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1 概述
能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)是(shi)以(yi)幫(bang)助(zhu)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)在(zai)擴(kuo)大(da)生(sheng)產(chan)的(de)同(tong)時(shi),合(he)理(li)計(ji)劃(hua)和(he)利(li)用(yong)能(neng)源(yuan),降(jiang)低(di)單(dan)位(wei)產(chan)品(pin)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao),提(ti)高(gao)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)為(wei)目(mu)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)管(guan)控(kong)係(xi)統(tong)。
tongguonengyuanjihua,nengyuanjiankong,nengyuantongji,nengyuanxiaofeifenxi,zhongdiannenghaoshebeiguanli,nengyuanjiliangshebeiguanlidengduozhongshouduan,shiqiyeguanlizheduiqiyedenengyuanchengbenbizhong,fazhanqushiyouzhunquedezhangwo,bingjiangqiyedenengyuanxiaofeijihuarenwufenjiedaogegeshengchanbumenchejian,shijienenggongzuozerenmingque,cujinqiyejiankangwendingfazhan。
能源管理係統的基本管理職能:
●能源係統主設備運行狀態的監視
●能源係統主設備的集中控製、操作、調整和參數的設定
●實現能源係統的綜合平衡、合理分配、優化調度。
●異常、故障和事故處理。
●基礎能源管理。
●能源運行潮流數據的實時短時歸檔、數據庫歸檔和即時查詢。
在我國的能源消耗中,工業與大型公建是我國能源消耗的大戶,能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右,而不同類型工業企業的工藝流程,裝置情況、產品類型、能源管理水平對能源消耗都會產生不同的影響。建設一個全廠級的集中統一的能源管理係統可以完成對能源數據進行在線的采集、計算、分析及處理從而實現對能源物料平衡、調度與優化、能源設備運行與管理等方麵發揮著重要的作用。
能源管理係統(簡稱EMS)是企業信息化係統的一個重要組成部分,因此在企業信息化係統的架構中,把能源管理作為MES係統中的一個基本應用構件,作為大型企業自動化和信息化的重要組成部分,安科瑞(Acrel)公司的Acrel-5000產品以實時數據庫係統為核心可以從數據采集、聯網、能源數據海量存儲、統計分析、查詢等提供一個EMS的整體解決方案,達到公司調度管理人員在能源管控中心實時對係統的動態平衡進行直接控製和調整,達到節能降耗的目的。
2 係統軟件
Acrel-5000能耗監測係統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,為大型公共建築的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控製提供了基礎平台,它可以和檢測、控製設備構成任意複雜的監控係統。該係統主要采用分層分布式計算機網絡結構,一般分為三層:站控管理層、網絡通訊層和現場設備層,如圖1所示。
圖1 係統結構圖
1)站控管理層
站zhan控kong管guan理li層ceng針zhen對dui能neng耗hao監jian測ce係xi統tong的de管guan理li人ren員yuan,是shi人ren機ji交jiao互hu的de直zhi接jie窗chuang口kou,也ye是shi係xi統tong的de最zui上shang層ceng部bu分fen。主zhu要yao由you係xi統tong軟ruan件jian和he必bi要yao的de硬ying件jian設she備bei,如ru工gong業ye級ji計ji算suan機ji、打印機、UPS 電源等組成。監測係統軟件具有良好的人機交互界麵,對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理,並以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
監控主機:用於數據采集、處理和數據轉發。為係統內或外部提供數據接口,進行
係統管理、維護和分析工作。
打印機:係統召喚打印或自動打印圖形、報表等。
模擬屏:係統通過通訊方式與智能模擬屏進行數據交換,形象顯示整個係統運行狀況。
UPS:保證計算機監測係統的正常供電,在整個係統發生供電問題時,保證站控管理層設備的正常運行。
2)網絡通訊層
通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁,負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時,轉達上位機對現場設備的各種控製命令。
通訊管理機:是係統數據處理和智能通訊管理中心。它具備了數據采集與處理、通訊控製器、前置機等功能。
以太網設備:包括工業級以太網交換機。
通訊介質:係統主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。
3)現場設備層
現場設備層是數據采集終端,主要由智能儀表組成,采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控製器構成數據采集終端,向數據中心上傳存儲的建築能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務,其監測的能耗數據必須完整、準確並實時傳送至數據中心。
