江苏安科瑞电器制造有限公司-5000型建筑能耗监测系统

2023-07-21

江苏安科瑞电气制造有限公司范洪波///

摘要：大型公共建筑总面积不到城市建筑总面积的4%，但其能源消耗总量却占全国城市用电量的22%。 大型公共建筑单位面积年用电量达到普通住宅建筑的70-20倍。 公共建筑是节能大户，也是节能重点。 做好公共建筑节能工作，对于推动和带动全社会节能工作，实现节能减排目标，实施“转方式调结构”重大战略具有重要意义。 本文介绍了西安高新区第十一小学的能耗监测系统。 智能电表用于采集配电现场的各种用电参数。

关键词：大型公共建筑； 能耗监控系统； ACREL-5000；

1 简介

目前，我国是世界第二大能源生产国和消费国。 统计数据显示，我国建筑能耗约占全国能源消费总量的28%。 我国每年新建的20亿平方米建筑中，99%是高能耗建筑； 而现有建筑中只有4%采取了节能措施。 大型公共建筑不仅能耗密度高，而且能源浪费严重，节能空间巨大。 推进建筑节能势在必行，节能降耗首先要抓好。

大力开展绿色建筑行动，以绿色、循环、低碳理念引导城乡建设，有利于提高资源能源利用效率，缓解资源能源供需紧张； 有利于降低社会能源消费总量，减少污染物排放，确保完成节能减排任务； 帮助推动建筑业优化升级，培育节能环保、新能源等战略性新兴产业； 有利于提高建筑的舒适度和健康度，改善群众的生产生活条件。 各级各部门要把绿色建筑行动作为大力推进生态文明建设的重要组成部分，进一步增强责任感和紧迫感，统筹谋划，狠抓落实，推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道，促进经济社会全面协调可持续发展。

2 设计依据

GB-T 15587-2008《工业企业能源管理导则》

《企业合理用电评价指南国标》

《企业节能规划通则》

《企业能源审计技术通则-GB》

-2009年《能源管理体系要求》

GB-50052-2009《供配电系统设计规范》

DL/T 645-1997 多功能电能表通信规约

DL/T 645-2007 多功能电能表通信协议

CJ/T 188-2004 家用计量仪表数据传输技术条件

GB/T 19582-2008 基于协议的工业自动化网络规范

3 项目概况

西安高新区第十一小学位于西安长安区定坤池三路。 本项目设有变压器、配电室。 变配电室低压进线柜上安装的11-E4多功能表和98-E4多功能表能源能耗管理系统报价，经第三方电力监控系统采集数据后，通过-TCP协议转发至能耗系统。

背景位于配电室。 根据本项目的性质，设计了一套能耗体系，数据采集后，按照能耗分类分项的原则进行分析。

本项目重点解决能源消耗基础数据的智能化、自动化、可视化、可量化的采集和存储； 建立能源管理平台，实现能源集中管理； 深入分析能源消耗过程和趋势； 建立能源消费监测和公示平台。 通过电能介质的统一综合管理，可以查询和分析各区域设备的能源使用情况，帮助管理者发现潜在的节能机会，最大限度地提高能源利用效率，科学有效地管理能源使用情况，从而降低能源使用成本，为建设节约型社会发挥作用。

4 系统架构

Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以工作站主机、通信设备、测控单元为基础工具，为大型公共建筑的实时数据采集和远程管理提供基础平台。 可与其他楼宇自控系统进行数据转发，组成复杂的监控系统。 能耗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：

