技术上保障数据中心稳定、安全、持续运行，成为重要课题信息系统建设者所关心的。

平台组成

安科瑞电气紧跟数据中心的发展形态，推出-IDC数据中心综合能效管理解决方案，包括电力监控、动环境监控、火灾监控、能耗统计分析、智能照明控制、新能源监控等多个子系统. 集变配电监控、备用电源及自动投切、电接点温度测量、智能照明控制、电能质量监控管理、电池在线监控、精准配电监控、智能母线监控、电气火灾、应急照明及疏散指示于一体等。种子功能可以帮助用户实时掌握数据中心的运行状态，保障数据中心可靠、安全、经济、有序、低碳的运行，协助运维团队提高提高数据中心的能效、资源利用率和可用性，提高运维效率，降低运维成本。

数据中心综合能效管理系统为数据中心的能源管理提供全面的监控和控制，主要分为电源监控、动态环境监控、能耗统计分析（能源管理）、电池监控、精准配电监控、智能公交 与监控、智能照明、消防相关的子系统。

平台拓扑

平台子系统

4.1 电源监控方案

电力监控系统实现数据中心中低压配电系统、UPS、电池组、ATS/STS、精密配电柜、供电支路电流、PDU柜的监控、测量、记录、报警等功能电源和其他重要设备。 实时掌握供电系统运行状态及可能存在的隐患，快速排除故障，提高数据中心供电的可靠性。

4.2 动环境监测系统解决方案

通过数据中心动态环境监控系统，实时监控数据中心的门禁状态、水浸状态、烟雾状态、视频状态、环境状态、高低压配电状态、设备运行状态等- 提供时间警报以确保数据保护。 中心正常运行，避免了运行环境失控导致配电设备故障，保障了维护人员的安全，延长了设备的使用寿命，减少了粗放式管理带来的过高成本的配电室。 同时实现动态环境监测，对能耗进行能效分析，帮助用户优化能效。

系统功能

显示当前数据中心的总能耗、IT能耗、空调能耗等能耗，并计算出当前数据中心的实时PUE值，以仪表盘的形式直观展示。 选择查看数据中心中低压配电系统主接线图，将配电系统当前遥测、遥信数据和状态一图显示。 实时监控各配电柜的电压、电流等用电参数，以及变电站的温湿度、烟雾、水浸、门禁等环境状况。 实时监测电触头温度，在断路器触头、触臂、母线、电缆接头等位置安装无线温度传感器监测触头温度，便于及早发现温度异常引发的事故。 监测每台变压器的各项参数，包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡度等，并显示延时图，数据实时变化。 帮助用户在线监测直流电源的质量。 可监测电流电压谐波畸变率，电压骤升、骤降和中断等瞬态事件记录，ITIC容差曲线等系统采集UPS输入、输出和旁路三相电压电流。 、有功功率、功率因数频率，同时监测UPS温度、电池电压、当前负载下剩余时间等数据。 显示单体电池的电压、内阻、温度，预测电池带载时的剩余时间，并对每组电池数据设置异常报警，及时发现电池异常。 显示精密配电柜中进线和馈线回路的电气参数，包括电流、电压、功率、能量和开关状态能耗管理系统监测与分析，并可设置告警和数据分类。 数据取自精密配电柜的测量模块。 显示智能小客车始端盒和插接盒的电参数，包括电流电压、开关状态、插接点温度等，并对数据进行报警设置和分类。 平面图展示了数据中心的能源分布和设备分布，展示了设备的能耗数据。 点击平面图上的设备，进入具体设备监控界面。 实时显示当前数据中心PUE值和历史PUE曲线。 并显示各子项的能耗和能耗排名。 监测各台变压器的运行情况和负荷情况，给出本月变压器输出功率排名。 显示电能消耗日/月/年报表，并可显示具体电路选择曲线和饼图。 对数据中心用电数据进行同比、环比分析对比，查看用电趋势。 监控精密空调的回风温湿度，回水温度，并可设定精密空调的温湿度，达到更好的控制效果。 监控数据中心的温湿度、开门关门、浸水、烟雾、噪音、气体浓度状态等参数。 曲线图直观清晰，同时支持历史数据查询。 通过列表展示各种告警事件的数量，通过直方图展示每天的告警数量，并提供告警总数和增长趋势。 具有维护管理功能，可对数据中心主要设备进行巡检、故障排除、抢修等维护任务。

