摘要:学校属大型公共机构建筑的重要组成部分之一,但目前大部分校园的能耗抄表数据不完整,造成管理不到位、能源利用存在较大的浪费现象。为了确保校园正常教学与科研的能源需求且实现有效节能,建立能源远程与管理系统、掌握校园能耗的实时数据、对校园各种能源系统进行分布式与集中管理。本文介绍常熟市杨园小学项目,采用安科瑞智能电力仪表采集配电现场的各种电参量,系统采用现场就地组网的方式,组网后通过Acrel-5000能耗监测系统实现各配电回路用电监测、管理。
引言
常熟市杨园小学Acrel-5000能耗管理系统的引入,有效地解决了精细计量、智能处理、动态分析、实时评估等节能减排的关键问题,为学校实施合同能源管理、实现技术节能和管理节能提供了随时随地、直观准确的计量核算和动态管控手段,有利于建立科学、系统的节能减排分析方法,完善节能减排的评价指标与体系,实现“感知~管控~再感知~再管控”的良性循环,深入挖掘节能潜力,持续优化节能方案,不断提高节能效益,实现节能目标。
现阶段校园能源使用痛点以及传统的管理手段的缺点
现阶段校园使用的痛点主要表现为以下几个方面:
不少学校开始响应号召,开展能源系统节能改造,所采用的传统节能系统仍有以下几点缺陷:
1)学校管理公共场所用电,容易出现管控盲点,造成能源浪费。
2)没有实时的监测底层的设备,对设备的运行状态不明,需要投入大量人力来对设备进行维护检修
3)所有的用电设备无法集中统一管控
4)没有数据分析,无法发现高能耗点,也无法发掘节能潜力,及时调整用能措施 针对上述情况,安科瑞为常熟市杨园小学推出了能耗管理系统,主要监视的各楼层和变电所安装的多功能仪表,现场共计37只安科瑞自主生产的多功能仪表。
系统架构
安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系统根据公建现场实际情况,整体网络结构采用屏蔽双绞线直接接至后台能耗网关然后通过TCP/IP网络将数据上传至的主机。具体如下图所示:
该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:站控管理层、网络通讯层和现场设备层。其中整个大楼仪表分布在配电室以及楼层,所有仪表通过屏蔽双绞线铺设至中心,经能耗网关至系统主机从而完成仪表数据的采集并管理。
系统软件模块 综合能耗主界面
主页面显示该建筑的建筑图片,建筑基本信息,建筑当月分项用电饼图和各种能源的消耗量。根据所选的建筑,对其建筑图片进行加载,可以选择时间查看建筑能耗情况,选择建筑或时间后自动刷新,默认为当天。 支路用能
系统可以统计各支路某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系统可查看各支路用能趋势,可根据已有的日期或者自定义时间进行查询,并可以将支路用能显示合计,以图表形式显示。 分项能耗统计
系统可以按照分项进行能耗统计与显示。其中,日分项用能同析图显示不同分项的当日与昨日能耗柱状图(蓝色柱表示今日,绿色柱表示昨日);用能饼图显示各分项过去31天的用能占比;堆积图显示各分项过去31天的能耗趋势;分项用能排名图显示被选中分项对应能耗值排名前10位的支路。 分项用能报表
系统可以统计各分项某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分项中各支路用能趋势,可根据已有的日期或者自定义时间进行查询,统计数据可导出至Excel。 能耗的同比环析
系统可将各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环析,检验节能效果,根据分析结果执行节能绩效考核,以及节能目标的修正。统计各支路当年每月用能及去年同期用能;
前景展望
根据学校楼宇能耗运行效果分析,建立典型能耗分析模型,统一分析。