系统结构图

5 系统软件模块

反映当年各类建筑能耗及折算标准煤的综合能耗，并计算单位面积能耗；

能耗主要通过电表计量，界面底部显示电能按天的能耗曲线； 点击各能耗类别上方区域，跳转至该类别能耗分析主界面；

可通过下拉框切换建筑，可根据项目需求更换建筑图片；

反映当日、昨天同期、同月、上月同期、本年同期、上年同期某类能源消费（如电）能源消费量及比较、增长百分比和增加值；

反映某类能源消耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的能源消耗趋势；

反映具体能源消耗项目的当月能源消耗情况饼图；

反映全年各月份某类别能源消费量同比分析图；

灵活选择支路，可统计一定时间内支路日、月、周、季、年的能耗情况；

通过数据透视表的强大功能，用户可以进行各种数据统计，并对数据进行组合和排序；

统计数据可以以柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表方式展示；

统计数据可导出Excel；

统计各分支机构工作日和非工作日的能耗，非工作日可通过系统灵活设置

统计数据可导出Excel；

统计各支路当年月能耗及上年同期能耗；

任意两次查询各支路的电表读数，并计算差值；

时间精确到分钟；

可查询任意支路在一定时间内的能耗参数（如电压、电流、功率、功率因数等）。 具体可查询的参数与安装的仪器和系统配置有关，且查询不能跨月；

数据以图表或表格的形式展示，图表可通过鼠标操作进行放大、缩小、移动； 数据可排序（最大值、最小值）； 数据可以导出到Excel。

按照相关技术规范配置建筑物的基本信息，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的能耗；

配置项目中使用的仪表的类型、型号、厂家等基本信息，并添加该类型仪表能够提供的监测参数信息。 这里的配置影响能耗统计、分时段能耗统计、参数查询功能；

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

配置分项能耗统计涉及的计量、比例、计算方法等信息，可根据项目情况灵活配置。 这里的配置信息会影响分项能耗分析模块中各能耗类别的功能；

配置各部门能耗对应的计量仪器、计算方法、比例及部门能耗计划。 完成本次配置后，部门能耗分析功能模块将启用；

配置建筑物内用能面积对应的计量表、计算方法和比例。 完成此配置后，区域能耗分析功能模块将启用

6 展望

根据西安高新区第十一小学项目能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型进行统一分析。

7 结论

大型公共建筑总面积不到城市建筑总面积的4%，但能源消耗总量却占全国城市用电量的22%。 大型公共建筑单位面积年用电量达到普通住宅建筑的70-20倍。 公共建筑是节能大户和节能重点。 做好西安高新区十一小学项目节能工作，对于推动和带动节能工作、实现节能减排目标具有重要意义。

参考：

技术要求[2008]114号文件

微博：安科睿范洪博

摘要：本文以降低城市污水厂电能消耗为目的，对污水厂电能节约问题进行了简要探讨，并提出了降低能耗的策略，现分享给相关人员，以供参考。 从电气设计到电气运行管理等，通过优化设备并采取相应措施，可以实现能耗的有效控制，达到节能的目的。 结合具体研究，现作如下讨论。

关键词：城市； 污水处理厂； 电能消耗

0 前言

随着污水产生量的不断增加和环保要求的不断提高，污水处理厂的数量不断增加。 从污水处理厂的实际运行来看，在实现污水处理的同时，还需要消耗大量的能源。 按介质划分，能源消耗主要包括燃料、电能和化学品。 其中电能的消耗占能源消耗总量的60%~90%，做好这部分的节能工作意义重大。

1 课题研究意义

目前，城市污水、废水量不断增加。 为满足污水处理的基本需要动力车间能耗管理系统，各地都在积极开展污水厂建设，努力通过污水处理保护水环境、控制水污染。 从污水处理厂运行情况来看，存在能耗大、电气节能技术水平不高、工厂经济效益不高等问题，进而影响效益。的污水处理工作。 基于此，深入分析该课题并提出有效的电气节能技术措施具有重要意义。

2 城市污水厂减少电能节能要点分析

2.1 照明系统

污水厂综合楼及进出水在线监测室照明设备应采用节能荧光灯。 例如，选择三基色细​​管直管荧光灯作为照明光源，配备节能电子镇流器，可以达到良好的节能效果。 室外照明，池顶照明采用金属柱灯和高压钠灯，可达到节能降耗的目的。 对于室外道路照明，采用庭院灯+高压钠灯可以达到良好的节能效果。

2.2 电气系统

通过计算负荷来选择变压器安装方式。 根据标准和实际需要，所选变压器的负载率应在60%~70%范围内，以实现变压器运行损耗的有效控制。 同时要考虑经济、损失等因素。 选用杆上油浸式变压器，负责为建筑物单体用电设备及污水处理工艺设备供电。 结合实际情况，可选用柴油发电机组供电，保证厂区二次负荷。 杆上变压器装置上安装计量柜，杆上变压器配电箱内设置补偿装置。 补偿后低压侧功率因数即可达标。

