智能電表在建筑能耗檢測分項計量中的應用

朱偉聯(lián)（江蘇商貿職業(yè)學院，南通　226011）

智能電表在建筑能耗檢測分項計量中的應用

朱偉聯(lián)
（江蘇商貿職業(yè)學院，南通226011）

最近幾年來，我國對節(jié)能減排工作非常重視，電力分項計量日益成為高校節(jié)能減排工作的一項重要手段，簡述了如何實施電力分項計量選型方案及其發(fā)揮智能用途。

分項計量建筑智能電表能耗

判斷建筑是否節(jié)能或者能耗是否降低，應依據能源消耗數據。我院自2014年8月份對各辦公樓、教學樓、宿舍樓安裝了分項計量電力儀表。公共建筑面廣用電量大，作為共建和公共機構建筑能耗分項計量裝置安裝項目的基礎工作，必須進行科學長遠的規(guī)劃，提供直接數據為用電節(jié)能決策的制定提供參考。

分項計量電力儀表是在用戶安裝供電部門收費電表的基礎上，考慮內部電能計量與節(jié)能管理的需要，通過安裝電力儀表完成對各回路、各樓層或各功能區(qū)的分項電能數據的采集和電能分項計量。

1　公共建筑電能計量用能拆分

按照該建筑物耗能的基本情況，確定需要安裝分類能耗計量裝置的計量信息的，這些信息的盡可能包含該建筑的各種能耗總類，包括電、燃氣、集中供熱、集中供冷和其他能源。對于耗電計量，根據該建筑原有能耗線路、管路情況選擇合適的計量設備，回路的選擇盡可能包含分項能耗。能耗的分項計量考慮能計至各個用能系統(tǒng)，主要包括空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及辦公設備系統(tǒng)等。本系統(tǒng)對電量分拆成照明插座用電、空調用電、動力用電、及特殊用電，這四項進行計量，主要計量每個低壓變壓器的出線并安裝相應的電流互感器，供單位內部參考用電指標。

2　電力儀表在電能分項計量中的選型方案

電力儀表能高精度地測量所有常用的電力參數，具有紅外通信接口、監(jiān)測和計量三相電壓、三相電流、有功功率、有功電能、最大需量、總諧波含量的功能，與電表匹配的電流互感器精度等級不得低于0.5級。水的計量表采用具有數據遠傳功能，具有RS-485 M-BUS GPRS GSM等通信方式，掉電自動保護數據功能，具有抗磁性干擾功能，卡座抗攻擊保護功能?？梢暥雀叩腖CD來顯示儀表測量參數和電網系統(tǒng)的運行信息。

電力儀表種類繁多，功能也有所不同，應根據實際需要選擇合適的電力儀表，既滿足實際的需要，又能節(jié)省開支。

3　電能計量管理系統(tǒng)集成架構

本系統(tǒng)按照暖通空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、一般動力系統(tǒng)、特殊用能系統(tǒng)來考慮，總計安裝電表223塊。其中總表4塊，樓總表14塊，分表205塊。各表計通過數據采集器實施上傳至能耗監(jiān)測平臺。電表作為電力監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備，實現(xiàn)遠程數據采集與控制。

所謂系統(tǒng)的集成，是通過結構化綜合布線系統(tǒng)及計算機網絡技術，根據用戶的應用及需要，投人資金規(guī)模為出發(fā)點，綜合應用計算機網絡等相關技術，選擇各種軟硬件設備，經專業(yè)人員集成設計、安裝調試、應用、開發(fā)等大量技術性工作，將分離的電表組成相互關聯(lián)的統(tǒng)一協(xié)調的系統(tǒng)，使集成后的系統(tǒng)能滿足用戶的實際工作需要，使資源充分共享，實現(xiàn)了便利、集中高效的管理。

我院建筑電能管理系統(tǒng)是根據現(xiàn)場情況，采用現(xiàn)場總線以光纖環(huán)網等組網方式，實現(xiàn)了電能集中式抄表與電能分項計量相結合的功能。電力儀表的能耗管理系統(tǒng)是根據現(xiàn)場的實際情況、項目設計需求，選擇了不同項目的解決方案、電表的型號及系統(tǒng)的組網方式等。系統(tǒng)采用計算機、現(xiàn)場電力儀表的計量裝置為基本工具，實時了數據采集、遠程管理與控制為基礎平臺，實現(xiàn)了檢測、控制與電能管理系統(tǒng)的統(tǒng)一。

考慮到采集點的數量，系統(tǒng)采用了傳輸速度快的網絡設計，保證了信息數據的及時有效，同時系統(tǒng)避免采用輪巡的方式進行點點操作，系統(tǒng)具備自動平行數據上傳和對多個遠程采集點并行數據獲取的功能。電力儀表采用屏蔽雙絞線與計算機等組成一個后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對配電系統(tǒng)的監(jiān)控和電能分項計量的管理，主要功能如下：

