安科瑞电气电子产品选型介绍吴智敏182-07摘要

2023-07-10

安科瑞电气电子产品选型介绍 吴志敏

182-021-709-07

摘要：综合医院作为大型公共机构，高能耗问题日益突出。 建设能耗监测平台，对医院能耗进行量化管理和效果评估已成为迫切需要。 建立智能能耗监测平台，对采集的能耗数据进行分析，实现医院能耗平台的监控，为医院能源管理和能源使用决策提供可靠依据，有效促进医院能源管理。

关键词：医院； 能源消耗监控； 节能； 减少消耗

一、研究背景

医院是集医疗、科研、教学等功能于一体的特殊公共场所。 医院里除了固定的医护人员和行政人员外，还有大量的医护人员和家属。 医院建筑的功能也需要分为门诊、住院、科教等，不同的功能对应不同的用电设备、用电量、用电时长。 但总体而言，医院能耗具有设备多、用能人多、能耗高、用能人多且复杂等特点，节能工作推进难度大。 尤其是随着科学技术的进步，医疗设备的不断升级，医院环境的不断完善和改善，在给患者带来更好体验的同时，能耗也在不断上升。

因此，在提高医疗水平和医疗环境的同时，加强能源管理，提高能源利用率，减少能源浪费，就是为医院后勤管理部门解决问题，提高工作效率。 管理部门需要根据医院实际能耗情况，对用电单位和用电时间进行具体分析，从而制定相应的节能降耗计划。 医院各科室的水、电、能源消耗情况是规划的基础数据。 但目前，大多数医院尚未将水、电、电能耗的计量细化到部门，节能降耗计划缺乏实际能耗的理论支撑，使得节能管理难度加大。

我国国家卫生计生委也提倡建设节约型医院。 各医院纷纷响应国家号召。 掌握全院能源消耗趋势，分析能源消耗分布，制定节能考核指标，达到节能降耗的目的。 有了能耗监控系统，医院管理者可以更方便地监控和管理医院的能耗指标。 对系统得到的能耗分项及分析报告进行科学分析，进而制定相关节能措施。

目前，医院水、电、电能耗统计仍采用传统方式。 计量表不齐全、部门能耗情况不明、建筑物能耗信息不明确，给管理人员决策带来一定困难。 构建能耗监测智能化平台刻不容缓。 能耗监测平台基于智能电表、互联网和操作平台。 计量表精确测量每个用能单位，并通过统一协议传输到服务器。 管理人员可以通过操作界面获取能源相关信息。 能耗监测平台可提供建筑能耗信息、部门能耗信息及对比，并可进行横向和纵向对比。 管理人员可以通过访问服务器随时随地查看医院能耗信息。 搭建能耗监测平台后，医院的能耗信息可以通过多种方式展现在管理者面前，为科室精细化管理和节能措施的制定提供真实可靠的参考。

2、能耗监测平台系统概述

2.1 能耗监测平台系统架构

在硬件架构上，能耗监测系统由三层设备组成，分别是现场设备层、数据采集传输层和用户管理层。 三部分有机结合可以形成能耗监测平台。

现场设备层主要是计量仪表，包括远传智能水表、三相智能远传电表、多功能电表等，可以采集实时用水量、实时用电量、实时电能表等。实时电压、实时电流、实时有功功率、实时无功功率。 功率、实时功率因数、实时频率等参数[3]。

数据采集​​传输层包括很多设备，主要设备是数据采集器，其次是网关、光纤、通信管理机、光纤终端盒等。数据采集传输层主要负责采集数据通过测量仪器获得并将其传输到服务器。 考虑到服务器与采集器之间的通信路径可能会出现故障，因此需要设置一个网关来负责采集器到服务器传输过程中的中转。 当网络路径被阻塞时，网关负责暂时存储收集器收集到的信息。 网络路径恢复后，将传输至服务器，确保采集到的信息完整。

