PMCS能耗综合管理系统于智慧园区的应用解决方案

黄小凤(厦门ABB低压电器设备有限公司，厦门 361006)

PMCS能耗综合管理系统于智慧园区的应用解决方案

黄小凤
(厦门ABB低压电器设备有限公司，厦门 361006)

随着信息技术的不断发展，城市信息化应用水平不断提升，智慧园区和智慧城市建设应运而生。现通过ABB PMCS能耗综合管理系统与智慧园区在能源系统的应用解决方案，提升园区及企业可持续发展，引领信息技术应用及综合竞争力。

建筑节能 能耗管理 智慧园区 能效服务 能效改进

0 引言

2010年，IBM正式提出了“智慧的城市”愿景，提出城市由关系到城市主要功能的网络、基础设施和环境等6个核心系统(组织(人)、业务/政务、交通、通讯、水和能源)组成，而城市本身则是由这些系统所组成的宏观系统。智慧城市中的这些系统资源数据来自于城市中的各类建筑群与园区，而智慧园区是智慧城市中的重要组成部分，其通过物联网、云计算、大数据等新型技术，可对产业园区各类信息资源进行整合，通过信息技术突出智慧、互联和协同的理念，充分降低园区和企业运营成本，提高工作效率，加强园区的创新、服务和管理能力，为园区铸就一套超强的软实力，进而有效提升园区及相关地区的产业结构，推动区域经济的发展。

ABB的PMCS 能耗综合管理系统解决方案是园区能耗综合管理在能源使用这一环节与智慧园区、智慧城市的一个典型实践结合应用。通过搭建一套综合监测平台，及时对园区的能耗数据进行分析、整合、展示，使园区管理者对资源的使用情况一目了然；同时这些数据信息可向园区用户公布，使其对自己的耗能情况有更清晰的认识，对园区、企业的可持续发展有更多的责任感。

1 园区能源使用现状

经过对园区物业、运维服务等部门的资料信息收集，发现园区能耗主要包括电能和水资源两部分。

1.1电能消耗

1)园区住户用电通过抄表系统采集数据，用电计费为1元/(kW·h)。园区计价电费按峰谷计价收费，园区日常工作时间8:00～12:00(尖峰时段，费率为1.126730)，12:00～18:00(平段时段，费率为0.735500)，18:00～22:00 则按高峰时段计价。实际电费结算按平时段结算电费。

2)园区公摊用电无表计精确计量，通过物业计算并通过建筑面积公摊收费，计费为1元/ (kW·h)。其公共区域照明(如地下车库、走廊公共照明等)均通过人工定时开、关。地下车库现采用传统白炽灯具，且安装位置较不合理；建筑公共照明(如走廊照明灯具)虽采用节能灯具，但处于常开状态，需人工定时开、关，园区建筑公摊用电通过物业人员手工抄表形式统计。上述用电方式均产生了大量的能源浪费。

1.2水资源消耗

园区生活用水均通过物业人员手工抄表方式记录每月用水数据，根据建筑面积公摊计量租户用水量。 如：园区一个月用水量约为920m3，且园区用水按行政事业用水计量收费，为4.5元/m3；园区住宅居民用水采用合表统计，费用为3.1元/m3。

2 系统整体设计

ABB提供的建筑节能解决方案通过能耗汇总诊断、能效数据分析、能效控制管理、建筑能效服务、节能技术应用及能源供给策略等一系列综合措施来实现建筑节能。

2.1智慧园区建筑节能典型方案

智慧园区建筑节能方案总体设计为：配置一套能耗综合管理系统并提供能效服务；针对关键耗能设备进行节能改造；依据当地太阳能资源、能源政策等实际情况，增加分布式光伏发电系统、储能系统、光伏车棚、电动汽车充电桩及微网系统，改善能源供给结构。具体配置如图1所示。

园1 区建筑节能方案配置图

2.1.1 ABB PMCS能耗综合管理系统

PMCS能耗综合管理系统用于对园区内各楼宇建筑区的用水、用电的远程计量和实时监控，通过建立能耗结构模型，计算和分析能耗水平，监测各个用能环节的能耗使用情况，同时生成各种定制化能耗报表、能耗数据曲线及饼图、柱状图等，为园区节能降耗提供直观的科学依据，并通过Web发布给园区物业管理和运营人员，促进园区物业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低，达到节能降耗的目的。

