能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在江陰港口集團辦公樓中的應(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有限公司新建辦公樓能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)軟件的功能實現(xiàn)。通過對各辦公室空調(diào)、照明與插座用電進行分析處理，把分析處理結(jié)果通過表格、圖片等方式進行公布。企業(yè)管理人員可通過該系統(tǒng)平臺，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)辦公的運行能效。

    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。隨著社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)和裝備如高效鍋爐窯爐、電機及拖動設(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)能改造實施過程中往往被忽略。如果在企業(yè)辦公建筑中建立能源監(jiān)管體系，通過計算機等輔助手段將能耗分類計量，就可發(fā)現(xiàn)高能耗點和不必要的能耗消耗量，在此基礎(chǔ)上加強用能考核管理，往往可以起到事半功倍的效果。

    本文結(jié)合江陰港港口集團股份有限公司5號碼頭新建辦公樓能耗（電能）在線監(jiān)測系統(tǒng)，對生產(chǎn)型企業(yè)如何建立有效的辦公管理用能監(jiān)測進行了詳細介紹。

    1 配電情況及建設(shè)目標(biāo)

    江陰港港口集團股份有限公司5號碼頭新建辦公樓為三層辦公樓，該樓電源總進線由碼頭5#變電所0.4kV配出回路引入至總配電箱。總配電箱位于一樓網(wǎng)絡(luò)機房外間，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)單獨的PZ30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)測系統(tǒng)應(yīng)實現(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量，實現(xiàn)能耗波動幅度跟蹤，實現(xiàn)能耗的準(zhǔn)確預(yù)測；

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

    3.可建立用電標(biāo)桿值，對超額用電或非正常用電等起到提示作用，實現(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)；實現(xiàn)能耗量化分析、能耗管理流程化和精細化管理，節(jié)能效果評估，實現(xiàn)對節(jié)能改造措施的全面管理；

    2 系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(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

    管理測控層是針對系統(tǒng)的使用和維護人員的人機交互窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。在該能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)中，配置了數(shù)據(jù)服務(wù)器用以采集、存儲與處理各回路耗電信息、Web服務(wù)器將友好的人機界面通過互聯(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。在該項目方案中通訊控制層配置1臺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量表計至串口服務(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)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測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。為建立用電分項計量體系，在本項目方案設(shè)計時即為每個辦公室的PZ30箱內(nèi)安裝兩只單相一次接入導(dǎo)軌式電能計量表，分別計量該辦公室的空調(diào)用電和照明插座用電。基于該設(shè)計方案，辦公樓1樓層16個辦公室配置32只單相計量表計、2樓層17個辦公室（含會議室）配置34只單相計量表計、3樓層17個辦公室（含會議室）配置34只單相計量表計、總配電箱配置4只三箱計量表計。

    3系統(tǒng)功能設(shè)計實現(xiàn)

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

    1.用電回路清晰的計量體系結(jié)構(gòu)

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

圖3 計量體系展示

    2.電能管理ERP

    系統(tǒng)管理或維護人員還可以通過用電回路信息維護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)可以對各用電回路的用電量自動按部門進行統(tǒng)計，可對管理用電按部門劃分，建立類似于財務(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系統(tǒng)的維護工作。配置界面如圖4所示；

圖4用電回路信息維護