4.3 能耗统计分析（能源管理）解决方案

建立高效的能耗监测管理系统，实时测量建筑物内各种用能设备的能耗数据，并对采集到的数据进行统计分析。 可以合理确定各地区建筑能耗的经济指标和绩效评价指标，发现能源使用和能源浪费的规律，提高人员积极节约能源的意识。

① 构建数据中心智慧能源管理系统的基础框架，对能源消耗的各个环节进行实时监控；

②碳排放数据：通过系统可实现建筑单元人均能耗分析（包括水、电、能），实现低碳办公数据；

③区域能效比：实现建筑单元内区域能耗比较，便于能耗评估；

④同期能效比：实现同年、同期、同区域的能耗对比，方便分析节能数据；

⑤能耗考核管理：根据能耗定额标准约束值、标准值、指导值对单位面积能耗和人均能耗指标进行分析；

⑥ 能耗竞争排名：比较各功能区能耗，实现能耗排名，增强员工节能意识；

⑦ 对能耗数据进行综合分析、统计、打印、查询等功能，并可根据能耗监控管理系统的需要选择打印不同样式的报表。 为能耗运行管理部门提供可靠依据；

⑧ 能耗数据采集，随时查询，并根据采集到的数据进行统计分析，监测异常能耗，对能源智能表故障进行报警，提高系统信息化和自动化水平。

4.4 电池监控系统

安科瑞公司ABAT系列铅酸蓄电池在线监测系统是一款电池在线监测产品，可以对失效的铅酸蓄电池进行预警和电池平衡，符合ANSI/TIA-942标准要求。

系统具有电池电压、内阻、内部温度监测功能，安装、维护、接入非常方便。 系统主要由ABAT-S模块、ABAT-C模块和ABAT-M采集器组成。 可通过采集器查询告警和实时数据，设置参数，可选择监控平台，实现网络化集中管理。

4.5 精密配电管理系统解决方案

该系统可以显示精密配电柜中进线和馈线电路的电气参数，包括电流、电压、功率、能量和开关状态，并可以对数据进行设置和分类。 数据取自精密配电柜的测量模块。

4.4.6 智能小母线监控方案

传统上，精密配电柜用于数据中心IT服务器的配电，占用空间大，配电线缆多，不方便增加新设备。 受到很多数据中心的青睐，使用也越来越多。

安科瑞智能母线监控产品分为交直流母线监控两大类，包括前端盒监控模块、插件盒监控模块和触摸屏。 此外，还可与母线槽连接器红外测温模块配套使用，监测母线槽运行温度，保障母线槽配电安全。 通过手拉手标准网线的简单组网，可以在不影响其他在线运行插件的数据上传通信的情况下，对任意一个插件进行维修或更换。

4.7 智能照明控制系统解决方案

数据中心人流量小，面积大，机房多。 灯光控制系统使用合理。 通过感应控制，人来灯亮，人走灯灭或保持低强度照明。

配电箱内系统模块主要包括母线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等，这些模块采用35mm标准导轨安装。

安装在控制现场的模块主要包括照度传感器、红外传感器和智能面板。 有的人可以设置红外感应器控制灯光，人走后在设定的时间内关灯。 智能面板等手动控制设备可在值班室实现自动控制、现场控制和远程控制相结合。

4.8 电气安全

实时监测电触头温度，在断路器触头、触臂、母线、电缆接头等位置安装无线温度传感器监测触头温度，便于及早发现温度异常引发的事故。

4.8.1电气火灾监控系统解决方案

电气火灾监控系统是运行在计算机上的工业级硬件/软件系统，接收剩余电流电气火灾监控探测器等现场设备的信号，实现对被保护电气线路的报警、监测、控制和管理。 对分散在建筑物内的探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信，便于监控和管理。

