公共机构能源动态管控系统介绍

/国家城市能源计量中心（安徽）

0 引言

随着城市的发展，我国公共机构的能耗在建筑总能耗中的比重越来越大,特别是近十年来我国公共机构的规模和数量都增长极快,成为建筑中的用能大户。因此，进行公共机构能耗状况监测以及节能技术在公共机构中运用的研究十分必要。公共机构包括国家机关、学校、医院及大量科研院所和公共事业单位等，其能耗总量一直呈不断增长趋势，尤其是目前我国公共机构的单位建筑面积能耗约为欧美发达国家的2至3倍，属于能耗较高的领域，节能潜力巨大。

实现公共机构节能的前提是掌握公共机构的建筑用能状况，而实施公共机构能耗数据实时采集、动态监控是掌握公共机构的建筑用能状况的有效途径，为此安徽省计量科学院所属的国家城市能源计量中心（安徽）经过反复地建模和研究，建立了公共机构能耗监测与管理平台。该平台通过安装具有远传功能的计量器具，实时采集公共建筑用能设备的能耗数据，通过互联网传输到数据中心汇总、存贮，并通过软件系统对采集到的用能数据进行分析研究，寻找、挖掘用能环节存在的节能潜力，实现公共机构能耗的动态管控[2]，从而实现了公共机构的节能工作从定性管理为主向科学的量化管理模式转变，对各地具有参考和借鉴价值。

1 系统结构

1.1 综述

公共机构能耗监测与管理平台是指通过对公共机构的建筑安装分类和分项能耗计量装置和传感设备，采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对公共机构建筑能源的输配和消耗环节实施动态监控和数字化管理，改进和优化能源平衡，实现负荷追踪和匹配，以及用能设备工艺、逻辑和过程的自适应控制和优化，在满足正常需求的前提下实现最大限度的节能减排。平台包括硬件系统和软件系统两部分：硬件系统主要由能耗监控平台、计算机、交换机、电能表、水表等组成；软件系统主要由公共机构能耗数据统计软件、机构节能管理信息系统、数据库软件等组成[3]。

1.2 平台架构

平台架构如图1所示。

2 平台功能

能耗监测与管理平台是根据对公共机构的建筑结构、所在地区气候环境条件、设备运行工况等建筑能耗的实时变化进行监测，并根据监测数据及时地给出用能方案。平台具有以下基本功能。

2.1 能耗实时数据采集、报表生成及用能异常提醒功能

平台可以实时监测能耗相关数据的动态变化，如电量、水量、用气量以及设备工况变化、负荷动态变化、环境参数变化。根据这些基础数据，平台通过软件计算，绘制出能耗实时动态曲线，并与相应的标准、目标计划值进行比较，给出能耗状态分析报告，并能给出预警、报警信号，以及能耗运行趋势分析。

平台可以实时提供符合相关标准要求的能耗统计报表，满足公共机构上报能耗数据的需求。包括可以生成针对不同机构的分户能耗报告；针对水、电、燃气、油等不同类别能源的分类能耗报告；针对不同设备、不同建筑、不同部门的分项能耗报告；针对年、月、日不同周期的分时能耗报告；针对同一监测对象的历年同比报告等[4]，以上报告可以从不同角度提供监测对象的全面、准确的能耗状况，为寻找合适的节能措施提供数值依据。

可对用能异常状态进行提醒，如某设备能耗超过目标设定值，或某设备运行状态为故障，平台都具有报警和提醒功能。

图1 能耗监测与管理平台架构

2.2 能耗对标功能

平台利用采集到的机构类型、人数、公共机构建筑面积、建筑结构、负荷信息、环境参数（室内温度、室外温度、冬夏季平均气温）等与能耗相关的信息，通过软件计算出某公共机构的单位建筑面积能耗、人均能耗。通过软件设置监测对象的这些指标可以进行同时段的比对，也可以与同类型建筑进行比较。当平台积累了足够多的同类建筑数据后就可以设立某类建筑的能耗标杆值，以其作为参考值，供同类型机构进行对标。

2.3 能耗管控功能

平台终端将采集到的数据传送到监控中心，管理系统通过既有数据和方案，对大型设备如电梯组群、水泵、中央集中供暖系统给出实时控制方式，对能耗设备进行智能化控制[5]。现场工作站则可以对小型设备如照明、独立空调等根据传感器采集的环境参数给出实时控制方式，比如当人离开房间后，人体监测传感器将在5 min后（时间可以自由设置）自动关闭照明、空调、计算机等电源，达到节能的效果。

3 平台的运行及推广

该平台目前已在国家质量检验中心（安徽）稳定运行了近六年，平台的功能及性能得到了验证：管控中心的运行安全、稳定、可靠，具有较高的自动化程度，操作方便；可以帮助用能单位实现对建筑能耗的集中监测和管理，实现能耗数据存储、查询、分析、统计等功能；保证用能单位第一时间综合掌握能源使用整体情况，充分了解自身能耗状况，摸清产生能源浪费的根源，为能耗监管、节能改造提供数据支撑和决策依据。同时帮助用能单位及其员工养成节能的良好习惯。

该平台的功能和用能管理的模式亦得到了安徽省行政管理部门的认可和资金的支持奖励，并在省内通过公共机构能源审查、节约型公共机构评选等途径进行了经验推广。省内一些大型的公共机构也陆续建立了能耗监管平台：医院如安徽某大学附属医院、合肥市某医院通过建立能耗监管平台，实现了对医院所有建筑、重点用能设备的能耗数据实时采集，对门诊部、住院部、食堂等区域建筑能耗的监测网络，做到了能耗的分类、分户、分项计量[6]。学校如合肥某大学运用教育部的专项资金建立了覆盖到每个实验室、每个学生宿舍的能耗实时监管平台。机关如安徽省某市行政机关大厦作为新建建筑，建选时就进行了能耗监管平台的规划，不仅做到了能耗的分类、分户、分项计量，而且对计算机、照明、空调等做到了智能化管控，在平台进行设置后，人离开一定时间用能设备自动关闭。近年安徽省很多建立了监管平台的单位已先后被评为国家级节约型公共机构示范单位。

同时安徽省建设部门正在落实将能耗监测与管理平台的建设成本纳入建设单位投资预算，将能耗监测与管理平台验收作为工程验收重要内容之一进行同步验收。

4 结语

本文介绍了国家城市能源计量中心（安徽）在建设公共机构能耗监测与管理平台工作中的一些探索和具体实践经验，供同行参考。公共机构使用的是财政资金，更应在工作和行动上把节能减排工作落到实处，做好表率，而监管平台是个非常好的工具，值得推广。