公共建筑用電能耗與分項(xiàng)計(jì)量

湯鳴

摘要：本文首先分析了我國(guó)建筑用電分項(xiàng)計(jì)量工程存在的問(wèn)題，提出了建筑用電數(shù)據(jù)分類模型和分項(xiàng)計(jì)量回路的設(shè)計(jì)方法，然后對(duì)用電分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流程及處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，最后通過(guò)實(shí)例闡述了該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑;用電分項(xiàng)計(jì)量;能耗監(jiān)測(cè)

隨著大型的公共建筑中節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)分類是一個(gè)重要的能源效率在不同的地方工作。目前，據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度，22%的功耗占整個(gè)城市每平方米，居民用電量的10～20倍，是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家同類建筑的1.5～2倍。耗電密度高是這類建筑的特點(diǎn)之一，也是節(jié)能重點(diǎn)。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大型公共建筑中普遍僅安裝1～3塊收費(fèi)電表，從這些電表獲取的信息無(wú)法為節(jié)能工作提供完整基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，目前面臨的主要問(wèn)題有：1）電耗分拆數(shù)據(jù)不可靠;2）供電局提供數(shù)據(jù)缺乏實(shí)時(shí)性;3）無(wú)法客觀反映實(shí)際節(jié)能效果。為了推動(dòng)大型公共建筑分項(xiàng)能耗系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展，結(jié)合我國(guó)大型公共建筑用電分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)的安裝要求，本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)已有成果和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)建筑用電數(shù)據(jù)分類模型、建筑用電分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。

一、建筑用電數(shù)據(jù)分類模型

建筑能耗分類模型最重要的原則是統(tǒng)一性，即所有建筑采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一性，必須在各個(gè)建筑之間建立統(tǒng)一的用能分類方法。本文將建筑的用電分為：暖通空調(diào)、一般照明插座設(shè)備、一般動(dòng)力設(shè)備、專用設(shè)備4類。從實(shí)用性，供暖，通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中廣泛使用的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)調(diào)研和試驗(yàn)，結(jié)合國(guó)家導(dǎo)則要求，建立了我國(guó)大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)模型。

二、建筑用電分項(xiàng)計(jì)量回路設(shè)計(jì)方法

為了獲得用電原始數(shù)據(jù)，需要安裝用電計(jì)量表。在充分利用現(xiàn)有配電設(shè)施和低壓配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理設(shè)置計(jì)量表計(jì)、計(jì)量表箱和數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量和位置。需要設(shè)置分項(xiàng)計(jì)量表計(jì)回路包括：變壓器低壓側(cè)出線回路、單獨(dú)計(jì)量的外供電回路、特殊區(qū)供電回路、制冷機(jī)組主供電回路、單獨(dú)供電冷熱源系統(tǒng)泵回路、集中供電的分體空調(diào)回路、照明插座主回路、電梯回路、其他應(yīng)單獨(dú)計(jì)量的用電回路。

更多的聯(lián)合分布的配電系統(tǒng)的電源回路是唯一的功能.而一些不同類別的用電設(shè)備，以分項(xiàng)計(jì)量的困難，必須根據(jù)建筑物的分布格局的分戶計(jì)量系統(tǒng)配置，盡可能。每件T反應(yīng)的能耗，可配置的，在合理范圍內(nèi)控制預(yù)算。方法如下：

（1）根據(jù)變壓器數(shù)量為建立建筑用瓦數(shù)的儀表變壓器，是最大的和長(zhǎng)時(shí)間的負(fù)荷在應(yīng)變率低于20%，原則上不在運(yùn)行中，變壓器瓦子系統(tǒng)，同時(shí)考慮到成本的變壓器，當(dāng)數(shù)兩個(gè)設(shè)置，瓦特?cái)?shù)，如果變壓器數(shù)量為2臺(tái)，則選擇負(fù)載率最高的以照明為主的變壓器和以空調(diào)為主的變壓器各1臺(tái)，安裝2塊多功能電能表，其余變壓器安裝普通三相電能表。

（2）3將安裝一個(gè)正常的平衡三瓦電能的電源插座應(yīng)安裝正常。風(fēng)、水、380V三相電源的電氣設(shè)備，這些設(shè)備的平衡在操作過(guò)程中，每個(gè)階段的大小，小的變化，整體的能源消耗的電能可以通過(guò)一個(gè)能量數(shù)據(jù)乘以3。主回路的不平衡，需要的三個(gè)數(shù)R.

