供电大楼配电监控及分项计量节能管理一体化系统方案

姜晓辉

(杭州佳和电气股份有限公司, 浙江 杭州 310053)



·能源管理·

供电大楼配电监控及分项计量节能管理一体化系统方案

姜晓辉

(杭州佳和电气股份有限公司, 浙江 杭州 310053)

结合临安供电大楼工程实例,介绍了原有系统或设备的基本情况,分析了配电监控及分项计量节能管理一体化系统方案。基于相同监测设备的数据,将配电监控系统和分项计量系统有机结合,节省了投资成本,便于进行统一的运维管理。

配电监控系统; 分项计量系统; 能耗分析; 电能数据采集

姜晓辉(1984—),男,从事电力综合自动化系统、能耗分析管理系统的工作。

0 引 言

随着我国经济的发展,大型公共建筑高耗能的问题日益突出。公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电的22%,每平方米年耗电量达普通居民住宅的10～20倍,部分已达到发达国家同类建筑的1.5～2.0倍。因此,做好公共建筑的节能工作,对实现建筑节能规划目标具有重要意义。大型公共建筑能耗实时统计分析管理系统的开发,对研究大型公共建筑能耗特点、用电监管、开展节能工作具有重要意义。

根据建筑电气设计规范,通常大型的公用建筑都设计供配电监控系统,在高压侧安装综合监控和保护装置,在低压侧安装配电监控仪表设备。如果将建筑供配电监控和分项计量节能管理结合起来,可以减少系统投资,降低在施工、运行和维护等方面的复杂性[1-2]。

1 项目概况

临安市供电局大楼共有8幢楼,其中1#楼为电力客服中心及局办公楼,2#楼为计量管理所和调度中心,3#楼为食堂和职工活动中心,4#楼为锦城供电所及电力设计院,5#楼连接各个楼的连廊,6#、7#楼为电力安装公司及其仓库,8#楼为职工活动中心。该建筑群包括电力系统的办公、调度、设计、安装等部门,办公楼变电所位于2#楼的地下室,内设2台2 000 kVA变压器。

2 原系统或设备的基本情况

该供电大楼变电所大负荷回路只测量三相电流,小负荷回路只安装了单相互感器,配置了指针式单相电流表,各出线都没有计量。楼层各个配电箱没有安装计量仪表,甚至连单相的电流表都没有安装,并且也没有配置低压电力监控系统,对电能质量监测、报表统计、越限报警、事故记录等未作考虑。

2.1 存在的主要问题

(1) 各个出线及配电箱都没有安装具有计量和通信功能的仪表。

(2) 没有各项电能耗的拆分计量。

(3) 未建立能源管理中心,不能对电能数据进行分析与管理,找不到可控的节能点,也无法判断各种节能设备是否真正节能。

(4) 物业管理部门不能形成规范化的节能管理,常规用电管理模式中的弊端使电能浪费严重。

(5) 无法分析电能质量,监测不到谐波及无功造成的电能损耗,不能进行设备改造。

2.2 系统节能可能性分析

鉴于目前多数电力用户对自身内部各系统用电状况没有清晰了解,大量电能的使用处于无序、无监视、无控制状态,建筑用能监测技术能有效地解决此类用电缺陷,使系统节能成为可能。

安装配电监控及分项计量节能管理一体化系统,为用户提供各用电系统、用电设备的用电状况,同时经过系统性分析,挖掘节能空间,查找用电设备故障,降低用电风险,减少能源消耗。

3 方案实施

系统组成结构如图1所示。

图1 系统组成结构

3.1 系统方案主要工作

系统方案设计完成后,需要将方案付诸实施,其中涉及的要点如下:

(1) 统计系统方案内采用的多功能网络电力仪表的型号和数量。在变(配)电所内的出线支路安装多功能网络电力仪表,进行准确的电能计量和电气量测量,同时分别为配电监控和分项计量节能管理系统提供数据。