用户管理层是管理员联系的界面，管理员通过访问Web数据服务器进入能耗监控系统。 在浏览器中输入服务器地址，登录后即可查看医院的能耗信息。能耗监控平台可以查看整个医院的实时能耗情况，还可以显示医院的能耗信息不同部门和建筑物； 还可以比较不同部门的能耗数据，比较不同建筑物的能耗。 数据进行比较。 能耗监测平台还可以提供能耗相关报告。 管理人员可以查看不同时间段的能耗统计报表信息，并可以根据报表找到用电高峰时段和能耗高的部门，并根据实际数据对能耗高的部门进行分析。 原因，并制定相应的节能计划。

3、电能计量与监控

医院的供电分级非常明确。 根据供电电路和负载的不同，可分为供电电源、照明电源、空调电路、医院特殊场地供电和重要设备供电等。 供电：由于供电负荷较大能耗监测与管理系统，一般从低压配电室直接接入，每个用电设施需安装电表单独计量，安装地点为低压配电室。配电室。 照明功耗：负载的照明功耗不高。 一般分为一般照明和应急照明。 每层一般照明和应急照明均安装电表，各楼层各部门用电量按面积分摊。

空调耗电：空调系统由与空调系统相关的冷热源设备、系统输送设备、空调末端出风设备、净化设备等设备组成。 在空调系统不同环节的用电设备上安装计量表进行单独计量，确保准确测量空调各部分的能耗信息。 同一回路下各部门的空调耗电量需按部门面积进行分摊。 特殊区域用电：医院内能耗较高的区域，如洁净空调、信息中心、泵房、ICU区域、放射科、手术室等，被划为特殊区域[5]，并独立特殊区域需安装电表及相关配电箱，进行个体能耗监测。 大型医疗设备用电量：大型医疗设备消耗了医院大部分能源消耗。 这些设备需要单独的仪表来测量能耗，以便微调能耗并制定相关节能项目。

4、水计量及监控系统

医院用水监控计量主要采用具有远传功能的水表进行计量。 水表应安装在不影响供水系统正常运行和供水流量的位置，并根据情况安装支撑支架，避免水表对原有管道造成更大的压力。 在水质较差的地区，还需要在水表前安装过滤设备，以便后期维护，防止水表的正常运行受到影响。 根据医院供水管网分布情况，一般用水区各大楼安装智能水表，按大楼监控用水量。 综合用水部门按面积分担用水量。 医院用水区域必须安装独立水表，严密监控用水量，如检验中心、医学研究中心、空调冷却塔补水、食堂、锅炉房等场所。 对全院用水量进行多方面监控，为管理部门独立核算医院各分科室费用提供可靠的数据来源。

5、能耗监测平台应用

5.1 数据收集与分析

能耗监控系统建立后，管理员可以随时查看医院的水、电、气等能耗信息，并可以查看各用能单位下各设备的实时和历史能耗情况。 能耗监测平台还具有能耗超限报警等功能，可以有效协助分析能源浪费漏洞，对部门能耗进行量化管理，达到节能降耗的目的。 能耗监测系统的管理界面不仅可以将采集到的数据直接展示在管理者面前，还可以通过后台处理分析获得大量的对比数据、排名明细、报表统计等。

某大型公立医院搭建了涵盖能耗监控、设备监控、后勤工单管理的一站式后勤信息管理平台。 其中，能耗监控系统主要实现水、电的能耗监控，下面详细介绍能耗监控平台的功能。

通过对2018年8月某日某大型公立医院能耗监测系统采集的数据进行处理分析，可以在能耗中查询该医院的电、水等能源的实时能耗情况监测系统能耗趋势、同比、环比。 当日，电力消耗为主要能源消耗，其中空调占34.2%，照明插座占31.4%，电耗占25.1%，特殊用电（医疗设备）占8.2%，其他用电量占1%。 。 根据医院建筑面积和床位数量计算，单位建筑面积能耗为0.02公斤标准煤/平方米，单位床位能耗为1.3公斤标准煤/床位。 医院实时能耗及能耗分类统计如图1、图2所示。可以查看按建筑能耗排名和按科室能耗排名，如图3所示。