3 能源管理係統與能耗監測係統的功能
3.1能源管理功能
3.1.1數據的采集和存儲
數shu據ju的de采cai集ji和he存cun儲chu是shi整zheng個ge係xi統tong的de基ji礎chu,沒mei有you大da量liang的de數shu據ju就jiu無wu法fa進jin行xing有you效xiao的de分fen析xi,沒mei有you有you效xiao的de分fen析xi就jiu無wu法fa得de到dao正zheng確que的de能neng源yuan管guan理li措cuo施shi。數shu據ju可ke通tong過guo建jian築zhu設she備bei管guan理li係xi統tong(BAS係統)采集。
數據內容主要包括:建築物環境參數、設備運行狀態參數、各設備能耗數據等。獲取的參數越多、運行的周期越長,越容易得到準確的結論。但若參數過多,又會造成建設成本的大量增加,因此可根據各建築物的具體情況把數據分為:係統運行所必須的基礎數據和輔助數據(可選數據),在管理效果和建設成本間取得平衡。
3.1.2建築物參照模型和能耗計算
按照世界能源委員1979年提出的“節能”定義:采取技術上可行、經濟上合理、環境和社會可接受的一切措施,來提高能源資源的利用效率。即盡可能地減少能源消耗量,生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品;或者是以原來同樣數量的能源消耗量,生產出比原來數量更多或數量相等質量更好的產品。以此延伸開來,建築物的節能可以定義為:在zai基ji本ben不bu影ying響xiang建jian築zhu物wu功gong能neng和he舒shu適shi性xing的de前qian提ti下xia,盡jin量liang減jian少shao能neng耗hao。所suo以yi,判pan斷duan一yi個ge建jian築zhu物wu節jie能neng與yu否fou,節jie能neng多duo少shao需xu要yao有you個ge參can照zhao物wu,通tong過guo和he參can照zhao物wu比bi較jiao才cai能neng得de出chu結jie論lun。對dui於yu改gai造zao的de建jian築zhu,通tong常chang可ke以yi用yong同tong一yi氣qi候hou條tiao件jian下xia的de曆li史shi能neng耗hao數shu據ju作zuo為wei參can照zhao。而er新xin建jian建jian築zhu則ze相xiang對dui比bi較jiao複fu雜za,日ri前qian在zai實shi際ji工gong程cheng中zhong常chang見jian下xia列lie幾ji種zhong方fang式shi:
類比法:以類型、規模、功能相仿的建築的能耗作為參照。主要適用於連鎖酒店、連鎖超市、連鎖商場等建築條件相仿,管理模式相同的同一集團或管理公司旗下的建築物。
測試法:在建築物正常運行後,分別在各氣候條件下測試采取能耗管理措施和未采取措施的日能耗數量。通常可以在夏、冬兩季各選擇數天,采取隔日測試法,即第一天,測試采取能源管理措施日能耗量;第二天,關閉能源管理軟件測試日能耗量;以此類推。這種方式缺陷是測試的時間跨度偏長。
計算法:通tong過guo為wei建jian築zhu建jian立li模mo型xing,設she定ding參can數shu,模mo擬ni計ji算suan出chu該gai建jian築zhu物wu的de能neng耗hao。這zhe種zhong方fang式shi優you點dian很hen明ming顯xian,通tong過guo模mo型xing能neng對dui建jian築zhu物wu的de各ge設she備bei能neng耗hao全quan麵mian計ji算suan,為wei能neng耗hao管guan理li提ti供gong方fang向xiang性xing指zhi導dao。但dan采cai用yong不bu同tong的de軟ruan件jian計ji算suan出chu的de能neng耗hao值zhi有you差cha距ju,目mu前qian對dui計ji算suan出chu的de能neng耗hao值zhi的de準zhun確que性xing和he權quan威wei性xing均jun存cun在zai爭zheng議yi,計ji算suan結jie果guo能neng否fou作zuo為wei節jie能neng合he同tong內nei的de節jie能neng率lv計ji算suan依yi據ju是shi主zhu要yao的de分fen歧qi點dian。
3.1.3能耗數據分析
通過對建築的能耗數據統計、分fen析xi,結jie合he模mo型xing建jian築zhu物wu能neng耗hao對dui比bi,確que定ding建jian築zhu物wu能neng耗hao對dui比bi,確que定ding建jian築zhu物wu的de能neng耗hao狀zhuang況kuang和he設she備bei能neng耗hao效xiao率lv,從cong而er提ti供gong建jian築zhu物wu能neng源yuan管guan理li優you化hua措cuo施shi。能neng耗hao數shu據ju分fen析xi模mo塊kuai是shi能neng耗hao管guan理li軟ruan件jian的de精jing髓sui所suo在zai,目mu前qian市shi場chang上shang各ge家jia軟ruan件jian的de算suan法fa不bu盡jin相xiang同tong,其qi效xiao果guo還hai需xu市shi場chang驗yan證zheng。然ran而er,以yi模mo糊hu語yu言yan變bian量liang及ji模mo糊hu邏luo輯ji推tui理li為wei基ji礎chu的de計ji算suan機ji智zhi能neng控kong製zhi技ji術shu的de發fa展zhan將jiang極ji大da推tui動dong能neng源yuan管guan理li水shui平ping。
3.1.4能源控製和管理
建築物的節能措施主要通過建築設備管理係統(BAS係統)來執行。能源管理平台和BAS係統的完美結合,是能源控製和管理措施實現的保障。目前,能源管理和BAS還分屬不同智能化係統,兩係統的相互融合應該是智能化係統發展的方向。
3.1.5能源管理報表
