公共機構能源動態管控系統介紹

/國家城市能源計量中心（安徽）

0 引言

隨著城市的發展，我國公共機構的能耗在建筑總能耗中的比重越來越大,特別是近十年來我國公共機構的規模和數量都增長極快,成為建筑中的用能大戶。因此，進行公共機構能耗狀況監測以及節能技術在公共機構中運用的研究十分必要。公共機構包括國家機關、學校、醫院及大量科研院所和公共事業單位等，其能耗總量一直呈不斷增長趨勢，尤其是目前我國公共機構的單位建筑面積能耗約為歐美發達國家的2至3倍，屬于能耗較高的領域，節能潛力巨大。

實現公共機構節能的前提是掌握公共機構的建筑用能狀況，而實施公共機構能耗數據實時采集、動態監控是掌握公共機構的建筑用能狀況的有效途徑，為此安徽省計量科學院所屬的國家城市能源計量中心（安徽）經過反復地建模和研究，建立了公共機構能耗監測與管理平臺。該平臺通過安裝具有遠傳功能的計量器具，實時采集公共建筑用能設備的能耗數據，通過互聯網傳輸到數據中心匯總、存貯，并通過軟件系統對采集到的用能數據進行分析研究，尋找、挖掘用能環節存在的節能潛力，實現公共機構能耗的動態管控[2]，從而實現了公共機構的節能工作從定性管理為主向科學的量化管理模式轉變，對各地具有參考和借鑒價值。

1 系統結構

1.1 綜述

公共機構能耗監測與管理平臺是指通過對公共機構的建筑安裝分類和分項能耗計量裝置和傳感設備，采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對公共機構建筑能源的輸配和消耗環節實施動態監控和數字化管理，改進和優化能源平衡，實現負荷追蹤和匹配，以及用能設備工藝、邏輯和過程的自適應控制和優化，在滿足正常需求的前提下實現最大限度的節能減排。平臺包括硬件系統和軟件系統兩部分：硬件系統主要由能耗監控平臺、計算機、交換機、電能表、水表等組成；軟件系統主要由公共機構能耗數據統計軟件、機構節能管理信息系統、數據庫軟件等組成[3]。

1.2 平臺架構

平臺架構如圖1所示。

2 平臺功能

能耗監測與管理平臺是根據對公共機構的建筑結構、所在地區氣候環境條件、設備運行工況等建筑能耗的實時變化進行監測，并根據監測數據及時地給出用能方案。平臺具有以下基本功能。

2.1 能耗實時數據采集、報表生成及用能異常提醒功能

平臺可以實時監測能耗相關數據的動態變化，如電量、水量、用氣量以及設備工況變化、負荷動態變化、環境參數變化。根據這些基礎數據，平臺通過軟件計算，繪制出能耗實時動態曲線，并與相應的標準、目標計劃值進行比較，給出能耗狀態分析報告，并能給出預警、報警信號，以及能耗運行趨勢分析。

平臺可以實時提供符合相關標準要求的能耗統計報表，滿足公共機構上報能耗數據的需求。包括可以生成針對不同機構的分戶能耗報告；針對水、電、燃氣、油等不同類別能源的分類能耗報告；針對不同設備、不同建筑、不同部門的分項能耗報告；針對年、月、日不同周期的分時能耗報告；針對同一監測對象的歷年同比報告等[4]，以上報告可以從不同角度提供監測對象的全面、準確的能耗狀況，為尋找合適的節能措施提供數值依據。

可對用能異常狀態進行提醒，如某設備能耗超過目標設定值，或某設備運行狀態為故障，平臺都具有報警和提醒功能。

圖1 能耗監測與管理平臺架構

2.2 能耗對標功能

平臺利用采集到的機構類型、人數、公共機構建筑面積、建筑結構、負荷信息、環境參數（室內溫度、室外溫度、冬夏季平均氣溫）等與能耗相關的信息，通過軟件計算出某公共機構的單位建筑面積能耗、人均能耗。通過軟件設置監測對象的這些指標可以進行同時段的比對，也可以與同類型建筑進行比較。當平臺積累了足夠多的同類建筑數據后就可以設立某類建筑的能耗標桿值，以其作為參考值，供同類型機構進行對標。

2.3 能耗管控功能

平臺終端將采集到的數據傳送到監控中心，管理系統通過既有數據和方案，對大型設備如電梯組群、水泵、中央集中供暖系統給出實時控制方式，對能耗設備進行智能化控制[5]。現場工作站則可以對小型設備如照明、獨立空調等根據傳感器采集的環境參數給出實時控制方式，比如當人離開房間后，人體監測傳感器將在5 min后（時間可以自由設置）自動關閉照明、空調、計算機等電源，達到節能的效果。

3 平臺的運行及推廣

該平臺目前已在國家質量檢驗中心（安徽）穩定運行了近六年，平臺的功能及性能得到了驗證：管控中心的運行安全、穩定、可靠，具有較高的自動化程度，操作方便；可以幫助用能單位實現對建筑能耗的集中監測和管理，實現能耗數據存儲、查詢、分析、統計等功能；保證用能單位第一時間綜合掌握能源使用整體情況，充分了解自身能耗狀況，摸清產生能源浪費的根源，為能耗監管、節能改造提供數據支撐和決策依據。同時幫助用能單位及其員工養成節能的良好習慣。

該平臺的功能和用能管理的模式亦得到了安徽省行政管理部門的認可和資金的支持獎勵，并在省內通過公共機構能源審查、節約型公共機構評選等途徑進行了經驗推廣。省內一些大型的公共機構也陸續建立了能耗監管平臺：醫院如安徽某大學附屬醫院、合肥市某醫院通過建立能耗監管平臺，實現了對醫院所有建筑、重點用能設備的能耗數據實時采集，對門診部、住院部、食堂等區域建筑能耗的監測網絡，做到了能耗的分類、分戶、分項計量[6]。學校如合肥某大學運用教育部的專項資金建立了覆蓋到每個實驗室、每個學生宿舍的能耗實時監管平臺。機關如安徽省某市行政機關大廈作為新建建筑，建選時就進行了能耗監管平臺的規劃，不僅做到了能耗的分類、分戶、分項計量，而且對計算機、照明、空調等做到了智能化管控，在平臺進行設置后，人離開一定時間用能設備自動關閉。近年安徽省很多建立了監管平臺的單位已先后被評為國家級節約型公共機構示范單位。

同時安徽省建設部門正在落實將能耗監測與管理平臺的建設成本納入建設單位投資預算，將能耗監測與管理平臺驗收作為工程驗收重要內容之一進行同步驗收。

4 結語

本文介紹了國家城市能源計量中心（安徽）在建設公共機構能耗監測與管理平臺工作中的一些探索和具體實踐經驗，供同行參考。公共機構使用的是財政資金，更應在工作和行動上把節能減排工作落到實處，做好表率，而監管平臺是個非常好的工具，值得推廣。