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楊興媚
江蘇安科瑞電器有限公司 江蘇江陰 214405
摘要:本文以Acrel-5000能耗監測係統在重慶廣達生活服務區項目中的應用為案例，介紹Acrel-5000能耗監測係統的智能監測設備的選型方案、現場各監控點的組網方式、數據采集終端與能耗係統子站之間的數據傳輸、子站和監控中心主站之間的數據交互、能耗監測係統軟件實現的功能等。
關鍵詞:智能電表 能耗監測 廣達 智能水表
0 引言
隨著中國城市化進程的推進、經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)展(zhan)，我(wo)國(guo)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)總(zong)量(liang)呈(cheng)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)的(de)態(tai)勢(shi)，並(bing)且(qie)增(zeng)長(chang)速(su)度(du)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)快(kuai)的(de)趨(qu)勢(shi)。如(ru)果(guo)任(ren)由(you)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)照(zhao)此(ci)速(su)度(du)增(zeng)長(chang)，必(bi)然(ran)給(gei)中(zhong)國(guo)能(neng)源(yuan)供(gong)應(ying)安(an)全(quan)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)壓(ya)力(li)，因(yin)此(ci)建(jian)築(zhu)節(jie)能(neng)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)。
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。benwentongguoduizhongqingguangdashenghuofuwuqunenghaojiancexitonganlidefenxi，jiandanjieshaoxiaAcrel-5000能耗監測係統在大型公共建築中的應用。
1 項目概況
廣達電腦成立於1988年，是目前全球第一大筆記本電腦研發設計製造公司。以領先群倫的技術與堅強優越的研發團隊，屹立於高科技市場領導者地位；除了在筆記本電腦的領域中維持高成長、高品質與高評價之外，更將觸角延伸到企業網路係統、家庭娛樂產品、行動通訊產品、車用電子產品以及數碼家庭產品等市場，積極拓展產業整合布局。2006年榮登美國「財富雜誌(Fortune)」評定為全球五百大企業。2011年廣達電腦入住重慶，建成了一個擁有七棟大樓的員工居住建築群（每棟十層，每層35個房間），員工總人數以萬計的重慶廣達製造城。
本項目針對製造城中員工居住大樓的用水和用電進行監控。監控點的具體分布情況為：用(yong)電(dian)量(liang)計(ji)量(liang)位(wei)置(zhi)設(she)在(zai)配(pei)電(dian)終(zhong)端(duan)，計(ji)量(liang)大(da)樓(lou)中(zhong)每(mei)個(ge)房(fang)間(jian)的(de)用(yong)電(dian)情(qing)況(kuang)。電(dian)表(biao)的(de)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)為(wei)每(mei)層(ceng)的(de)配(pei)電(dian)豎(shu)井(jing)內(nei)，每(mei)個(ge)豎(shu)井(jing)有(you)兩(liang)個(ge)配(pei)電(dian)箱(xiang)，共(gong)計(ji)約(yue)35個出線回路。所以每層大約35個ge電dian能neng計ji量liang儀yi表biao。用yong水shui量liang計ji量liang到dao戶hu，每mei個ge房fang間jian有you兩liang塊kuai水shui表biao，一yi塊kuai冷leng水shui表biao和he一yi塊kuai熱re水shui表biao。安an裝zhuang位wei置zhi為wei每mei個ge房fang間jian風feng井jing旁pang的de供gong水shui豎shu井jing內nei。每mei層ceng約yue35個房間，共計水表數約為70隻。房間的平麵圖如下所示：
圖一 樓內房間平麵圖
安科瑞於2011年承接了重慶廣達生活服務區一期能耗監測係統的設計與實施。係統采用Acrel-5000型能耗監測係統，主要實現對生活服務區內用電量和用水量的在線監測，方便了對該建築群的能耗管理。
圖二現場設備組網結構圖
圖三 監控室組網結構圖
以(yi)上(shang)圖(tu)為(wei)某(mou)設(she)計(ji)院(yuan)針(zhen)對(dui)重(zhong)慶(qing)廣(guang)達(da)生(sheng)活(huo)服(fu)務(wu)區(qu)的(de)供(gong)水(shui)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)圖(tu)。圖(tu)二(er)中(zhong)左(zuo)邊(bian)為(wei)單(dan)棟(dong)建(jian)築(zhu)的(de)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)，右(you)邊(bian)為(wei)單(dan)棟(dong)建(jian)築(zhu)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)。整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)該(gai)建(jian)築(zhu)群(qun)的(de)七(qi)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)中(zhong)心(xin)監(jian)控(kong)室(shi)的(de)一(yi)個(ge)總(zong)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)。子(zi)係(xi)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)包(bao)括(kuo)：獨棟建築樓層中的配電豎井內的電表數據；樓層各房間內供水豎井內的冷/熱水表數據。數據全部由屏蔽線經RS485接口傳至數據采集器，然後由五類線經RJ45jiekoujierudangdijuyuwang。tusanzhongzuobianbiaoshidudongjianzhunenghaojiancezixitongjiankongshidezuwangjiegoutu。wangluojiaohuanjixiaduanlianjielaizishuibiaohedianbiaodeduogeshujucaijiqi，shangduanlianjiejiankongzhujiwanchengshujushangchuan。qigezixitongdeshujucaiyongguangxiantongxundefangshizhuanfazhizhongxinjiankongshi，rutusanzhongyoubiantushi。meigejiankongzhujipeiUPS電源。
