公共建筑用電能耗與分項計量

湯鳴

摘要：本文首先分析了我國建筑用電分項計量工程存在的問題，提出了建筑用電數據分類模型和分項計量回路的設計方法，然后對用電分項計量系統(tǒng)的數據傳輸流程及處理結構進行了研究，最后通過實例闡述了該系統(tǒng)的實際應用意義。

關鍵詞：大型公共建筑;用電分項計量;能耗監(jiān)測

隨著大型的公共建筑中節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，數據分類是一個重要的能源效率在不同的地方工作。目前，據國家有關部門統(tǒng)計，國家機關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%的功耗占整個城市每平方米，居民用電量的10～20倍，是歐洲、日本等發(fā)達國家同類建筑的1.5～2倍。耗電密度高是這類建筑的特點之一，也是節(jié)能重點。

實踐中發(fā)現，我國大型公共建筑中普遍僅安裝1～3塊收費電表，從這些電表獲取的信息無法為節(jié)能工作提供完整基礎數據，目前面臨的主要問題有：1）電耗分拆數據不可靠;2）供電局提供數據缺乏實時性;3）無法客觀反映實際節(jié)能效果。為了推動大型公共建筑分項能耗系統(tǒng)建設的發(fā)展，結合我國大型公共建筑用電分項計量設計的安裝要求，本文在總結國內已有成果和經驗基礎上，對建筑用電數據分類模型、建筑用電分項計量系統(tǒng)及其關鍵技術展開研究。

一、建筑用電數據分類模型

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準。為了實現統(tǒng)一性，必須在各個建筑之間建立統(tǒng)一的用能分類方法。本文將建筑的用電分為：暖通空調、一般照明插座設備、一般動力設備、專用設備4類。從實用性，供暖，通風和空調系統(tǒng)中廣泛使用的節(jié)點。通過調研和試驗，結合國家導則要求，建立了我國大型公共建筑能耗數據模型。

二、建筑用電分項計量回路設計方法

為了獲得用電原始數據，需要安裝用電計量表。在充分利用現有配電設施和低壓配電監(jiān)測系統(tǒng)，結合現場實際情況，合理設置計量表計、計量表箱和數據采集器的數量和位置。需要設置分項計量表計回路包括：變壓器低壓側出線回路、單獨計量的外供電回路、特殊區(qū)供電回路、制冷機組主供電回路、單獨供電冷熱源系統(tǒng)泵回路、集中供電的分體空調回路、照明插座主回路、電梯回路、其他應單獨計量的用電回路。

更多的聯合分布的配電系統(tǒng)的電源回路是唯一的功能.而一些不同類別的用電設備，以分項計量的困難，必須根據建筑物的分布格局的分戶計量系統(tǒng)配置，盡可能。每件T反應的能耗，可配置的，在合理范圍內控制預算。方法如下：

（1）根據變壓器數量為建立建筑用瓦數的儀表變壓器，是最大的和長時間的負荷在應變率低于20%，原則上不在運行中，變壓器瓦子系統(tǒng)，同時考慮到成本的變壓器，當數兩個設置，瓦特數，如果變壓器數量為2臺，則選擇負載率最高的以照明為主的變壓器和以空調為主的變壓器各1臺，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將安裝一個正常的平衡三瓦電能的電源插座應安裝正常。風、水、380V三相電源的電氣設備，這些設備的平衡在操作過程中，每個階段的大小，小的變化，整體的能源消耗的電能可以通過一個能量數據乘以3。主回路的不平衡，需要的三個數R.

（3）總額定功率小于10千瓦的電力，將電力行業(yè)沒有空調沒有。這些規(guī)定的目的是限制數量的計數器設置，以減少成本。但如果10kW環(huán)是一個典型的數據，根據測量的重要性的基礎上，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算，用電數據，不能直接訪問數據的功耗，通過間接的方法。

部分電力原理改進的加法和減法：A1～m、B1～n、C1～k分別代表a、b、c三種類型的所有相關的分支功耗，支路數量分別為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，根據原則和減法原則設計的優(yōu)點除了短跑多少評價總數。

三、建筑用電分項計量系統(tǒng)數據處理流程

（一）數據采集傳輸子系統(tǒng)

能耗數據采集傳輸系統(tǒng)包括硬件防火墻、路由器、交換機、通信前置機、Internet網絡及數據采集器等組成。建筑能耗數據采集傳輸系統(tǒng)從該系統(tǒng)區(qū)域內的數據采集器中取得數據，同時可以接收來自區(qū)域內數據中轉站轉發(fā)的能耗數據。建筑能耗數據采集傳輸系統(tǒng)使用國家標準數據協議，接收通過Internet網絡傳輸來的建筑能耗數據，并存儲其數據庫內。

（二）數據處理與存儲子系統(tǒng)

數據處理與存儲子系統(tǒng)是建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件的核心部分，對數據采集子系統(tǒng)接收到的有效數據包進行校驗、解析和處理，對采集時間進行統(tǒng)一規(guī)范，根據各配電支路安裝的計量儀表情況建模，并根據構造的用能模型對原始數據進行拆分計算，從而得到分項能耗數據，將原始的能耗數據和通過計算得來的分項能耗數據存儲到數據庫中。

（三）數據展示分析子系統(tǒng)

數據分析子系統(tǒng)包括Web服務器和工作站.服務器的客戶端瀏覽器的主要服務，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N.

（四）數據上報子系統(tǒng)

這些數據主要是由定時調度系統(tǒng)自動從中央數據庫中的數據分類的數據包在一個數據中心的能源，壓縮，數據交換格式XML數據包。報告子系統(tǒng)包括數據抽取、數據上傳、包裝、飼料后臺功能和結果。

四、建筑用電分項計量應用實例

下面就某大學為例，詳細說明用電分析計量監(jiān)測系統(tǒng)的技術選擇、具體實施以及在實際建筑中是怎樣實現其各種功能的。

（一）計量裝置的安裝

根據現場需求配置相應表計;對重要和有節(jié)能潛力的回路要配置多功能電力監(jiān)控終端（測量電壓、電流、電度、功率等參數，有遙控、遙信、遙測及定時控制功能）。變電站低壓開關柜和配電箱暗裝土多功能電力終端安裝在宿舍;一個多功能的電力監(jiān)控終端。

（二）軟件顯示界面

所有綜合樓分項計量顯示界面和宿舍樓每個宿舍的實時功率和本月電度。

（三）電能質量監(jiān)測

以實時監(jiān)測的有功功率、電流和功率因數的實時數據作為分析的變壓器負荷率，負荷分配和各級損失分析，防止竊電，漏電發(fā)生，供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。

五、結語：

本文分析了我國用電分項系統(tǒng)建設在發(fā)展中存在的問題，提出了建筑用電數據分類模型、分項計量回路設計方法以及分項用電計量表設置的加減法原則。研究了建筑用電分項計量系統(tǒng)結構框架，分析了數據采集、輸送、分析、儲存系統(tǒng)的組成及原理。本文研究成果可應用于全國的大型公共建筑節(jié)能領域，對建筑節(jié)能具有重要的意義。

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