报表管理可生成变压器能耗报表、区域能耗报表、总能耗报表、部门能耗报表。 还可以生成水电部门收集的任意时段的水电能耗报表（见表1）、能耗总量报表（见表2）和水电能耗报表（见表3）。

5.2 提供能耗异常分析手段

能耗监控系统不仅简单地监控水、电、电等能耗数据，还可以在能耗异常时进行报警。 通过平台数据分析，还可以提供故障定位。 医院5号楼用水量监测如图4所示。

从8月3日开始，该楼的用水量急剧上升，直到8月7日开始趋于稳定。 与系统设定的往年同期用水量进行对比后发现，日均用水量较去年同期增加了60%。 %左右，平台报警，提示5号楼用水量异常。 管理人员根据报警情况立即检查5号楼周边管网。 半个月后，5号楼外地下水管发现爆管，经紧急抢修，9月份用水量回落至正常范围。

为医院节能方案提供数据支撑能耗监管系统实时采集数据，并对采集到的数据进行同比、环比分析，并根据对比结果结合实际能耗进行分析。 管理者可以根据不同的能源消耗问题制定不同的节能措施汽车工业的快速发展增加了我国的环境压力。 在响应可持续发展战略目标的今天，汽车改革已成为当前工作的重要任务。 新能源汽车逐渐成为汽车发展的新兴产业。 这是因为新能源汽车的研发可以有效减少石油等不可再生资源的消耗，推动汽车行业节能环保不断深入。

5.3 我国新能源汽车技术典型产品

混合动力汽车是两种或两种以上动力形式相结合提供动力的新型汽车，混合动力汽车的优点非常明显。 首先，它可以根据实际需要设置汽车内燃机的功率。 正常运行时，汽车消耗的能量较少，污染也较少，多余的电量可以用来给电池充电。 并且在慢速行驶状态下，可以直接关闭内燃机，以电池作为驱动源，从而有效减少污染物的排放。 另外，内燃机可以满足空调和供暖设备的运行需要，同时此类汽车运行过程中不会出现电池过充的情况。 能耗监控系统可以提供各方面的能耗监控。

对于节能管理，医院能源管理人员可以根据单位的作息时间，对不同作息时间段的能耗进行对比分析，并可以控制用能设备的待机能耗，从而制定提高医院能源利用率的相关措施。 管理政策提供可靠的数据支持； 在技​​术节能方面，能耗监测平台可以辅助医院平均节能效果。 通过能耗监测平台的数据比对，医院可以选择合适的节能产品并采取相关改造措施。 能耗监测平台提供的数据可以与改造前后的能耗数据进行对比，分项计量能耗监控系统提供的实时监测数据也可以验证节能效果客观反映和评价节能改造效果。 能耗监测平台可提供数据采集、数据分析和故障诊断，并可密切监测节能改造效果，多方向为管理者提供数据，以便管理者针对不同能源制定合适的节能方案-消耗单位以提高医院绩效。 能源效率利用。

6、安科瑞建筑能耗分析系统

6.1 概述

Acrel-建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统。 在电能管理系统的基础上，增加了水、气、煤、油、热（冷）等的集中采集和分析。 对能源消耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理者或决策者展示各类能源的使用情况和消耗情况，从而找出高耗能点或不合理的能源消耗习惯，有效节约能源，为用户提供进一步的效益为节能改造或设备升级提供准确的数据支持。 用户可以按照国家有关规定进行能源测算，分析现状、查找问题、挖掘节能潜力，提出可行的节能措施，并向县级以上节能管理部门提交能源测算报告等级。