4.8.2消防设备供电监控系统解决方案

消防设备供电监控系统可实时监控消防设备供电情况，判断供电设备是否存在断路、短路、过压、欠压、故障等缺相和过流（过载）等故障信息并实时报警、记录监控系统。 该系统可靠、实时，具有数字化、智能化、网络化、自动化和连续监测的特点。 实时反映被监控设备供电状态并集中显示，有效避免发生火灾时消防设备因停电无法正常工作的危急情况，确保消防联动系统的可靠性。

4.8.3 防火门监控系统解决方案

数据中心有很多防火门。 由于一些地区经常有人走动，常开和常闭的防火门很多。 防火门监控系统的作用是监控防火门的启闭状态，发生火灾后自动关闭常开的防火门。 , 防止烟雾扩散。 防火门监控系统采用第二条消防总线连接具有通讯功能的监控模块，对防火门的状态进行监测和控制。 当防火门有异常位置信号时，防火门监控器可发出故障报警信号，指示故障报警位置，并保存故障报警信息。 发生火灾时，关闭事故区域所有常开防火门，防止烟雾扩散至安全区域。

4.8.4 消防应急照明及疏散指示系统解决方案

数据中心消防相对复杂。 一旦发生火灾，疏散指示系统非常重要。 消防应急照明及指示系统可与火灾报警系统联动，提供应急照明和疏散路径指示，引导人群快速找到疏散出口，并可一键选择疏散应急方案，增加逃生概率.

4.9 充电桩系统方案 数据中心停车场有电动汽车和电动自行车，都需要提供充电桩。 充电桩管理系统利用物联网技术，对接入系统的充电桩站点和每个充电桩进行持续采集和监控，解决物业和电力管理部门对充电桩的使用和监控问题。 电动自行车可以投币和扫码充电，电动车支持IC卡和扫码充电。 远程充电桩系统可以远程实时完成开始充电、强制停止、单价设置等控制指令。 用户可通过APP、微信、支付宝小程序扫描二维码。 支付完成后，系统发起充电请求，并控制相应的充电桩完成电动汽车的充电过程。 同时对充电器过温保护、充电器输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警； 可远程控制，提供财务报表、数据分析等功能。

4.10电能质量控制方案

数据中心常用的设备有不间断电源系统UPS、LED照明、IT服务器等，容易产生谐波电流和三相负载不平衡问题。 电能质量监测管理装置可根据负荷运行状态进行实时检测、分析和跟踪治理，针对不同负荷类型的电能质量问题提供合适的设计方案，以达到改善供电质量的目的确保电力系统安全经济运行。

平台部署硬件选择

5.1 电力监控、电能质量、配电室环境监测系统

应用（10KV）

产品

模型

功能

数据中心

能源效率综合管理系统-IDC

安科瑞电气紧跟数据中心的发展形态，推出了IDC数据中心综合能效综合解决方案，集变配电监控、电源备份与自动切换、电接点测温、智能照明控制、电能质量为一体监控管理、电池在线监控、精准配电监控、智能母线监控、火灾监控等多项子功能，帮助用户实时掌握数据中心运行状态，保障数据安全可靠运行中心，协助运维团队提升数据中心能效、资源利用率和可用性，提升运维效率，降低运维成本。

智能网关

Anet系列

8个2kV隔离RS485串口，2个以太网口，支持RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备接入，支持RTU、TCP、IEC-60870- 5-104等上传协议，支持多中心不同数据业务需求，支持断点续传，设备供电：220V AC/DC。

10KV进线/馈线

AM6-L

相间电流速断保护、相间限时电流速断保护（带低压闭锁）、相间过流保护（带低压闭锁）、两段式零序过流保护、反时限相间过流保护（带低压闭锁）、零序反时限过流保护、过载保护、控制回路异常报警。

10/0.4KV变压器

AM6-S

分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号（保护跳闸、设备报警、控制回路断开、设备异常、无储能、事故总数等）、信息（过流、过载、超温报警、超温报警、设备报警、PT断线、CT断线、定时异常等）、遥控开关、故障波形分析（故障记录、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压）等待。