用表格和圖片的形式體現建築物的能源使用情況、設備能耗、設備運行效率、能耗曆史曲線等,以適應不同人群的需求。係統一般應能提供WEB服務,獲得授權許可的遠程用戶能通過瀏覽器了解建築物的能源使用狀況。
3.2能耗分析軟件功能
Acrel-5000建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)分(fen)析(xi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)包(bao)括(kuo)人(ren)工(gong)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)和(he)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)。通(tong)過(guo)人(ren)工(gong)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)包(bao)括(kuo)建(jian)築(zhu)基(ji)本(ben)情(qing)況(kuang)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)指(zhi)標(biao)和(he)其(qi)它(ta)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)方(fang)式(shi)采(cai)集(ji)的(de)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju),如(ru)建(jian)築(zhu)消(xiao)耗(hao)的(de)煤(mei)、液化石油、rengongmeiqidengnenghaoliang。tongguozidongcaijifangshicaijideshujubaokuojianzhufenxiangnenghaoshujuhefenleinenghaoshuju,youzidongjiliangzhuangzhishishicaiji,tongguozidongchuanshufangshishishichuanshuzhishujuzhongxin。
3.2.1大型公建或樓宇建築的信息管理
係統提供標準的手工信息錄入界麵,可對各棟監控建築的基本信息進行整理和錄入,並支持手工錄入曆史能耗數據的功能。
Acrel-5000建築能耗分析管理係統的數據庫建立也完全依據114號文,根據建築的使用功能和用能特點,將國家機關辦公建築和大型公共建築分為如下8類:
1、辦公建築 2、商場建築
3、賓館飯店建築 4、文化教育建築
5、醫療衛生建築 6、體育建築
7、綜合建築 8、其它建築
3.2.2能耗數據的實時監測
係統采集站定時采集各監控點的儀表參數並上傳至本地建築能耗分析管理係統數據庫,用戶可於當地實時查詢能耗監測情況。
3.2.3建築分類能耗分析
係統在完成數據處理與上傳的同時,將建築能耗進行分類分析,該部分功能符合114號文的定義,即將建築能耗分類為如下六類:
1、耗電量
2、耗水量
3、耗氣量(天然氣量或者煤氣量)
4、集中供熱耗熱量
5、集中供冷耗冷量
6、其他能源應用量(如集中熱水供應量、煤、油、可再生能源等)
3.2.4電量分項能耗分析
照明插座用電:為建築物主要功能區域的照明、插座等室內設備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電。
空調用電:主要包括冷熱站用電、空調末端用電。
動力用電:主要包括電梯用電、水泵用電、通風機用電。
特殊用電:主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、遊泳池、健身房或者其他特殊用電。
建築總能耗為建築各分類能耗(除水耗量外)所折算的標準煤量之和。
總用電量=∑各變壓器總表直接計量值
分類能耗量=∑各分類能耗計量表的直接計量值
分項用電量=∑各分項用電計量表的直接計量值
單位建築麵積用電量=總用電量/總建築麵積
單位空調麵積用電量=總用電量/總空調麵積
3.2.5用能情況的同、環比分析
統計建築或片區能耗的時用量、日用量和年用量,以曲線圖、柱狀圖等不同方式顯示,支持報表輸出。
3.2.6建築節能輔助診斷
係統可提取各能耗數據進行同、環對比分析,確立標杆值並對各監控點的能耗情況進行能耗水平判定,對能耗改善提出一套完整的診斷流程,並給出能耗分析報告。
4 結束語
隨著國家發展節能減排工作力度的加大,Acrel-5000建築能耗管理係統利用現代測控技術、數(shu)據(ju)處(chu)理(li)與(yu)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu),基(ji)於(yu)完(wan)善(shan)的(de)能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)管(guan)理(li)手(shou)段(duan),采(cai)用(yong)分(fen)散(san)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)交(jiao)流(liu)采(cai)樣(yang)技(ji)術(shu),憑(ping)借(jie)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)的(de)大(da)流(liu)量(liang)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo),為(wei)工(gong)業(ye)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)、生產企業和大型基礎設施等的能源設施的全時動態的能源管理控製提供全麵專業的解決方案,達到對用戶能耗設施能耗細節和能耗過程的完全掌握。
參考文獻:
[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2010.08版.
[2]南京長江都市建築設計股份有限公司產品手冊.
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