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能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在江陰港口集團(tuán)辦公樓中的應(yīng)用

鞠寧¹，王曉明²

（1.江蘇江陰港港口集團(tuán)股份有限公司，江蘇江陰 214433

2.安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801）

摘要：介紹了江陰港港口集團(tuán)有限公司新建辦公樓能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)軟件的功能實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)各辦公室空調(diào)、照明與插座用電進(jìn)行分析處理，把分析處理結(jié)果通過(guò)表格、圖片等方式進(jìn)行公布。企業(yè)管理人員可通過(guò)該系統(tǒng)平臺(tái)，建立健全企業(yè)節(jié)能管理制度，約束各用能單位的能源消耗，提高企業(yè)辦公的運(yùn)行能效。

關(guān)鍵字：辦公節(jié)能；用能管理；能耗監(jiān)測(cè)；港口； 數(shù)據(jù)采集

0 引言

    能源消耗是企業(yè)生產(chǎn)成本中重要的可控部分，降低能源消耗是企業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要途徑。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)和裝備如鍋爐窯爐、電機(jī)及拖動(dòng)設(shè)備、余熱余壓利用裝備、節(jié)能儀器設(shè)備等已廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)工序的各個(gè)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)型企業(yè)的辦公管理能源消耗量（主要為耗電量）也是其能源消耗的重要組成部分，但因其占能源消耗總量的比重不大，在企業(yè)節(jié)能改造實(shí)施過(guò)程中往往被忽略。如果在企業(yè)辦公建筑中建立能源監(jiān)管體系，通過(guò)計(jì)算機(jī)等輔助手段將能耗分類計(jì)量，就可發(fā)現(xiàn)高能耗點(diǎn)和不必要的能耗消耗量，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)用能考核管理，往往可以起到事半功倍的效果。

    本文結(jié)合江陰港港口集團(tuán)股份有限公司5號(hào)碼頭新建辦公樓能耗（電能）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)型企業(yè)如何建立有效的辦公管理用能監(jiān)測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 配電情況及建設(shè)目標(biāo)

    江陰港港口集團(tuán)股份有限公司5號(hào)碼頭新建辦公樓為三層辦公樓，該樓電源總進(jìn)線由碼頭5#變電所0.4kV配出回路引入至總配電箱?？偱潆娤湮挥谝粯蔷W(wǎng)絡(luò)機(jī)房外間，設(shè)總開關(guān)、各樓層總開關(guān)，再采用放射式與干狀式混合的配電模式將電源引至各辦公室。各辦公室均設(shè)單獨(dú)的P30配電箱，為便于電能的消耗分類，電源引入各辦公室后分配為空調(diào)用電和照明插座用電。如下圖所示為該辦公樓三樓各辦公室的分布示意：

圖1 辦公樓三樓各辦公室分布示意

    系統(tǒng)建設(shè)方和承建方經(jīng)充分討論，認(rèn)為該能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：

    1.各辦公室的用電按空調(diào)用電、照明插座用電分別計(jì)量，實(shí)現(xiàn)能耗波動(dòng)幅度跟蹤，實(shí)現(xiàn)能耗的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；

    2.將各辦公室用電按部門進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，并以幫圖、曲線等多種形式展示，實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測(cè)，避免不合理能耗；

    3.可建立用電值，對(duì)超額用電或非正常用電等起到提示作用，實(shí)現(xiàn)能耗標(biāo)準(zhǔn)化管理，形成具有推廣性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；

    4.系統(tǒng)建成后能于局域網(wǎng)內(nèi)電腦查看該系統(tǒng)的展示數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)能耗量化分析、能耗管理流程化和精細(xì)化管理，節(jié)能效果評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能改造措施的管理；

2 系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

    依據(jù)新建辦公樓的配電情況和辦公室分布情況，能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

    管理測(cè)控層是針對(duì)系統(tǒng)的使用和維護(hù)人員的人機(jī)交互窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。在該能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)中，配置了數(shù)據(jù)服務(wù)器用以采集、存儲(chǔ)與處理各回路耗電信息、Web服務(wù)器將友好的人機(jī)界面通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)展示給使用者，并設(shè)置了用于系統(tǒng)日常維護(hù)的工程師工作站；

    通訊控制層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉(zhuǎn)換器件及總線網(wǎng)絡(luò)等組成，是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁。在該項(xiàng)目方案中通訊控制層配置1臺(tái)8端口數(shù)據(jù)采集器，考慮到通訊可靠性及防雷等因素，配置串口隔離設(shè)備。1～3樓層按東西側(cè)分別引一根RS485總線，連接位于各辦公室的單相計(jì)量表計(jì)至串口服務(wù)器，通訊總線采用屏蔽雙絞線（RVSP2×0.75），穿Φ25管沿墻壁鋪設(shè)至各房間；

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。為建立用電分項(xiàng)計(jì)量體系，在本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)即為每個(gè)辦公室的P30箱內(nèi)安裝兩只單相一次接入導(dǎo)軌式電能計(jì)量表，分別計(jì)量該辦公室的空調(diào)用電和照明插座用電?；谠撛O(shè)計(jì)方案，辦公樓1樓層16個(gè)辦公室配置32只單相計(jì)量表計(jì)、2樓層17個(gè)辦公室（含會(huì)議室）配置34只單相計(jì)量表計(jì)、3樓層17個(gè)辦公室（含會(huì)議室）配置34只單相計(jì)量表計(jì)、總配電箱配置4只三箱計(jì)量表計(jì)。

3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

    能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圍繞系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了以下軟件功能：

    1.用電回路清晰的計(jì)量體系結(jié)構(gòu)