(2) 根据分项计量能耗拆分需要,在变(配)电所外管道井和各楼层配电盘上安装多功能表,进行准确的电能计量和电气量测量,形成原始的电能数据记录。

(3) 在建筑物内按需敷设通信总线,建立数据传输通道。通信线的敷设可以沿强电井、弱电井沿桥架或电缆沟快速完成,某些通信线的敷设最好能和停电改造同时进行。

(4) 在监控中心建立配电系统监控后台系统,包括双监控主机、数据库服务器、UPS、打印机、工程师站等,实现配电系统的实时监控。

(5) 建立能量管理中心,收集多功能表采集的各项数据,建立数据库,按照照明、暖通空调、动力用电、特殊用电和承租户用电进行电能拆分,并预留网关。按照用户的要求设计相应的组态界面。

(6) 为避免影响供电局的正常办公用电,系统调试过程中涉及停电排查的,尽量考虑在假期或夜晚分台区断电,进行局部轮换,基本不影响正常供电。具体的停电方案可以由用户根据用电需要制定。

3.2 方案预期实现目标

(1) 业主强化管理,提高电气安全性,为系统提供保障。供配电系统非正常运行(如长期过流、三相严重不平衡、谐波过大等),极易造成直接安全事故,如人身伤害、设备损坏,也可能造成火灾等严重灾害。该系统通过对配电系统的各种运行数据进行实时、连续的监测,及时发现配电系统中的各种隐患,给出声、光告警,避免事故的发生。

(2) 为管理部门提供配电系统各项指标,包括报表数据(时报表、日报表、月报表)、故障记录、历史曲线,对配电系统电能质量进行实时监测,调节配电系统功率因数。

(3) 为实现节能减排,提供了系统性方案。对大楼内的电能计量数据进行实时采集和节能分析,实现能耗的综合管理。通过对能耗数据进行能耗拆分,得到建筑分项能耗数据,通过计算机自动分析挖掘节能潜力,达到建筑物节能增效的目的。两种典型分析如下:

① 昼夜分析,直接产生经济效益。北京某商业办公楼单位建筑面积为3.4万m2,平均耗电下降约为100 kW,制冷季为6月1日～10月1日,每天24 h,年节电约为30万kWh。2007年办公楼风机功率变化如图2所示。

图2 2007年办公楼风机功率变化

通过对分项计量数据的昼夜数据分析,发现该办公楼夜晚风机未关。

② 长期监测,找到能耗缺陷。2007年室内侧风机能耗对比如图3所示。该建筑送排风机呈现昼夜变化的规律,有固定负荷。通过分析及现场核实,该建筑室内侧风机长期不关,因为该风机安装在通风管道内,开关安装在比较隐蔽的位置,管理者极易忽略。通过调整运行策略后,节电约为8.6万kWh。

图3 2007年室内侧风机能耗对比

4 结 语

配电监控及分项计量节能管理一体化系统投入使用后,根据系统节能分析报告和专业人员的规范化管理,大幅降低了建筑能耗。另外,建筑内各主要设备得到了全方位监控,并进行专业的维护指导,保障了各重要设备的正常使用。

[1] 李树一.浅谈公共建筑电气节能检测系统设计[J].现代建筑电气,2013,4(S0):283-286.

[2] 傅益君,周宏.智能电网用户端管理系统的应用[J].现代建筑电气,2015,6(11):23-28.

[3] 周湘梅,刘立波.能源管理体系的建立与运行[M].北京:中国标准出版社,2009.

Scheme of Power Distribution Monitoring and Sub-metering Energy-saving Integrated System for Power Building

JIANG Xiaohui

(Hangzhou GAEA Electric Co., Ltd., Hangzhou 310053, China)

Combining by an example of Lin’an power building,this paper introduced the basic situations of original systems or equipments,and analyzed the scheme of power distribution monitoring and sub-metering energy-saving integrated system.Based on the same data of monitoring devices,the power distribution monitoring system combines with sub-metering system,which saves the investment costs and undertakes the unity operation and maintenance management.

power distribution monitoring sytem; sub-metering system; energy consumption analysis; electric energy data collection

TU 201.5

B

1674-8417(2016)09-0020-03

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.09.005

2016-02-17