（1）電能管理。該項目涉及的電表，具有多功能的三相電，主要計量每個低壓變壓器的出線并安裝相應的電流互感器。電表運行狀態(tài)監(jiān)測，事件記錄等。

（2）報表管理。能提供各種報表功能、監(jiān)測數據，并通過報表形式進行管理。日報表、月報表、年報表以及綜合報表等一覽無余，各回路數、時間均可根據實際需要自行選擇查詢。另外可對建筑物內照明、動力、空調、插座、特殊用電等所有設備的用電量進行記錄與統(tǒng)計，實行分項用電量。

（3）圖形顯示。以圖形形式，實時顯示了現(xiàn)場電力設備的運行狀態(tài)以及各種測量數值。

（4）曲線功能。通過曲線監(jiān)視回路的電流等參數變化趨勢來顯示測量值的歷史曲線及實時曲線。

（5）安全性、可維性。系統(tǒng)對數據的安全給予了高度重視，采取了防范措施，防止非法入侵。另外，對內部員工以及調度客戶加強權限管理控制，避免用戶能夠操作到超越權限的數據。提供系統(tǒng)自動恢復功能。對系統(tǒng)的數據采集進行實時顯示、存儲，電能數據可存儲數年以上，實現(xiàn)數據資源的共享。

（6）打印、導出。本系統(tǒng)所有報表及界面均可打印，或以Excel、Word格式進行導出，使用很便捷。

4　學院裝表分析

我院教學樓、宿舍樓、辦公樓組成的公共建筑，總建筑面積150000m2。變配電管理系統(tǒng)包括變電所高低壓開關柜內安裝的所有微機保護裝置、電力儀表以及樓層配電間安裝的帶通信功能的ADL系列導軌式電能表。根據學院需要，對各大樓內各配電間、各用電分支進行單獨計量。因此，根據項目的設計需求，監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)對建筑物內所有配電間的智能儀表進行集中監(jiān)控。在中控室對各配電間各回路的用電狀況實行集中監(jiān)測，并進行數據庫的存儲，自動生成電能分項計量統(tǒng)計報表（用電的日報表、月報表、年報表等）。

該系統(tǒng)所有終端設備及計量裝置應滿足《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數據采集技術導則》的規(guī)定要求，保留有數據采集接口，物理接口規(guī)范盡可能采用數據通信接口。在條件不能滿足的情況下再選擇模擬量接口、脈沖接口。數據遠傳應使用基于IP協(xié)議的數據網絡，在傳輸層使用TCP協(xié)議，TCP連接建立后，數據中心應對數據采集器進行身份認證。數據采集器和數據采集中心之間傳輸的數據和命令應進行加密，身份驗證完成后，數據中心通過心跳包對數據采集器進行授時，并校驗數據采集模式。在主動定時發(fā)送模式下，當網絡發(fā)生故障時，數據采集器應存儲未能正常實時上報的數據，待網絡連接恢復正常后進行續(xù)傳。本系統(tǒng)采用計算機作為監(jiān)控主機，并附帶液晶顯示器、打印機等設備。實現(xiàn)對現(xiàn)場各回路、各樓層的電能分項計量。

監(jiān)控室主機通過現(xiàn)場設備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對各用電回路的數據采集，信息經分析、處理，以報表、圖形等多種形式供值班人員參考，以及時發(fā)現(xiàn)、糾正用電浪費現(xiàn)象，從而達到節(jié)能的目的，該系統(tǒng)設有電能分項計量查詢表，可直觀地顯示各分項用電的使用情況，配電間內電能分項計量的示意圖，及分項用電量的百分比。

5　結語

電力儀表對電能分項計量，不僅能實時顯示用電狀況，而且具有網絡通信功能，與計算機等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對采集數據的分析、處理，便于電能的遠程抄表與分析研究，有助于建設節(jié)能型、生態(tài)型、信息化的智慧校園。

［1］周中，杜毅威，杜運東.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2010，（8）.

［2］吳文英，杜運東，姜園.談電力儀表在建筑節(jié)能計量中的應用［J］.建筑節(jié)能，2010，（6）.

［3］龔攀峰.OPC技術在建筑能源監(jiān)測系統(tǒng)中的應用［J］.信息技術，2012，（4）.

［4］胡延凱，張永堅，賈繼鵬.公共建筑能耗數據采集與信息處理一體化研究［J］.建筑電氣，2015，（1）.

朱偉聯(lián)（1958-），男，江蘇商貿職業(yè)學院技師。