6.2 应用地点

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等行业能耗监测管理的系统设计、建设和运维。

6.3 系统功能

6.3.1 系统概述

滚动显示平台运行状态、当月能耗换算、地图导航、每小时、每月能耗曲线、当日、当月能耗同比分析。

6.3.2 能源消耗概况

对比建筑物、部门、区域、支路、分类项的能耗，支持当日每小时趋势、当月每日趋势曲线、按时间段能耗统计对比、总量对比能源消耗同比。

6.3.3 能源消耗统计

以日报、月报、年报的形式对建筑物、区域、分项、支路等构筑物进行统计，进行分类能耗统计，支持报表数据导出至EXCEL，支持建筑物选型数据来生成直方图。

6.3.4 多费率统计

复费率报表按日、月、年对单栋楼下不同支路的峰、峰、平、谷用电及成本进行统计分析。 支持数据导出至EXCEL。

6.3.5 同比分析

通过日、月、年图表和报表相结合的方式，对建筑物、分项、区域、支路等能耗数据进行同比分析。

6.3.6 能量流图

能量流图展示了单个建筑在指定时间内各类能源从源头到末端的能量流向，支持按原值和折现值查看。

6.3.7 夜间能耗分析

夜间能耗可以以表格、曲线、饼图等形式对所选分支机构的能耗进行分类，并比较指定时段内工作时间和非工作时间的能耗，支持报告的导出。

6.3.8 设备管理

设备管理包括设备类型、设备台账、维护记录等功能。 协助用户合理管理设备，保证设备运行。

6.3.9 用户报告

用户报表自动统计所选建筑各能耗的环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，并提供单独的用电量多费率能耗分析，且报表可编辑。

七、系统硬件配置

八、结论

在节能降耗的大目标下，能效管理是物流保障的重要工作内容。 随着医院组织架构的不断改革，科室独立核算已是大势所趋。 建立能耗监测平台，严密监控各部门能耗数据，对数据进行分析处理，获取管理者所需的各种对比分析数据。 从医院层面来说，为管理者控制科室能耗提供了可靠的依据。 根据能耗数据，可以制定有针对性的节能降耗措施，从而规范医院后勤服务流程，提高工作效率，控制运营成本，保证服务质量。 ，协助管理决策，提高医院整体管理水平。

参考

[1] 严石，王金良，倪学勇，等.北京大学第三医院能耗监管系统的构建与应用[J]． 中国医院管理，2016，36（10）：73-75。

[2] 张玉斌，吕正飞，黄如春。 我院智慧能源管理平台探索与评价[J]. 科学管理，2016，31（4）：129-131。

[3] 罗明强，梁鹏。 实时能耗监测与能耗预测系统的研究与实现[J]. 计算机工程应用技术, 2014, 10(10): 6767-6770。

[4]高霞.医院能耗监测平台研究与应用[J].

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册。 2022.05 版。

当前，数字技术已成为帮助各行各业节能减排、践行“双碳”道路的有力支撑。 面对建筑业终端碳排放占全国碳排放总量50%，特别是商业建筑采暖、通风与空调系统（HVAC）能耗占全国45%以上的情况%，该领域的减碳路径受到了节能产业的影响。 受到广泛关注，已成为实现“双碳”目标的重要研究产业之一。

2023年6月12日，施耐德电气发布数字化“ and Edge”暖通空调节能解决方案产品™AI BOX（建筑节能盒子），以AI和数字孪生技术赋能，助力建筑行业领先一步在节能减碳方面。

人工智能赋能建筑减少碳排放

作为全球能源管理和自动化领域的数字化转型专家，施耐德电气认为，从终端应用侧充分了解负载需求，利用数字AI实现“上”，是暖通空调节能减碳的必由之路。 ——需求调整”。

新发布的BOX（建筑节能盒子）是利用数字孪生，通过综合数据映射、AI建模验证、系统优化、节能监测四大核心功能，降低建筑能耗、持续优化运行效率的典型案例。技术。 应用。

目前，数字孪生市场仍缺乏统一标准，各厂商技术实力和能力参差不齐。 但总的来说，数字孪生的应用层面大致可以分为五个层次，分别对应：数字世界映射现实世界、控制现实世界、预测现实世界、优化现实世界、与现实融合。世界。 但从实际情况来看，目前市面上的解决方案大多处于第二、第三层次，即基本实现了数据的感知和一定程度的预防性运维。