（3）總額定功率小于10千瓦的電力，將電力行業(yè)沒(méi)有空調(diào)沒(méi)有。這些規(guī)定的目的是限制數(shù)量的計(jì)數(shù)器設(shè)置，以減少成本。但如果10kW環(huán)是一個(gè)典型的數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量的重要性的基礎(chǔ)上，必須建立。

（4）如果安裝不直接使用電能的原理，如果間接的加法和減法運(yùn)算，用電數(shù)據(jù)，不能直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)的功耗，通過(guò)間接的方法。

部分電力原理改進(jìn)的加法和減法：A1～m、B1～n、C1～k分別代表a、b、c三種類型的所有相關(guān)的分支功耗，支路數(shù)量分別為m，n，k。如果目的是獲得a類型用電量：一種方法是在A1、A2、…Am各支路上安裝電能表，并求和獲得，這就是加法原則;另一種方法是在總用電支路、B1、B2、…Bn及C1、C2、…Ck各支路上安裝電能表，在總用電中減去b類及c類用電量，即可獲得a類能耗量，這就是減法原則。若只為獲得a類用電量，根據(jù)原則和減法原則設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)除了短跑多少評(píng)價(jià)總數(shù)。

三、建筑用電分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

（一）數(shù)據(jù)采集傳輸子系統(tǒng)

能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括硬件防火墻、路由器、交換機(jī)、通信前置機(jī)、Internet網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)采集器等組成。建筑能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)從該系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器中取得數(shù)據(jù)，同時(shí)可以接收來(lái)自區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站轉(zhuǎn)發(fā)的能耗數(shù)據(jù)。建筑能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議，接收通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)的建筑能耗數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

（二）數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)子系統(tǒng)是建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的核心部分，對(duì)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)接收到的有效數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)、解析和處理，對(duì)采集時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，根據(jù)各配電支路安裝的計(jì)量?jī)x表情況建模，并根據(jù)構(gòu)造的用能模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分計(jì)算，從而得到分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)，將原始的能耗數(shù)據(jù)和通過(guò)計(jì)算得來(lái)的分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（三）數(shù)據(jù)展示分析子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括Web服務(wù)器和工作站.服務(wù)器的客戶端瀏覽器的主要服務(wù)，工作人員和監(jiān)控中心信息查詢監(jiān)控大廈各建筑物的能耗和能源消耗相比花費(fèi)N.

（四）數(shù)據(jù)上報(bào)子系統(tǒng)

這些數(shù)據(jù)主要是由定時(shí)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)從中央數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分類的數(shù)據(jù)包在一個(gè)數(shù)據(jù)中心的能源，壓縮，數(shù)據(jù)交換格式XML數(shù)據(jù)包。報(bào)告子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)上傳、包裝、飼料后臺(tái)功能和結(jié)果。

四、建筑用電分項(xiàng)計(jì)量應(yīng)用實(shí)例

下面就某大學(xué)為例，詳細(xì)說(shuō)明用電分析計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)選擇、具體實(shí)施以及在實(shí)際建筑中是怎樣實(shí)現(xiàn)其各種功能的。

（一）計(jì)量裝置的安裝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求配置相應(yīng)表計(jì);對(duì)重要和有節(jié)能潛力的回路要配置多功能電力監(jiān)控終端（測(cè)量電壓、電流、電度、功率等參數(shù)，有遙控、遙信、遙測(cè)及定時(shí)控制功能）。變電站低壓開(kāi)關(guān)柜和配電箱暗裝土多功能電力終端安裝在宿舍;一個(gè)多功能的電力監(jiān)控終端。

（二）軟件顯示界面

所有綜合樓分項(xiàng)計(jì)量顯示界面和宿舍樓每個(gè)宿舍的實(shí)時(shí)功率和本月電度。

（三）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的有功功率、電流和功率因數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為分析的變壓器負(fù)荷率，負(fù)荷分配和各級(jí)損失分析，防止竊電，漏電發(fā)生，供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。

五、結(jié)語(yǔ)：

本文分析了我國(guó)用電分項(xiàng)系統(tǒng)建設(shè)在發(fā)展中存在的問(wèn)題，提出了建筑用電數(shù)據(jù)分類模型、分項(xiàng)計(jì)量回路設(shè)計(jì)方法以及分項(xiàng)用電計(jì)量表設(shè)置的加減法原則。研究了建筑用電分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，分析了數(shù)據(jù)采集、輸送、分析、儲(chǔ)存系統(tǒng)的組成及原理。本文研究成果可應(yīng)用于全國(guó)的大型公共建筑節(jié)能領(lǐng)域，對(duì)建筑節(jié)能具有重要的意義。

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