能耗汇总诊断：按照能效管理需求构建各种能耗数据抄表系统连接至能耗数据网关；能耗数据通过区域、建筑群能源互联网汇总至能耗管理平台；针对汇总能耗数据类别、属性、日期等要素进行初步诊断。

能效数据分析：分析各类能源消耗情况(用水、用电)；分析各耗能对象(如电梯、中央空调等)的耗能情况。

能效控制管理：分类能源消耗预警与控制预案；关键耗能对象预警和控制预案，控制方案实施与评价；客户价值能源控制目标管理与控制预案，控制方案实施与评价，后续措施等；成本分析，收费管理等财务应用模块。

2.1.2 能效服务平台

针对园区节能降耗咨询服务，ABB提供远程云能效综合服务。在能源管理系统上线2年内每季度为园区提供一次能效分析报告，并提供服务专业人员；每季度前往1次园区现场进行能耗情况沟通，提供能效改进方案，以根据园区用户的要求制定下一步能效改进实施计划。

2.1.3 照明系统节能改造

通过对园区照明系统的调查，发现园区地下车库内采用白炽灯，建筑内公共区域部分照明开关白天常开且手动控制。所以，照明系统节能改造主要从照明灯具和照明系统运行管理方式入手。

首先将地下车库的白炽灯具替换为节能LED灯，另外，在进行灯具改造的同时考虑提升照明系统运行管理方式，如采用ABB智能照明控制系统，通过智能调光实现自然光源与人工光源结合；通过时钟控制器、智能开关及位移感应控制来实现园区地下车库及建筑内户内公共区域按需照明。其次，制定照明控制预案，将园区公共区域照明根据实际需要分为全部开启，2/3灯具开启，1/3灯具开启，分区开启，全部关闭，夜间、上午、下午、傍晚、深夜、节假日、特殊要求等照明模式；照明预案可以自动运行也可手动控制。

2.1.4 分布式光伏发电系统

对园区屋面、屋顶进行利用，建设分布式光伏发电系统，光伏阵列产生的绿色清洁能源直流电直接接入为每个光伏方阵配备的高效率组串逆变器，逆变器将直流电转成三相380V的稳定交流电，与电网并网，最终向负载供电。光伏系统组成见图2。

图2 光伏系统组成

园区内多栋建筑屋顶可利用面积近10 000m2，在建筑屋顶铺设太阳能板，这些太阳能板不仅能提供绿色清洁能源，还可以实现大厦的自我调温功能。根据经验，铺设了太阳能板屋顶，顶楼夏日平均气温比未铺设时降低了7～8℃，大大降低了空调能耗。

2.1.5 储能系统

项目配置一套ABB提供的EssProTM储能系统，以峰谷电价差带来的利益降低园区实际运行维护成本。

ABB提供的EssProTM储能系统通过功率变流器、控制系统、保护装置、开关设备及电池的集成解决方案为用户随时随地提供电能。储能系统能快速应对能源供需瞬时变化，满足从几百千瓦到几十兆瓦的功率需求，并能够并入中压和高压电网，通过一系列应用帮助维持电网稳定，确保可靠、优质的电能供应。

2.1.6 光伏汽车棚

光伏汽车棚是将光伏发电与车棚相结合的系统，具有吸热性好、安装便捷、成本低廉等特点， 不仅具备遮风挡雨等基本功能，还可以提供源源不断的绿色电力。考虑光伏发电特殊需要，在阳光照射无遮挡地区的户外停车场选择12个车位安装光伏停车棚，为园区增添一道美丽的低碳风景线。

2.1.7 电动汽车充电桩

作为新能源战略、智能电网的重要组成部分以及“十二五”的战略性新兴产业之一，电动汽车将逐渐成为中国汽车工业和能源产业发展的重点。作为电动汽车产业的重要一环，充电站的建设是电动汽车大规模发展的关键。如今，电动汽车充电桩已经成为发展电动汽车所必需的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。因此ABB为园区提供了4台直流快速充电桩(见图3)。

图3 Terra 53z 电动汽车充电桩

图3为ABB的Terra53z 电动汽车充电桩，这是一款符合中国直流快速充电的产品，最大充电输出可以达到50kW，可以满足路途中快速充电的需要，是加油站和繁华市区、大型园区的理想之选。

