摘要：大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能重点，做好公共建筑节能工作，对促进和带动全社会节能工作，实现节能减排目标，落实“转方式、调结构”重大战略具有重要意义。本文介绍东营市华凌大厦综合建筑，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-5000型建筑能耗监测系统实现配电回路用电及现场的燃气表，流量计等的实时监控。

关键词：大型公共建筑；能耗监测系统；ACREL-5000;

1 引言

  目，我已经是世界上的二大能源生产和消费，统计显示，我建筑能耗约占全总能耗的28%，在我每年新建的20亿平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪费非常严重，具有巨大的节能空间，建筑节能的推广已经势在必行，节能降耗，计量先行。

  “十五”以来，山东省建筑节能与绿色建筑工作取得明显成效，建成节能建筑3.6亿平方米，获得绿色建筑标识项目达到600万平方米，实施既有建筑节能改造7800万平方米，机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系基本建立。但也面临些比较突出的问题，主要是：城乡建设模式相对粗放，建筑建造和使用过程能源资源消耗高、利用效率低，建筑全寿命周期监管机制不完善，绿色建筑发展水平有待提高等。

  大力开展绿色建筑行动，以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设，有利于提高资源能源使用效率，缓解资源能源供需紧张矛盾；有利于降低社会总能耗，减少污染物排放，确保完成节能减排任务;有利于促进建筑产业化升级，培育节能环保、新能源等战略性新兴产业;有利于提高建筑舒适性、健康性，改善群众生产生活条件。各级、各部门要把开展绿色建筑行动作为大力推进生态文明建设的重要内容，进步增强责任感和紧迫感，统筹规划，狠抓落实，推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道，促进经济社会全面、协调、可持续发展。

2 设计依据

  GB-T 15587-2008 《工业企业能源管理导则》

  《评价企业合理用电技术导则GB》

  《企业节能规划编制通则》

  《企业能源审计技术通则-GB》

  GBT23331-2009《能源管理体系要求》

  GB-50052-2009 《供配电系统设计规范》

  能耗计量装置家及行业标准

  DL/T 645-1997       多功能电能表通信规约

  DL/T 645-2007       多功能电能表通信规约

  CJ/T 188-2004       户用计量仪表数据传输技术条件

  GB/T 19582-2008     基于Modbus协议的工业自动化网络规范

3 项目概况

  东营市华凌大厦建筑面积3.6万平方米,主要是将涉及企业和市民服务的相关职能和资源进行有效整合,打造成集“政务服务、企业服务、人社服务、社会管理”等四大平台于体的综合服务型机构,让群众“进家门、办百家事”。 

  项目中现场设备位于东营市华凌大厦办公楼，需要将电表纳入监控范围，对电能消耗的情况进行监管，随时掌握能耗情况，提高节能意识。

4 系统架构

  安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以工作站主机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时

摘要：介绍天津东丽区阳光新城市购物广场电力监控系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。

关键词：工业项目;天津东丽区阳光新城市购物广场;变电所;智能电力仪表;Acrel-2000;电力监控系统

0  概述 

  本项目为天津东丽区阳光新城市购物广场电力监控系统。根据配电系统管理的要求，需要对天津东丽区阳光新城市购物广场高低压配电室进行电力监测，以保证用电的安全、可靠和。

  Acrel-2000型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络将分散的配电所的现场设备连接为个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。

1  系统结构描述

  本项目共165只ACR120EL多功能仪表，在配电室内放置采集装置，现场多功能仪表经485总线连接至对应的采集装置，现场串口服务器经网线或光线将数据传输至监控主机上。

  本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层。

  间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、智能电动机保护器开等。这些装置分别对应相应的次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。

  网络通讯层主要为：工业串口服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。

  站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。

  以上现场设备均采用RS485接口和MODBUS-

  RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同时刻只能发送或接收数据，数据zui高传输速率为10Mbps。

  RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，zui大传输距离为1.2km。

2  电力监控系统主要功能

  2.1  数据采集与处理

  数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。

  数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

  2.2  人机交互

  系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。

  2.3  历时事件

  历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

  2.4  数据库建立与查询

  主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。

  2.5  用户权限管理

  针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

  2.6  运行负荷曲线

  负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

  2.7  远程报表查询

  报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

  报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。

3  案例分析

  进线回路采用ACR220EFLH多功能电力仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度、并可监测电压、电流的2-31次谐波分量等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。