2 客戶需求
重慶廣達生活服務區能耗監測係統技術要求：
1.係統能耗監測由能源監控平台、交換機、多功能電表、通訊轉換器、遠程水表等設備組成，本係統重點實現的功能為水，電耗的集抄。
2.支持統一網絡架構下的電力、水等能源數據的采集和管理，能耗數據采集無需在多個不同係統中集成，能量監測與管理係統包含豐富的功能，能夠對建築物或建築群中各類能源(電、水)進行分別統計、統一管理並提供能耗數據自動采集、分析和挖掘、持續優化。
3.係(xi)統(tong)采(cai)集(ji)來(lai)自(zi)智(zhi)能(neng)測(ce)控(kong)單(dan)元(yuan)裝(zhuang)置(zhi)送(song)來(lai)的(de)參(can)數(shu)，包(bao)括(kuo)每(mei)個(ge)用(yong)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)實(shi)時(shi)電(dian)能(neng)值(zhi)和(he)各(ge)種(zhong)告(gao)警(jing)信(xin)息(xi)，各(ge)水(shui)表(biao)的(de)用(yong)水(shui)量(liang)等(deng)，並(bing)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)采(cai)集(ji)上(shang)來(lai)的(de)各(ge)個(ge)參(can)數(shu)。
4.各能源管理組逐時、逐日、逐月、逐年能耗值報告，幫助用戶掌握自己的能源消耗情況，找出能源消耗異常值。
5.係統支持基於Internet的遠程瀏覽，不同的能源管理部門可在不同的地點同時查看所需能源的消耗情況。
3 硬件選型和軟件設計參照的標準和依據
GB50052-2009 供配電係統設計規範
GB50054-2011 低壓配電設計規範
IEC 61587 電子設備機械結構係列
（並參考國家電網公司2009年發布的《智能變電站智能控製櫃技術規範》）
DL/T 698 電能信息采集與管理係統
DL/T 698.1-2009 第1部分：總則
DL/T 698.2-2010 第2部分：主站技術規範
DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術規範-通用要求
DL/T 698.35-2010 第3-5部分：電能信息采集終端技術規範-低壓集中抄表終端特殊要求
DL/T 698.41-2010 第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信
DL/T 698.42-2010 第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議
DL/T/814-2002 配電自動化係統功能規範
GB/T/3047.1 麵板、架和櫃的基本尺寸係列
GB2887 計算站場地技術條件
4 硬件選型
子係統站控管理層采用一台工控機、一台A4打印機、一台在線式UPS電源；總係統接收七個子係統的全部數據，處理數據量比較大，其站控管理層采用IBM機架式服務器、一台A4打印機、一台在線式UPS電源。
子係統通訊層設備采用五個16口串口服務器，因為要進行數據轉發，所以再配一個8口的網絡交換機和光電轉換器一套。總係統接受來自七個子係統的轉發數據，有七個光電轉換需要接入總係統的網絡，所以配16口網絡交換機一台。
現場設備層: 是數據采集終端，主要由智能儀表組成，電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通tong訊xun協xie議yi總zong線xian型xing連lian接jie接jie入ru通tong訊xun服fu務wu器qi，經jing通tong訊xun服fu務wu器qi和he交jiao換huan機ji到dao達da監jian控kong主zhu機ji，現xian場chang儀yi表biao通tong過guo雙shuang絞jiao線xian以yi手shou拉la手shou方fang式shi進jin行xing通tong訊xun連lian接jie，每mei根gen總zong線xian的de儀yi表biao數shu量liang在zai20隻左右。
本項目的監控點分布在現場大樓的各個樓層內的豎井中，都屬於終端計量，電表總數約2500隻，水表總數約為5000zhi。diannengguanlibufenzhongdianshiyongdianliangdetongji，duiqitacanshudeyaoqiubushihengao。qianzhuangweizhishizaipeidianshujingzhongdepeidianxiangnei。conganzhuangtiaoshi，shebeichengbenshangkaolv,本項目宜采用不裝互感器，直接接入類型的電測儀表。配pei電dian係xi統tong的de組zu成cheng和he實shi際ji一yi定ding要yao符fu合he現xian場chang配pei電dian的de實shi際ji情qing況kuang，不bu能neng追zhui求qiu華hua而er不bu實shi，非fei重zhong要yao的de出chu線xian回hui路lu中zhong一yi些xie不bu必bi要yao的de電dian參can數shu如ru果guo進jin行xing測ce量liang則ze必bi須xu配pei備bei具ju備bei該gai功gong能neng的de電dian力li儀yi表biao，這zhe樣yang勢shi必bi造zao成cheng投tou資zi過guo大da，遠yuan超chao出chu實shi際ji需xu要yao。