2.3 电路节能

从控制电能消耗的角度来看，线损是问题所在，必须采取有效的解决方案，才能实现电能消耗的有效控制。 通过分析可知，三相负载不平衡会给线路运行造成较大损耗，因此有必要对其进行优化。 在具体布局中，应遵循三相负载平衡的原则，电气线路的布局应达到平衡状态，减少负载带来的能耗。 另外，根据工艺操作的电力负荷和用电情况，控制好输电导线类型的选择和截面积的计算，确保操作的合理性和安全性。

3 城市污水厂电能消耗降低策略综述

3.1做好供配电系统节能工作

本部分能耗控制采用以下方法： (1)无功补偿。 结合流程的运行情况，选择集中补偿或分散补偿。 以分散补偿为例，通过在用电设备中配置相应的电容器，提高低压线路并网运行的功率因数，可以实现线损的控制，但变压器的铜损控制难度较大。 集中补偿可以减少铜损，可以通过在负荷中心设置低压配电室来实现集中补偿。 (2)减少线路损耗。 推广使用铜芯电缆，控制线路总长度和截面尺寸，实现有效控制线路损耗、节约成本。 (3)电机节能。 通过优化水泵装置等电机设备的方式，推广使用PLC变频控制技术，可以实现该部分的能耗控制。

3.2 优化污水处理工艺

当前，污水处理工作的要求不断提高。 为了达到处理标准，许多工厂需要购买新设备并引入新的污水处理工艺，以提高污水处理能力水平，同时降低综合能耗。 立足污水处理工艺应用流程，积极推广变频调速技术，开展电气技术改造工作。 借助该技术，可以增加污水处理量，减少电能消耗，实现节能。 同时可以减少电费开支，促进处理厂经济效益的提高。

3.3 优化节能设备

从耗电量的原因来看，各种设备的运行是主要因素，比如所使用的风机、水泵等，可以有效控制电力的使用。 例如，风机、水泵在实际运行时，往往是满负荷运行，设备的实际负荷明显低于设计值，这使得污水处理过程的能耗相对较高，能源消耗也比较大。利用率很低，造成电能的浪费。 基于此，需要对节能设备进行优化，推广变频节能设备的应用，利用计算机模糊控制理论，通过提高设备运行效率来实现对设备运行负荷的有效监控。 等操作调整，降低能耗，增强工艺操作节能效果。

3.4 照明节能

污水厂运行过程中，照明能耗较大，是降低能耗的一个环节。 在实践中，采取有效的照明节能措施，可以取得良好的节能效果，实现成本的有效控制，提高运行效率。 首先，光源是优选的。 从建设的角度来看，通过工厂环境的合理建设，使光源充足，保证达到照明和节能的目的。 推广使用节能效果较好的光源，如窄径荧光灯、高压钠灯等。 其次，推广使用电子镇流器、低能耗镇流器等节能光源配件，实现线损控制，增强供电效果。 最后，优化照明控制系统。 在保证照明需求的前提下，推广采用声光控制方式，降低灯具耗电量，增强节电效果。

4 -SW智慧水务能效管理平台

4.1 平台概述

安科瑞电气拥有从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态系统。 -SW智慧水能效管理平台在污水厂源头、管网、负荷、存储、收费等各个关键节点安装保护、监控、分析。 、处理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，监测主要耗能设备能效，保障污水厂安全可靠运行，提高污水能效工厂，为污水处理能效管理提供科学、完善的解决方案。

4.2 平台构成

智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖水务中压变配电系统、电气安全、应急供电、能源管理、照明控制、设备运维等等，贯穿水务能源 通过一套平台和一个APP，帮助运维管理人员实时了解水务配电系统的运行状态，可应用于水务物流的管理需求根据主管部门的规定。

4.3 平台拓扑

4.4 平台子系统

4.4.1 变电站综合自动化系统及电力监控

对水配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和电弧保护，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，并对异常情况及时预警。

监控变压器、水泵、风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负载率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

4.4.2 电能质量监测与控制

供水系统中大量的大功率电机和水泵造成配电系统中产生大量谐波。 通过监测配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容限指标来分析电能质量，并配置相应的电能质量控制措施，提高供电的电能质量。