  重要配出回路采用ACR220EFL系列多功能电力仪表，该仪表主要测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度。

  低压配电二次图见图（1），功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，主要包括：开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。

图（1）低压配电二次图

  参数抄表功能，主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询供两个变电所4台变压器出线各低压回路的电参数，主要包括：三相电流、有功功率和有功电度及变压器温度。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。见图（2）。

图（2） 参数抄表

  用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，显示健身中心某段时间内的各配电回路的用电量，用户可以直接打印报表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图（3）。

 图（3） 电能报表

  系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构，系统采用分层分布式结构，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯故障。见图（4）。

图（4）系统通讯结构示意图

  负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；帮助用户进线趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。见图（5）。

图（5）趋势曲线图

4  结束语

  随着社会的发展及电力的广泛应用，电力监控系统已成为全各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在天津东丽区阳光新城市购物广场的应用，可以实现对变电所低压配电回路用电的实时监控与电能管理，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定，为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的社会效益。［2］

参考文献：

[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中电力出版社. 2007. 4

[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10

作者简介：

赵娜，女，本科。任职单位：现任职于安科瑞电气股份有限公司
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数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。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：东营市华凌大厦项目能耗系统站控管理层及网络通讯层。现场共有84只多功能电力仪表。    

系统结构图

5 系统软件模块

  综合能耗主界面

  反映建筑物当年用能各分类能耗和折算为标准煤的综合能耗，并计算得到单位面积能耗；

  通过表计计量的主要为电能消耗，界面下方显示电能的当日逐时用能曲线；单击每个分类能耗的上部区域，可跳转到该分类能耗的用能分析主界面；

  可通过下拉框切换建筑物，建筑物图片可根据项目要求替换；

  分类能耗主界面

  反映某分类能耗（例如电）当日及昨日同期、当月及上月同期、当年及上年同期的用能及对比，增长百分比及增加值；

  反映某分类能耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的用能趋势；

  反映某分项能耗的当月用能饼图；

  反映某分类能耗当年各月用能同比分析图；

  分类能耗支路用能统计报表

  可灵活选择支路，并统计某段时间内支路用能的日、月、周、季、年用能；

  通过表功能强大，用户可进行多种数据统计，并对数据进行组合排序；

  统计数据可通过柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表展示；

  统计数据可导出至Excel；

  分类能耗支路非工作日用能

  统计对各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通过系统灵活设置

  统计数据可导出至Excel；

  分类能耗支路同比分析

  统计各支路当年每月用能及去年同期用能；

  分类能耗支路用能集抄

  查询各支路任意两个时间的表计读数，并计算出差值；

  时间精度到分钟；

  分类能耗支路分时段用能趋势分析

  可查询任支路某段时间内的用能参数（例如电压、电流、功率、功率因数等），具体可查询的参数与安装的仪表和系统配置有关，查询时不可跨月；

  数据以图表或表格的形式显示，图表可通过鼠标操作放大、缩小、移动；可对数据进行排序（zui大值、zui小值）；

  数据可导出至Excel;

  配置选项

  依照相关技术规范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等，其中建筑面积等信息将用能单位面积能耗分析；

  配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息，并添加该型仪表所能提供的监测参数信息，此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能；

  配置项目中使用到的所有计量仪表，保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息；

  配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息，可根据项目情况灵活配置，此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能；

  配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划，完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块；

  配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例，完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块

6 景展望

  根据东营市华凌大厦能耗运行效果分析，建立典型能耗分析模型，统分析。

  建立建筑能耗计量体系，把脉建筑能耗，发现能耗黑幕，节能改造有针对性，同时通过计量收费、绩效考核等管理措施巩固节能改造成果。

  选择节能设备。

  再好的节能设备，管不住浪费也无法发挥节能效果，通过增加自动化节能设备，制定设备运行策略，减少人为干预，集中管控，使节能设备正在实现节能。

  通过能耗监测系统提供的同环比分析数据量化节能改造成果，zui大程度的展现节能效果。

7 结束语

  大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全城镇总耗电量的22%，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300KWh，为普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是节能大户和节能重点，做好东营市华凌大厦的节能工作，对促进和带动节能工作，实现节能减排目标具有重要意义。

参考文献：

*技术要求[2008]114号文