因yin此ci，在zai能neng夠gou充chong分fen實shi現xian用yong戶hu所suo需xu功gong能neng的de情qing況kuang下xia，係xi統tong的de實shi用yong性xing是shi首shou先xian應ying遵zun循xun的de第di一yi設she計ji原yuan則ze。同tong時shi，係xi統tong的de前qian端duan產chan品pin和he係xi統tong軟ruan件jian均jun有you良liang好hao的de可ke學xue習xi性xing和he可ke操cao作zuo性xing。特te別bie是shi操cao作zuo性xing，使shi具ju備bei電dian腦nao初chu級ji操cao作zuo水shui平ping的de管guan理li人ren員yuan，通tong過guo簡jian單dan的de培pei訓xun就jiu能neng掌zhang握wo係xi統tong的de操cao作zuo要yao領ling，達da到dao能neng完wan成cheng值zhi班ban任ren務wu的de操cao作zuo水shui平ping。上海安科瑞電氣股份有限公司生產的ADL係xi列lie導dao軌gui式shi安an裝zhuang儀yi表biao符fu合he直zhi接jie接jie入ru的de要yao求qiu，此ci表biao采cai用yong導dao軌gui式shi的de安an裝zhuang方fang式shi，既ji減jian少shao施shi工gong周zhou期qi降jiang低di施shi工gong難nan度du，又you節jie約yue成cheng本ben，同tong時shi還hai能neng滿man足zu需xu求qiu。具ju體ti的de設she備bei參can數shu如ru下xia表biao所suo示shi：
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配電箱 |
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DTSF1352 |
126×91×74 |
導軌安裝 |
電流規格1.5(6)A、
5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、複費率電能統計、電能脈衝輸出、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選 |
三相電能計量 |
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DDSD1352 |
36×89×62 |
導軌安裝 |
電流規格10(60)A、可編程、複費率電能統計、電能脈衝輸出、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T645規約可選 |
全電參量測量（I、U、P、Q、S、PF、F）
單相電能計量 | 耗水量管理也是終端計量，本項目水量計量的是每個房間的冷/熱水的用量情況。本項目采用埃美柯公司的水表，具體參數如下：
產品說明：
1.該水表采用特殊液體封裝
2.同時具有濕式水表始動流量小，幹式清可長期保持讀數清晰的優點
3.選用優質材料，性能穩定可靠，外觀漂亮
4.特別適用於水質較差管網
5.該係列水表技術參數符合國際標準ISO4064規定
6.該係列水表有熱水表，有銅殼、鐵殼可共客戶選擇
5 軟件設計思路
首先，能耗監測係統軟件設計所要遵循的原則是：係統的安全性、係統的實用性、係統的實時性、係統的穩定性、係統的可擴展性、係統的易維護性。
重zhong慶qing廣guang達da生sheng活huo服fu務wu區qu能neng耗hao監jian測ce係xi統tong采cai用yong網wang絡luo分fen布bu式shi結jie構gou，整zheng個ge係xi統tong包bao括kuo該gai建jian築zhu群qun七qi棟dong建jian築zhu的de七qi個ge子zi係xi統tong和he中zhong心xin監jian控kong室shi的de一yi個ge總zong監jian控kong係xi統tong。冷leng/熱re水shui表biao數shu據ju和he電dian表biao數shu據ju當dang地di采cai集ji完wan成cheng後hou傳chuan至zhi子zi係xi統tong的de監jian控kong後hou台tai進jin行xing數shu據ju分fen析xi和he存cun儲chu。之zhi後hou七qi個ge子zi係xi統tong將jiang數shu據ju轉zhuan發fa至zhi中zhong心xin監jian控kong室shi的de監jian控kong主zhu機ji。分fen控kong中zhong心xin和he中zhong心xin監jian控kong室shi之zhi間jian用yong光guang纖xian網wang絡luo進jin行xing通tong訊xun。係xi統tong實shi現xian子zi係xi統tong對dui本ben棟dong大da樓lou的de數shu據ju采cai集ji和he處chu理li，總zong係xi統tong對dui整zheng個ge建jian築zhu群qun的de能neng耗hao進jin行xing數shu據ju監jian控kong。
6 係統結構
7 軟件功能
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。
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建築分類能耗分析
係統自動將建築能耗進行分類分析，即：
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）
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。
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。
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。
8 軟件界麵如下所示：
能耗實時顯示界麵
電耗集抄報表
水耗集抄報表
9 結束語
隨著能源的日益緊張，節能降耗成為大型公共建築智能化建設的必然選擇，本文介紹的Acrel-5000能耗監測係統，能監控耗能設備的運行狀況，並能根據采集到的數據繪製出各種報表、分析曲線、圖形等，便於分析研究，為智能建築的節能技術提供參考。該係統運行安全、可靠，極大地方便了用戶的使用。隨著社會的發展，能源的日益緊張，實現對分類能耗、分項能耗的遠程監測與管理成為智能建築發展的必然趨勢。
參考文獻
任致程、周中編著 電力電測數字儀表原理與應用指南中國電力出版社 2007.4
朱立泉變配電係統的智能管理係統分析 智能建築電氣技術 2007年第1卷第4期
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