与目前大多数产品不同，AI BOX（建筑节能盒子）对于数字孪生技术的应用可以达到第四个层次，即实现虚拟世界到现实世界的优化。 其中，AI的融合是产品突破传统预测、实现业务优化的关键。 施耐德电气中国数字能效业务数字建筑营销部负责人魏坤指出，AI BOX（建筑节能盒子）是一款集“硬件+软件+交付+维护”于一体的一体化产品。 其软件部分基于数字孪生技术，内置模型和AI算法软件，可根据用户需求实现两项基本功能选择，一是智能能耗分析、系统节能减碳预测；二是智能能耗分析、系统节能减碳预测。 另一种是AI算法系统全局优化，运行参数由AI推荐，可以自动分配或手动选择执行。

“依靠我们自己的互联设备，一方面可以保证数据的准确性和实时性。另一方面，基于在能源领域的深耕，施耐德电气对逻辑有深刻的理解。能源消耗数据之间的关系。施耐德电气在清洗和分析方面具有更大的优势，以确保数字世界到物理世界业务优化的正确性。” 魏坤表示，“同时我们也将国家节能政策法规的要求与BOX产品研发结合起来，将行业发展与政策要求融为一体。”

多年来，施耐德电气始终坚持深耕建筑行业。 今年年初，施耐德电气荣获《智慧建筑》杂志（现更名为《绿色建筑与建筑》）2022年度中国智能建筑产业建筑园区智慧管控平台十大匠心产品品牌、建筑设备管理系统十大匠心产品品牌、建筑节能监管系统十大匠心产品品牌、信息与物联网系统十大匠心产品品牌四项产品品牌奖项充分验证了施耐德电气在行业的深厚积淀。智能建筑领域。

作为施耐德电气在建筑领域的招标案例，无锡工厂是施耐德电气全球五个“灯塔工厂”之一，也是最早应用AI BOX（建筑节能盒子）的成功案例之一到实际生产。

2021年，无锡工厂在应用 ™（EBO）系统后取得了一定的节能减排效果，但仍然更多地依赖于运维人员的现场操作和人工操作传输指令。 应用BOX（建筑节能盒子）后，在AI技术的加持下，工厂HVAC系统实现了内外温度的自动感知和命令的自动下发，通过预测供暖/冷却。

据施耐德电气无锡工厂安全环境与地产部经理陆克展介绍，在AI BOX（建筑节能盒子）的应用下，今年4月份无锡工厂空调能耗占比已从往年的40%左右下降到目前的36%。 %。

综合未来

作为传统电气巨头，依托“在中国、为中国”的发展理念，了解电力、能源消耗、需求已成为施耐德电气在国内市场的核心优势。

我们上面提到的EBO楼宇操作系统是施耐德电气™数字楼宇一体化解决方案中关注能耗的模块。 在未来规划中，施耐德电气拟将EBO楼宇操作系统、BOX（楼宇节能盒）与电能质量、用电安全相关解决方案相结合，实现楼宇暖通空调系统与强电系统的一体化管理。 全面节能减碳赋能。

“EBO楼宇操作系统和BOX（楼宇节能盒子）作为负载侧的运维管理工具，可以看作是连接强电和弱电的桥梁。未来实现与配电系统的交互后，更多节能减碳应用场景的出现。 施耐德电气数字能效业务产品经理陈毅表示。

同时，陈毅指出，正是基于当前数字技术和人工智能的发展，促使施耐德电气完成了BOX（建筑节能盒）的研发和推出。 针对建筑行业的节能减碳之路，施耐德电气未来将从可持续、坚韧、超高效、以人为本四个角度进一步推动产品研发的发展。

魏坤表示：“所谓韧性和效率工厂能耗管理系统如何降，是指系统出现问题时如何快速恢复；数字化和人工智能技术是以人为本、可持续发展的最佳工具。未来，施耐德电气将采取以上述方向为目标，付出更大的努力，努力奋斗。”