4.4.3 电机管理

电机监控实现水务电机的保护、遥测、遥信、遥控功能。 电机保护器可以对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。 准确反映故障状态、故障时间、故障部位及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。 同时支持与PLC、软启动、变频器等配合，实现对电机的自动或远程控制，监视和控制各种工艺设备，保证正常生产。

4.4.4 能源管理

建设水务计量系统，展示水务能源流向和能源消耗情况，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。

将所有与能源相关的参数集中在一个看板中，从多个维度进行对比分析，实现各工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控全厂的能耗、能源成本、标煤排放等。

污水厂、水厂、水泵站等水务、电、水、气、冷、热等能耗数据统计，同比对比分析，计算能耗总量和能源强度，计算标准煤和CO2排放量的统计趋势。

能效分析按照三级测量框架进行，满足能源管理体系的要求。 可以分析各车间/职能部门的能效水平，如同比、环比、对标等。通过污水处理产量和系统采集的能耗数据，形成趋势图污水单耗中产生污水单耗，并进行同比和环比分析。 同时，污水单耗对标行业/国家/国际先进指标，方便企业根据产品单耗调整生产工艺，从而降低能耗。

4.4.5 智能照明控制

系统为污水厂、水厂、水泵站等提供照明控制管理解决方案，支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式。 自动识别日出日落时间实现自动控制功能，尽可能利用自然光，实现室内及工厂照明的智能控制，达到安全、节能的目的。

4.4.6 电气安全

(1)电气火灾监控

监测配电系统电路的漏电流和电缆温度，实现污水厂、水厂、水泵站的电气安全预警。

（二）火灾应急照明及疏散指示

根据预先设定的应急预案，快速启动疏散预案，引导人员疏散。 系统接入消防应急照明指示系统的数据，通过平面图显示疏散指示灯的工作状态和异常情况。

(3)消防设备电源监控

监测消防设备工作电源是否正常，确保发生火灾时消防设备能够正常投入使用。

(4)防火门监控系统

防火门监控系统集中控制各终端设备，即防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放装置的工作状态，实时监控疏散通道内防火门的开启、关闭及故障状态，并显示终端设备的开路、短路等故障信号。 系统采用第二消防总线将具有通信功能的监控模块相互连接。 当终端设备出现短路、断路等故障时，防火门监控器可发出报警信号，指示报警位置并保存报警信息，确保用电安全。 可靠性。

4.4.7 环境监测

污水厂、水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、水浸、视频、UPS电池房可燃气体浓度显示及预警，保障污水厂、水厂、水泵站安全运行，当可燃气体或有害气体浓度超标时，可自动启动排风机或新风系统，消除隐患，保持良好的水处理环境。

4.4.8 分布式光伏监控

实时监测低压并网柜各路电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态，逆变器运行监测，输入直流电压、直流电流、直流功率对逆变器直流侧各光伏组串、逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电量、累计发电量进行监测，并将上述监测参数的历史数据绘制成曲线线。

结合厂区实际分布，平台通过3D或2.5D平面图展示屋顶、车棚分布式光伏组件的分布情况，显示汇流箱位置、并网点以及各个屋顶的装机容量。

4.4.9 过程模拟监控

平台通过2D、3D实时监控粗筛、污水提升、细筛、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、氯接触消毒、污泥浓缩过滤、生物除臭等工艺设备的运行状态方法 。 在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸砂泵、挖泥泵等低压电机控制柜或低压馈电柜安装电机保护，防止短路、过流、过载、启动超时、缺相、不平衡、低功率、接地/漏电、TE保护、堵转、逆序、温度等保护及外部故障连锁停机，配合PLC、软启动、变频器等.实现电机的自动或远程控制，监视和控制各种工艺设备，保证正常生产。

4.5 相关平台部署硬件选型列表

4.5.1电力监控、电能质量、电机管理及配电室环境监控系统

5 结论

综上所述，降低城市污水厂电能消耗对于提升电厂运行效率具有重要意义。 结合实例，分析了如何降低城市污水厂的电能消耗，总结了电气节能措施，主要有：优化污水处理工艺、优化节能设备等。采取节能措施，降低能耗，提高能源利用率，增加污水厂效益，充分发挥污水厂的价值和作用。

安科锐侯文丽