智能控制装置

一次回路动态仿真图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、电检、核相、温湿度自动控制及显示（标配单向强制加热）、远方/就地旋钮、开闭旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜电接点无线测温。

10KV计量

仪器采用交流采样技术，可测量电网中的电流、电压、功率、功率因数、电能等参数，倍率可通过面板薄膜开关设置。 具有RS-485通讯接口，使用协议； 也可将电源信号转换成标准的直流模拟信号输出； 或带开关量输入输出、继电器报警输出等功能。

电弧保护

ARB5-M

主控单元可接20个弧光信号或4个扩展单元，配备弧光保护（8组）、故障保护（4组）、TA断线监测（4组）、11个跳闸出口；

ARB5-E

扩展单元，最多可插6个扩展插件，每个扩展插件可采集5路弧光信号：

ARB5-S

电弧探测器可安装在中压开关柜的母线室、断路器室或电缆室，也可安装在低压柜内。 弧光探头探测范围为180°，半径为0.5m的扇形区域；

应用（0.4KV）

产品

模型

功能

0.4KV进/出线

相电压电流+零序电压零序电流、电压电流不平衡度、有功无功功率电能、事件报警及故障录波、谐波（电压/电流63次谐波、63次谐波、谐波相位角、谐波含量率、谐波功率、谐波畸变率、K系数）、波动/闪变、电压骤升、电压暂降、电压瞬变、电压中断、1024点波形采样、触发和定时录波、波形实时显示和故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G，16D0+22D1，通讯++1GPS，3个网口（+1个维护网口）+1个USB口支持U盘读取数据，支持61850协议

仪器采用交流采样技术，可测量电网中的电流、电压、功率、功率因数、电能等参数，倍率可通过面板薄膜开关设置。 具有RS-485通讯接口，使用协议； 也可将电源信号转换成标准的直流模拟信号输出； 或带开关量输入输出、继电器报警输出等功能。

电能质量

弧

测量I、U、Hz、cosΦ，具有过压保护、欠流锁定、电网谐波过高保护功能，可控制电容投切，RS485/协议

澳大利亚国家安全委员会

ANSVC低压无功补偿装置并联在整个供电系统中，根据电网中负载功率因数的变化，通过控制器控制电力电容器的投切进行补偿。 切换开关、控制器等组成。

国民警卫队

ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，通过控制器快速计算提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，该指令等于电力执行器产生谐波电流幅值的补偿电流。相反方向注入电力系统，以抵消非线性负载产生的谐波电流。

应用（配电室）

产品

模型

功能

环境监测

温度和湿度

/

用于配电室的温度和湿度。 工作电源：AC/DC 85～265V 工作温度：-40.0℃～99.9℃ 工作湿度：0%RH～99%RH

抽烟

/

光电烟雾传感器； 电源正极（DC 12V）：+12V，继电器输出：常开触点

水侵

/

接触式浸水传感器用于监测变电站、电缆沟、控制室等场所的积水，工作电源：DC 10-30V 工作温度：-20℃~+60℃ 工作湿度：0%RH~80%RH 响应时间：1s 继电器输出：常开触点

局检测

/

监测变压器、开关、开关设备中的局部放电

访问控制

/

常开型； 感应距离：30-50mm 材质：锌合金，银灰色电干接点输出

录影机

/

视频监控

开关模块

ARTU-KJ8

8路开关量输入，8路继电器输出

智能网关

ANet-2E4SM

4个RS485串口，光耦隔离，2个以太网接口，支持，，，DL/T645-1997，DL/T645-2007，-2004，OPC UA，（主从），104（主从），楼宇能耗, SNMP, MQTT; （主模块）输入电源：DC 12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块，最多16路。

5.2 电池在线监测

姓名

图片

模型

功能

数据收集器

ABAT-M-06

可管理六组电池，共360个，带显示和按键。

单体电池监控模块

ABAT-S-12

监测12V电池，监测电池电压、内阻和负极温度。

单体电池监控模块

ABAT-C-500

监控充电和放电电流以及环境温度。

触摸屏

ABAT-D-07

7寸工业级电容触摸屏，本地显示和控制扩展。