2.1.8 微网系统

ABB微网系统属于分布式微网系统。每个用能及供能端配置一台M+微网单元，各微网单元通过光纤环网连接，微网系统运行机制根据具体客户定制的计算模型来定。通过微电网可以和现有电力系统结合形成一个高效灵活的新系统，实现对园区用电负荷的多能源、高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式。ABB 提供的针对园区M+微网系统的结构图如图4所示。

图4 ABB M+微网系统

1)基本要素

负荷：分布式太阳能(发电)、储能、能源网。

供能/发电侧：柴油发电机、分布式太阳能、光伏车棚等。

控制装置及系统：系统控制&保护装置、系统优化运行&监测&维护装置，并离网控制装置。

2)控制模式

分布式能源系统作为独立供电体系并网；光伏系统为储能系统充电，能够同时并网；储能系统按需并网；分布式光伏发电与电动汽车充电桩一体化车棚并网。

3 ABB PMCS能耗综合管理系统功能介绍

PMCS能耗综合管理系统采用B/S构架设计，从管理分析角度出发，使用图形化的界面，将枯燥的数据转换为图形图表，提高易用性，从而帮助用户合理规划和利用能源，降低能源消耗，提高经济效益。

PMCS能耗综合管理系统采用模块化的功能结构，其基本功能模块包括：楼宇统计、组织能耗、统计分析、报警中心、报表管理、系统管理、Web发布等；高级功能模块包括设备能效、能源绩效、成本分析、设备管理、收费管理、数据上传等。

1)楼宇统计：对建筑楼宇进行能耗统计分析。包括建筑导航、能耗总览、分项价值树、分类分项、同类对比、分时计量6项。

2)组织能耗：对组织机构进行能耗统计分析。包括能耗总览、组织价值树、分类分项、同类对比和分项价值树等。

3)统计分析：包括自有分析和测点能耗。测点能耗是对测点(仪表)统计分析，包括基本信息、实时读数、能耗曲线。

4)报警中心：对系统运行过程中的报警统计分析。包括实时报警、历史报警、统计。

5)报表管理：提供客户常用报表，具有打印、导入、导出等功能，目前有能耗量报表、能耗金额报表、能耗费用报表。

6)系统管理：在系统管理功能中可以对整个项目的信息进行配置，例如项目的区域划分、组织构架、设备类型、用能单价、考核周期、用户权限管理、使用日志、能源采集点的增/删/改/查等。

7)Web发布：系统采用B/S构架，系统的所有界面及操作做都可以通过浏览器来进行。系统的服务器端进行数据的整合处理及存储，并通过网站的方式将其发布到Web网络中，用户可以通过任意一台电脑在网络的任何一个位置网站访问系统并进行各项操作。

高级功能模块中，ABB针对园区增加了能源绩效、设备管理及数据上传等功能模块，针对园区建筑群及园区租户的能耗统计分析及绩效考核状况，对园区高层建筑中中央空调设备的能效和能耗进行统计分析；同时通过能耗数据的上传，完成与政府相关平台的数据对接。能源绩效及设备管理功能界面如图5～6所示。

图5 能源绩效功能模块界面图

图6 设备管理功能模块界面图

4 ABB能效服务平台

通过ABB能效平台为目标用户提供远程数据管理、分析诊断等相关能效服务。

ABB能效平台掌握建筑用户整体用能情况，包括对水、电、煤、气、油、冷(热)量等多种能耗数据进行相关分析、诊断。能效服务系统图如图7所示。能效服务平台服务类别表参见表1。

图7 能效服务系统图

由表1可知，能效服务按服务类型不同可分为标准服务、进阶服务、延伸服务和服务热线。标准服务提供数据的采集、存储、分析和能效报告服务；进阶服务为用户定期举行能效会诊、提供能效改进方案、实现数据托管等；延伸服务包括组织专家团队、邀请用户参加节能行业会议、定期为用户提供能效管理培训，并协调碳排放交易服务；服务热线为用户开展能效咨询服务。

表1 能效服务平台服务类别表

5 结束语

通过PMCS能耗综合管理系统在园区能源消耗系统的方案应用，园区的能源管理水平及工作效率明显提高，原有传统园区物业管理能源消耗的方式获得较大改善，提高了能源的使用效率，节能降耗的同时，减少了园区企业经营负担，帮助企业加速发展。

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Huang Xiaofeng

The intelligent park and intelligent city came into being with the continuous development of information technology and city informatization. Through ABB PMCS energy consumption integrated management system and energy system application solution of intelligent part, the park and enterprise’s sustainable development and information technology applications and comprehensive competitiveness all have being improved.

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