建立建筑能耗计量体系:针对公建的用电结构,至配电室层级,能正确无误的统计进出线回路,要满足电能守恒原理即进线电能为出线电能总和(误差率在3%左右)。
对采集数据存储,并形成可视化图表:系统采集数据后存储到数据库,系统可满足报表查询及导出,并且系统可由柱状图等形式展现能耗趋势,给客户更好的体验。
诊断出高能耗点:管理人员可通过系统采集数据,正对性的对各个回路同比及环析,通过一阶段分析可找出高能耗点。
通过能耗分析改进管理运营模式:针对高能耗点,针对性的改进管理运行如:在下班期间通知各个管理人员关灯、关机器,同时列入绩效考核;在工作期间对用电负荷较大回路可错峰,减少同时间负荷过大;通过能耗数据可减低学校运营成本。
具体的操作步骤先,建立系统的监测系统,在各个重要线路节点安装或是统一通过显示器的方式显示,以便监测人员统一。之后,聘请绿色电力资源领域的人士以轮班替换的方式进行不间断的观测;检查各个线路的安装时间,或是将每个线路在统一的时间进行电阻的监测,将监测结果高于标准值的进行更换;将远程输送到其他科室的线路用电阻更小的导电体在不影响各科室正常运行的前提下进行更换。
系统主要框架系统总体框架图如上述所示。EMS系统机房设置在生产车间一层南侧。EMS系统现场在生产车间一层和二层分布15套PLC系统。
数据收集进入EMS之后,系统可简便快捷的完成对数据的分析、计算、统计汇总等;利用能源管理系统,人员还可在线实时查看库存和能源消耗等信息,使能源的集中管理和统一调度功能得以实现,提高了企业能源利用效率,并可与其他信息化系统进行数据交互利用,分析计算出的数据可现时传输到ERP,MES生产系统和财务管理系统。能源管理系统属于信息整个架构中的系统,承担ERP系统下传的的生产任务订单,配合ERP系统完成能源生产管理。该模型下的能源生产管理优于广泛的月度计划模型,使能源管理能够限度地提高能源供应,有目的地和定量地组织生产以实现能源效率。同时,能源管理系统(EMS)将获取ERP,MES/DSS系统的生产信息、性能参数、计划等信息,经过周密的计算、分析整理、再处理,以报告的形式,简单,清晰,一目了然,实现能源管理细化到团队,精细加工成生产流程,批量生产线。
全效能源管理钢铁企业生产过程中,生产设备、生产技术与生产工序都存在一定的特点,因此可以优化设备的运行管理体系,利用少的能源提升产能,终实现节能减排的效果。比如,可以对转炉、精炼与连铸进行合理的排序,提高能源利用更加与科学。另外,工作人员应对设备的运行参数进行实时的反馈,经过分析制成能源消耗的趋势图,判断能源消耗情况。除此之外,还应该做好设备的启停控制,避免能源的消耗浪费问题发生。
案例介绍:智能楼宇:上海周浦、江桥、李沧、湖州、宜昌、包头等20多个万达广场,嘉定宝龙、杭州大江东宝龙广场、红星地产、吾悦广场等等;
智慧医院:上海市第六医院、上海交通大学附属医院、宁夏医科大学附属医院、江阴医院、贵阳妇幼院等医院项目;
轨道交通:沪昆高铁云南段曲靖北&富源&嵩明站、贵州段、合肥地铁一号线、青岛地铁2号线等轨道交通项目;
交通枢纽:北京大兴国际机场、都国际机场、青岛新机场、成都天府国际机场、武汉天河机场、合肥机场、成都双流机场、铜仁凤凰机场、林芝机场、淮安机场、宁波港、连云港港、江阴港、广西龙邦靖西高速、焦桐高速等交通运输工程;
智慧工厂:上海宝钢总部、上海通用汽车、酒厂、上海欧姆龙电气、上海夏普电器、天合汽车、浙江阿克希龙、飞机完工及交付中心、吉林化纤等等工业厂房;
体育场馆:第七届世界军人运动会主会场电能质量治理、天水体育中心应急照明和疏散指示系统等体育场馆;
智慧校园:上海交通大学、上海财经大学、上海大学宝山校区、扬州大学广陵校区、天津天狮大学城、长安大学、江南大学、浙江工商大学、淄博一中、嘉定区学校变电所运维云平台等学校项目;
国外市场包括非洲、中东、东南亚、南美等。