公共機(jī)構(gòu)能源動(dòng)態(tài)管控系統(tǒng)介紹

/國家城市能源計(jì)量中心（安徽）

0 引言

隨著城市的發(fā)展，我國公共機(jī)構(gòu)的能耗在建筑總能耗中的比重越來越大,特別是近十年來我國公共機(jī)構(gòu)的規(guī)模和數(shù)量都增長(zhǎng)極快,成為建筑中的用能大戶。因此，進(jìn)行公共機(jī)構(gòu)能耗狀況監(jiān)測(cè)以及節(jié)能技術(shù)在公共機(jī)構(gòu)中運(yùn)用的研究十分必要。公共機(jī)構(gòu)包括國家機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院及大量科研院所和公共事業(yè)單位等，其能耗總量一直呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是目前我國公共機(jī)構(gòu)的單位建筑面積能耗約為歐美發(fā)達(dá)國家的2至3倍，屬于能耗較高的領(lǐng)域，節(jié)能潛力巨大。

實(shí)現(xiàn)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能的前提是掌握公共機(jī)構(gòu)的建筑用能狀況，而實(shí)施公共機(jī)構(gòu)能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控是掌握公共機(jī)構(gòu)的建筑用能狀況的有效途徑，為此安徽省計(jì)量科學(xué)院所屬的國家城市能源計(jì)量中心（安徽）經(jīng)過反復(fù)地建模和研究，建立了公共機(jī)構(gòu)能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)。該平臺(tái)通過安裝具有遠(yuǎn)傳功能的計(jì)量器具，實(shí)時(shí)采集公共建筑用能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心匯總、存貯，并通過軟件系統(tǒng)對(duì)采集到的用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，尋找、挖掘用能環(huán)節(jié)存在的節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)公共機(jī)構(gòu)能耗的動(dòng)態(tài)管控[2]，從而實(shí)現(xiàn)了公共機(jī)構(gòu)的節(jié)能工作從定性管理為主向科學(xué)的量化管理模式轉(zhuǎn)變，對(duì)各地具有參考和借鑒價(jià)值。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 綜述

公共機(jī)構(gòu)能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)是指通過對(duì)公共機(jī)構(gòu)的建筑安裝分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置和傳感設(shè)備，采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)公共機(jī)構(gòu)建筑能源的輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷追蹤和匹配，以及用能設(shè)備工藝、邏輯和過程的自適應(yīng)控制和優(yōu)化，在滿足正常需求的前提下實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能減排。平臺(tái)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分：硬件系統(tǒng)主要由能耗監(jiān)控平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、電能表、水表等組成；軟件系統(tǒng)主要由公共機(jī)構(gòu)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件、機(jī)構(gòu)節(jié)能管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件等組成[3]。

1.2 平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

2 平臺(tái)功能

能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)是根據(jù)對(duì)公共機(jī)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)、所在地區(qū)氣候環(huán)境條件、設(shè)備運(yùn)行工況等建筑能耗的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)地給出用能方案。平臺(tái)具有以下基本功能。

2.1 能耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、報(bào)表生成及用能異常提醒功能

平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗相關(guān)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，如電量、水量、用氣量以及設(shè)備工況變化、負(fù)荷動(dòng)態(tài)變化、環(huán)境參數(shù)變化。根據(jù)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，平臺(tái)通過軟件計(jì)算，繪制出能耗實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線，并與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)計(jì)劃值進(jìn)行比較，給出能耗狀態(tài)分析報(bào)告，并能給出預(yù)警、報(bào)警信號(hào)，以及能耗運(yùn)行趨勢(shì)分析。

平臺(tái)可以實(shí)時(shí)提供符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，滿足公共機(jī)構(gòu)上報(bào)能耗數(shù)據(jù)的需求。包括可以生成針對(duì)不同機(jī)構(gòu)的分戶能耗報(bào)告；針對(duì)水、電、燃?xì)?、油等不同類別能源的分類能耗報(bào)告；針對(duì)不同設(shè)備、不同建筑、不同部門的分項(xiàng)能耗報(bào)告；針對(duì)年、月、日不同周期的分時(shí)能耗報(bào)告；針對(duì)同一監(jiān)測(cè)對(duì)象的歷年同比報(bào)告等[4]，以上報(bào)告可以從不同角度提供監(jiān)測(cè)對(duì)象的全面、準(zhǔn)確的能耗狀況，為尋找合適的節(jié)能措施提供數(shù)值依據(jù)。

可對(duì)用能異常狀態(tài)進(jìn)行提醒，如某設(shè)備能耗超過目標(biāo)設(shè)定值，或某設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為故障，平臺(tái)都具有報(bào)警和提醒功能。

圖1 能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)架構(gòu)

