中国对外贸易中心(集团) 张守彬

会展中心A区展馆能耗分项计量系统建设规划

中国对外贸易中心(集团) 张守彬

本文介绍会展中心A区能耗分项计量系统的建设规划背景,计量采集点的规划,系统网络和系统功能的规划,及其系统的应用。

分项系统计量系统节能

一、能耗分项计量系统的建设背景

1.建设能耗分项计量系统的时代背景

国家十一五计划要求到今年,每年能耗下降4%,总单位GDP能耗下降20%。在《中华人民共和国能源法》颁布实施和相关文件规定下,开展节能工作,促进企业加快节能技术改造,加强节能管理,提高能源利用效率,对提高企业经济效益,缓解经济社会发展面临的能源和环境约束,具有十分重要的意义。国家较多大型建筑物均存在用电大、能耗高、效率低下,计量系统简单,能耗分析缺失,为建全能耗数据库,更好的指导节能诊断和推进节能改造,积极推进大型建筑物能耗分析计量系统具有时代意义。

2.会展中心能耗分项计量系统建设的意义

会展中心建筑群占地82万平方米,建筑面积110万平方米,室内展览面积为34万平方米。其中A区展馆占地41.4万平方米,建筑面积39.5万平方米,设立13展厅展览面积为13万平方米,馆内各种设备设施种类及数量众多,用能日趋攀升,2007年度全馆能耗3700万元,2008和2009年度能耗已突破5000万元。根据展馆类建筑用电特点及大耗能系统的管理现状,可以判断空调系统和照明系统仍具有一定的节能潜力。由于会展中心原有中低压系统只在变压器高压进线和变压器低压出线侧安装计量电表,此系统无法做到对不同能耗进行分项计量,只能粗略地分析展厅耗能情况,偏差很大,而且基础数据平台缺乏,无法进行有效统计和分析用能情况。而电耗分项计量与实时统计分析管理系统的建立则为此扫除障碍,从建立能耗分项计量出发,以收集统计分析数据为手段,指导节能策略的制定,最终取得显著的节能成效。建立一套完善的能耗分项计量系统对企业的能源审计、分析能耗分布、用能特点、评估节能成效等方面具有非常重要的意义。

二、系统采集点分布和建设

1.原有计量采集点情况描述

会展中心A区有一间110KV变电站,18间10KV变电站,原有计量系统只在110KV变电站2条进线安装精度0.2级计量电表2个,10KV变电站的变压器高压进线和低压出线侧安装精度0.5级计量电表188个,并采集至中低压系统。

2.计量系统采集点建设

(1)计量点设计的逻辑图。根据《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的有关规定和分类用能计量的需要,为达到分项计量的要求,需在变压器低压配线侧增加和调整一定数量的电度计量表。根据能源分项计量系统的设计思路,独立监测大耗能设备的用能情况,分开监测大耗能系统,如空调系统、照明系统、展示用电等为基本原则进行计量点的设计。以1#电房为例,计量点设计的逻辑图见图1。

图1 计量点设计逻辑图Fig.1 Measurementpointdesignlogicdiagram

(2)计量点建设的点列表。根据上述逻辑图,可以清晰的确定计量点数量及其计量范围,通过对各不同电压等级归类划分,列出如下点列表:一级表:110KV变电站原有表共2个,无需增加表。功能:计量会展中心总用电量;二级表(上图主备进线表):电房原有派诺表共40个,无需增加表。功能:独立计量会展中心A区展馆18间电房用电量;三级表(上图低压进线表及分项计量表):电房原有派诺表共106个;需增加表共171个。功能:电房低压出线端计量,以及展厅、公共区域和主机房用电分项计量;四级表:各独立计费使用单位59个,原有三相四线有功电度表,无需增加表。功能:会展中心独立计费使用单位电量计量。

三、系统网络规划

1.系统网络建设概述

由于会展中心A区原中低压系统扩容的不可行,因此确定增加能耗分项计量系统,中低压原有部分计量表的电度数据可通过OPC采集到能耗分项计量系统中,并通过增加现场控制器和布线将新增计量表数据采集到该系统中。

2.系统网络建设规划

能耗分项计量系统与中低压系统监控中压、低压设备的开关状态、电度、电流、电压、无功功率、有功功率、EPS信息等数据所不一样,主要针对电房内中压和低压等电度值进行读取,通过详尽的报表和建立具体的能耗分析模型来实现能耗分项管理的需求。具体的网络逻辑图见图2。

图2 能耗分项计量系统网络图Fig.2 energysub2meteringsystemnetworkdiagram

从能耗分项计量系统网络图可以看到系统实现分为了三层网络,分别是物理层,数据传输层和数据的应用层。物理层主要由170个多功能电子表组成,计量仪表测量线路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等数据,通过RS485接口传输到数据采集器中,再由数据采集器传输到数据库服务器中,再通过服务器换算成能耗数据。

数据传输层分为了两层网络,底层是ModBus总线,将多功能电子表的测量数据传输到现场控制器,经过现场控制器的处理和转换,通过上层传输网TCP/IP协议传输到服务器上。在应用层,传统的C/S模式与OPC读取数据模式相融合,实现了能耗分项管理系统的数据在线监测、读取的全过程。

四、系统功能规划

能耗分项计量对会展中心A区大能耗设备的节能起到指导性作用,其具备以下功能:

(1)实时监测现场计量表数据,并能通过OPC实时读取中低压个别计量表的数据。(2)能耗分项计量系统采集频率统一标准,以便对系统管理的所有事件进行时间段统计,实现在不同时间段下判断能耗量,有利于历史事件的分析。(3)能耗分项计量系统通过数据采集器和计量仪表完成对现场信息的采集工作,实现对采集的实时数据信息进行分类、列表、制图、存储等处理,并能实时更新数据库。(4)能耗分项计量系统应能按要求生成报表,并能将报表内指定点自动按选择时间自动导入,可实现日月年用电量等报表。(5)用户管理用于管理访问能耗分项计量系统数据库的安全。通过创建单个帐号,管理员能授予用户对系统各项功能的访问权限和设置权限。(6)为分析能耗数据,从而达到挖掘节能潜力的功能,能耗分项计量系统应具有统计分析功能,能对某计量点数据设定参考值,参考曲线,进行定量定性的分析。为用电能效提供参考依据。

五、总结和应用

建筑节能不能简单地靠节能技术的堆砌实现,而必须从控制总的建筑能耗出发,通过确定适宜的建筑服务标准,全面规划各个用能途径,以降低总的能耗量为目标,选择适宜技术,配之以科学的运行管理,才能真正地使建筑能源消耗总量有所降低。通过建立能耗分项计量系统,可以实时监控现场各类型负载用能情况,能对展厅用能情况进行实时的监测和分析,为节能工作做好数据积累的基础,也为将来节能措施的节能效果评估做好了数据的准备,系统实现了以下功能: (1)空调、照明和展览用能按展览区域分项计量,为能耗的分项统计和分析积累了数据基础;(2)按展厅分区计量,为计算单位GDP能耗做好了数据准备;(3)实时用电情况监控,确保用能的正常化和能耗的合理化; (4)对数据的实时分析还可以随时发现系统中忽然出现的用能问题,从而提示人员及时处理。

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