    江陰港港口集團(tuán)辦公樓共有三層，能耗系統(tǒng)在辦公樓總進(jìn)線、各樓層、各辦公室分別安裝了兩個(gè)電能表，分別用來(lái)計(jì)量空調(diào)用電和照明插座用電，結(jié)合 4只用電總表，整個(gè)系統(tǒng)共設(shè)置了104個(gè)計(jì)量點(diǎn)，建立了覆蓋整個(gè)辦公樓的用電計(jì)量體系。系統(tǒng)軟件中建立了計(jì)量體系展示功能，如圖3所示，系統(tǒng)使用人員通過(guò)該功能界面可一目了然的了解該辦公樓的配電層次分級(jí)情況；

圖3 計(jì)量體系展示

    2.電能管理ERP

    系統(tǒng)管理或維護(hù)人員還可以通過(guò)用電回路信息維護(hù)功能配置用電支路的名稱、用電類型（空調(diào)用電、照明插座用電）、所屬部門、電能表類型等信息，該功能使得系統(tǒng)可以對(duì)各用電回路的用電量自動(dòng)按部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可對(duì)管理用電按部門劃分，建立類似于財(cái)務(wù)ERP的電能管理ERP分配功能。該功能便于辦公室所屬部門的變更等信息變化時(shí)系統(tǒng)的維護(hù)工作。配置界面如圖4所示；

圖4用電回路信息維護(hù)

    3.用電展示與能耗排序

    系統(tǒng)主界面可直觀的以數(shù)據(jù)和棒圖形式顯示該辦公樓當(dāng)月用電、上月用電、當(dāng)年用電、上年同期用電電能消耗總量、當(dāng)月每日空調(diào)耗電量結(jié)合氣溫變化的趨勢(shì)、當(dāng)月照明插座耗電量的平均值與變化對(duì)比趨勢(shì)、各部門當(dāng)月耗電量的情況，企業(yè)節(jié)能辦或企業(yè)管理人員通過(guò)該界面可直觀了解企業(yè)用電消耗概況。如圖5所示；

圖5 系統(tǒng)展示畫面

    4.節(jié)能潛力挖掘——非工作時(shí)段用電分析

    該電能管理系統(tǒng)軟件具備逐日顯示各回路的用電情況的功能，并且將非工作日用電以藍(lán)色柱體區(qū)別顯示，并標(biāo)定日耗電平均值線，如某日用電明顯高于平時(shí)正常用電，則可通過(guò)系統(tǒng)的用電回路逐時(shí)分析查找耗電點(diǎn)，進(jìn)行必要整改，防止非正常耗電情況的發(fā)生。如圖6回路逐日用電棒圖趨勢(shì)和圖7某回路逐時(shí)用電分析趨勢(shì)；

圖6回路逐日用電棒圖趨勢(shì)

圖7 某回路逐時(shí)用電分析趨勢(shì)

    5.分時(shí)段電能管理

    電能管理系統(tǒng)可根據(jù)供電局電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)于軟件中設(shè)置峰、平、谷的時(shí)段和費(fèi)率，也可根據(jù)客戶的實(shí)際情況設(shè)置工作和非工作時(shí)間段，通過(guò)能耗系統(tǒng)可以找到各回路非工作時(shí)間的不合理用電，通過(guò)獎(jiǎng)懲措施使員工養(yǎng)成下班后及時(shí)關(guān)閉用電設(shè)備的習(xí)慣，如圖8 峰、平、谷時(shí)段耗電展示；

圖8峰、平、谷時(shí)段耗電展示

    6.建立績(jī)效考核措施

    辦公樓主要用于行政辦公，系統(tǒng)根據(jù)客戶要求將各個(gè)辦公室劃分到每個(gè)部門，系統(tǒng)自動(dòng)完成部門用能的統(tǒng)計(jì)與分析，并可于系統(tǒng)信息維護(hù)中錄入部門人員數(shù)量、各部門建筑面積等信息，并按綜合耗電量、人均耗電量、單位面積耗電量進(jìn)行綜合分析，并可對(duì)各部門、辦公室進(jìn)行耗電*信息錄入，當(dāng)耗電量接近或高于限值時(shí)，自動(dòng)彈出提示信息，如圖9為部門綜合耗電量排行；

圖9 部門綜合耗電量排行

    7.用電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

    系統(tǒng)軟件自動(dòng)采集并按部門生成用電量月報(bào)表，該報(bào)表可提交財(cái)務(wù)或自動(dòng)轉(zhuǎn)入財(cái)務(wù)ERP系統(tǒng)，便于各部門的獨(dú)立核算，如圖10用電量月報(bào)表；

圖10 用電量月報(bào)表

    用能管理考核單位通過(guò)以上軟件功能的實(shí)現(xiàn)，合理的制定了各部門的用電值，并將用電量以財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)反饋至各部門，建立了有效的用能管理考核制度。通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使企業(yè)管理辦公人員節(jié)能意識(shí)大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

4結(jié)束語(yǔ)

    企業(yè)管理辦公能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是結(jié)合信息技術(shù)建立一套符合用戶實(shí)際需求的計(jì)算機(jī)輔助管理軟件，系統(tǒng)軟件通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與自動(dòng)存儲(chǔ)，得到用電過(guò)程的原始數(shù)據(jù)；通過(guò)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)的化與整合，并以友好直觀的人機(jī)界面展示給企業(yè)管理人員，對(duì)其用電管理模式的改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐，建立用電考核機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)辦公用電的科學(xué)化管理。

 參考文獻(xiàn)：

[ 1 ]任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 電力出版社. 2007. 4

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[ 3 ]岳明.用戶側(cè)電能管理系統(tǒng)及其應(yīng)用[E].電力需求側(cè)管理 15卷 5期 2013.9

文章來(lái)源：《自動(dòng)化博覽》 2014年1月 *期