2.2 能耗對(duì)標(biāo)功能

平臺(tái)利用采集到的機(jī)構(gòu)類型、人數(shù)、公共機(jī)構(gòu)建筑面積、建筑結(jié)構(gòu)、負(fù)荷信息、環(huán)境參數(shù)（室內(nèi)溫度、室外溫度、冬夏季平均氣溫）等與能耗相關(guān)的信息，通過軟件計(jì)算出某公共機(jī)構(gòu)的單位建筑面積能耗、人均能耗。通過軟件設(shè)置監(jiān)測(cè)對(duì)象的這些指標(biāo)可以進(jìn)行同時(shí)段的比對(duì)，也可以與同類型建筑進(jìn)行比較。當(dāng)平臺(tái)積累了足夠多的同類建筑數(shù)據(jù)后就可以設(shè)立某類建筑的能耗標(biāo)桿值，以其作為參考值，供同類型機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)標(biāo)。

2.3 能耗管控功能

平臺(tái)終端將采集到的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，管理系統(tǒng)通過既有數(shù)據(jù)和方案，對(duì)大型設(shè)備如電梯組群、水泵、中央集中供暖系統(tǒng)給出實(shí)時(shí)控制方式，對(duì)能耗設(shè)備進(jìn)行智能化控制[5]?，F(xiàn)場(chǎng)工作站則可以對(duì)小型設(shè)備如照明、獨(dú)立空調(diào)等根據(jù)傳感器采集的環(huán)境參數(shù)給出實(shí)時(shí)控制方式，比如當(dāng)人離開房間后，人體監(jiān)測(cè)傳感器將在5 min后（時(shí)間可以自由設(shè)置）自動(dòng)關(guān)閉照明、空調(diào)、計(jì)算機(jī)等電源，達(dá)到節(jié)能的效果。

3 平臺(tái)的運(yùn)行及推廣

該平臺(tái)目前已在國家質(zhì)量檢驗(yàn)中心（安徽）穩(wěn)定運(yùn)行了近六年，平臺(tái)的功能及性能得到了驗(yàn)證：管控中心的運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，具有較高的自動(dòng)化程度，操作方便；可以幫助用能單位實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑能耗的集中監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)等功能；保證用能單位第一時(shí)間綜合掌握能源使用整體情況，充分了解自身能耗狀況，摸清產(chǎn)生能源浪費(fèi)的根源，為能耗監(jiān)管、節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。同時(shí)幫助用能單位及其員工養(yǎng)成節(jié)能的良好習(xí)慣。

該平臺(tái)的功能和用能管理的模式亦得到了安徽省行政管理部門的認(rèn)可和資金的支持獎(jiǎng)勵(lì)，并在省內(nèi)通過公共機(jī)構(gòu)能源審查、節(jié)約型公共機(jī)構(gòu)評(píng)選等途徑進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)推廣。省內(nèi)一些大型的公共機(jī)構(gòu)也陸續(xù)建立了能耗監(jiān)管平臺(tái)：醫(yī)院如安徽某大學(xué)附屬醫(yī)院、合肥市某醫(yī)院通過建立能耗監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)院所有建筑、重點(diǎn)用能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，對(duì)門診部、住院部、食堂等區(qū)域建筑能耗的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，做到了能耗的分類、分戶、分項(xiàng)計(jì)量[6]。學(xué)校如合肥某大學(xué)運(yùn)用教育部的專項(xiàng)資金建立了覆蓋到每個(gè)實(shí)驗(yàn)室、每個(gè)學(xué)生宿舍的能耗實(shí)時(shí)監(jiān)管平臺(tái)。機(jī)關(guān)如安徽省某市行政機(jī)關(guān)大廈作為新建建筑，建選時(shí)就進(jìn)行了能耗監(jiān)管平臺(tái)的規(guī)劃，不僅做到了能耗的分類、分戶、分項(xiàng)計(jì)量，而且對(duì)計(jì)算機(jī)、照明、空調(diào)等做到了智能化管控，在平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置后，人離開一定時(shí)間用能設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉。近年安徽省很多建立了監(jiān)管平臺(tái)的單位已先后被評(píng)為國家級(jí)節(jié)約型公共機(jī)構(gòu)示范單位。

同時(shí)安徽省建設(shè)部門正在落實(shí)將能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)的建設(shè)成本納入建設(shè)單位投資預(yù)算，將能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)驗(yàn)收作為工程驗(yàn)收重要內(nèi)容之一進(jìn)行同步驗(yàn)收。

4 結(jié)語

本文介紹了國家城市能源計(jì)量中心（安徽）在建設(shè)公共機(jī)構(gòu)能耗監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)工作中的一些探索和具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，供同行參考。公共機(jī)構(gòu)使用的是財(cái)政資金，更應(yīng)在工作和行動(dòng)上把節(jié)能減排工作落到實(shí)處，做好表率，而監(jiān)管平臺(tái)是個(gè)非常好的工具，值得推廣。