智能电表在建筑能耗检测分项计量中的应用

2015-02-27朱伟联江苏商贸职业学院南通226011

新教育时代电子杂志(教师版) 2015年31期

关键词：电表报表仪表

朱伟联（江苏商贸职业学院，南通　226011）

智能电表在建筑能耗检测分项计量中的应用

朱伟联
（江苏商贸职业学院，南通226011）

最近几年来，我国对节能减排工作非常重视，电力分项计量日益成为高校节能减排工作的一项重要手段，简述了如何实施电力分项计量选型方案及其发挥智能用途。

分项计量建筑智能电表能耗

判断建筑是否节能或者能耗是否降低，应依据能源消耗数据。我院自2014年8月份对各办公楼、教学楼、宿舍楼安装了分项计量电力仪表。公共建筑面广用电量大，作为共建和公共机构建筑能耗分项计量装置安装项目的基础工作，必须进行科学长远的规划，提供直接数据为用电节能决策的制定提供参考。

分项计量电力仪表是在用户安装供电部门收费电表的基础上，考虑内部电能计量与节能管理的需要，通过安装电力仪表完成对各回路、各楼层或各功能区的分项电能数据的采集和电能分项计量。

1　公共建筑电能计量用能拆分

按照该建筑物耗能的基本情况，确定需要安装分类能耗计量装置的计量信息的，这些信息的尽可能包含该建筑的各种能耗总类，包括电、燃气、集中供热、集中供冷和其他能源。对于耗电计量，根据该建筑原有能耗线路、管路情况选择合适的计量设备，回路的选择尽可能包含分项能耗。能耗的分项计量考虑能计至各个用能系统，主要包括空调系统、照明系统、电梯系统、给排水系统及办公设备系统等。本系统对电量分拆成照明插座用电、空调用电、动力用电、及特殊用电，这四项进行计量，主要计量每个低压变压器的出线并安装相应的电流互感器，供单位内部参考用电指标。

2　电力仪表在电能分项计量中的选型方案

电力仪表能高精度地测量所有常用的电力参数，具有红外通信接口、监测和计量三相电压、三相电流、有功功率、有功电能、最大需量、总谐波含量的功能，与电表匹配的电流互感器精度等级不得低于0.5级。水的计量表采用具有数据远传功能，具有RS-485 M-BUS GPRS GSM等通信方式，掉电自动保护数据功能，具有抗磁性干扰功能，卡座抗攻击保护功能。可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。

电力仪表种类繁多，功能也有所不同，应根据实际需要选择合适的电力仪表，既满足实际的需要，又能节省开支。

3　电能计量管理系统集成架构

本系统按照暖通空调系统、照明系统、一般动力系统、特殊用能系统来考虑，总计安装电表223块。其中总表4块，楼总表14块，分表205块。各表计通过数据采集器实施上传至能耗监测平台。电表作为电力监控系统的前端设备，实现远程数据采集与控制。

所谓系统的集成，是通过结构化综合布线系统及计算机网络技术，根据用户的应用及需要，投人资金规模为出发点，综合应用计算机网络等相关技术，选择各种软硬件设备，经专业人员集成设计、安装调试、应用、开发等大量技术性工作，将分离的电表组成相互关联的统一协调的系统，使集成后的系统能满足用户的实际工作需要，使资源充分共享，实现了便利、集中高效的管理。

我院建筑电能管理系统是根据现场情况，采用现场总线以光纤环网等组网方式，实现了电能集中式抄表与电能分项计量相结合的功能。电力仪表的能耗管理系统是根据现场的实际情况、项目设计需求，选择了不同项目的解决方案、电表的型号及系统的组网方式等。系统采用计算机、现场电力仪表的计量装置为基本工具，实时了数据采集、远程管理与控制为基础平台，实现了检测、控制与电能管理系统的统一。

考虑到采集点的数量，系统采用了传输速度快的网络设计，保证了信息数据的及时有效，同时系统避免采用轮巡的方式进行点点操作，系统具备自动平行数据上传和对多个远程采集点并行数据获取的功能。电力仪表采用屏蔽双绞线与计算机等组成一个后台监控管理系统，实现了对配电系统的监控和电能分项计量的管理，主要功能如下：

（1）电能管理。该项目涉及的电表，具有多功能的三相电，主要计量每个低压变压器的出线并安装相应的电流互感器。电表运行状态监测，事件记录等。

（2）报表管理。能提供各种报表功能、监测数据，并通过报表形式进行管理。日报表、月报表、年报表以及综合报表等一览无余，各回路数、时间均可根据实际需要自行选择查询。另外可对建筑物内照明、动力、空调、插座、特殊用电等所有设备的用电量进行记录与统计，实行分项用电量。

（3）图形显示。以图形形式，实时显示了现场电力设备的运行状态以及各种测量数值。

（4）曲线功能。通过曲线监视回路的电流等参数变化趋势来显示测量值的历史曲线及实时曲线。

（5）安全性、可维性。系统对数据的安全给予了高度重视，采取了防范措施，防止非法入侵。另外，对内部员工以及调度客户加强权限管理控制，避免用户能够操作到超越权限的数据。提供系统自动恢复功能。对系统的数据采集进行实时显示、存储，电能数据可存储数年以上，实现数据资源的共享。

（6）打印、导出。本系统所有报表及界面均可打印，或以Excel、Word格式进行导出，使用很便捷。

4　学院装表分析

我院教学楼、宿舍楼、办公楼组成的公共建筑，总建筑面积150000m2。变配电管理系统包括变电所高低压开关柜内安装的所有微机保护装置、电力仪表以及楼层配电间安装的带通信功能的ADL系列导轨式电能表。根据学院需要，对各大楼内各配电间、各用电分支进行单独计量。因此，根据项目的设计需求，监控系统要实现对建筑物内所有配电间的智能仪表进行集中监控。在中控室对各配电间各回路的用电状况实行集中监测，并进行数据库的存储，自动生成电能分项计量统计报表（用电的日报表、月报表、年报表等）。

该系统所有终端设备及计量装置应满足《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》的规定要求，保留有数据采集接口，物理接口规范尽可能采用数据通信接口。在条件不能满足的情况下再选择模拟量接口、脉冲接口。数据远传应使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议，TCP连接建立后，数据中心应对数据采集器进行身份认证。数据采集器和数据采集中心之间传输的数据和命令应进行加密，身份验证完成后，数据中心通过心跳包对数据采集器进行授时，并校验数据采集模式。在主动定时发送模式下，当网络发生故障时，数据采集器应存储未能正常实时上报的数据，待网络连接恢复正常后进行续传。本系统采用计算机作为监控主机，并附带液晶显示器、打印机等设备。实现对现场各回路、各楼层的电能分项计量。

监控室主机通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各用电回路的数据采集，信息经分析、处理，以报表、图形等多种形式供值班人员参考，以及时发现、纠正用电浪费现象，从而达到节能的目的，该系统设有电能分项计量查询表，可直观地显示各分项用电的使用情况，配电间内电能分项计量的示意图，及分项用电量的百分比。