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樓宇智能化綜合能效管理系統

2015-08-06
 

樓宇智能化綜合能效管理系統


一、概述

智能化樓宇是以建筑大廈為平臺,兼備通信、辦公、建筑設備自動化,集系統結構、服務、管理及其最優化組合,向人們提供一個高效、舒適、便利環境的建筑。達到幫助建筑物業主、物業管理人員和租用人實現在費用、舒適、便利和安全等方面的目標。

具體來說,樓宇智能化綜合能效管理系統是指綜合運用現代通信技術、自動控制技術、計算機技術等現代技術,將建筑物建設或改造成為智能建筑的全部工程,包括樓宇智能化方案咨詢、規劃設計、定制開發、設備提供、施工管理、系統集成及增值服務。

二、樓宇建筑用能現狀

一組來自國家有關部門的調查數字顯示: 我國大型建筑年電力消耗總量占全國總消耗量的10%,能源費用超過800億元,主要包括政府機關、企事業單位、商業寫字樓等大型建筑,大部分大型建筑的全年用電量在100KWH以上,其中空調用電在45-50%;用戶室內用電35-40%;公用電費支出10-15%。目前,我國大型樓宇建筑用能主要存在以下幾個方面的不足:

1、供電系統效率低

變壓器效率低:大型建筑變壓器使用效率不高,特別是晚上變壓器幾乎空載運行,造成變壓器自身損耗大,電壓變化率高;

供電線路損耗大:因大型建筑用電設備多,供電線路分支多、長,視在功率大,存在較大的集膚效應損耗及熱阻線損,導致末端電壓降大,電能使用效率明顯下降,并存在一定的安全隱患。

2、用電設備能耗利用率不高

空調設備用電(柜式或中央空調):首先,大型建筑空調系統在設計選型時,大多預計留了20%左右的余量,但正常運行時很少完全運行在滿負荷狀態;其次,空調水循環系統實際運行時處于最大設計固定流量下工作,不隨負荷變化而變化,無法達到主機、輔機和末端舒適溫度三者達到合理的動態自動調節,導致電能利用率低,電能浪費嚴重。

 照明及其它設備用電:大型建筑照明用電和其它用電設備大多是感性負載,功率因數多在0.5-0.8之間,存在大量的無功損耗,且用電設備多為單相220V供電,線路中都存在著嚴重的三相不平衡,造成零序電流過大,造成電耗的損失增加,也大大降低了系統的電能使用效率。

3、用電設備復雜,電力品質差

大型建筑內的用電設備數量與種類眾多,主要用電設備有:照明(節能燈、日光燈等),空調(柜式和中央空調)、辦公設備、電腦、三相電機(風機和水泵)、電加熱負載和其它混合負載等。其中大量電力電子裝置(如電腦、辦公設備、通信設備)等非線性負載的使用,導致負荷嚴重非線形,產生電壓陷波、電壓突變、浪涌、瞬變、諧波(其中以3次諧波為主)等。同時消耗大量的無功功率,導致功率因數較低,使供電電壓波形發生畸變,電力污染嚴重,用電品質差,大大降低了電能的使用效率,也影響用電設備的使用壽命和使用安全。

建筑分項能耗若沒有計量,帶有人為主觀因素的能耗拆分數據不可靠,無法有效的發現用能問題,造成決策偏差。供電局提供數據或人工抄表數據缺乏實時性,且時間間隔不準確,無法用于能耗技術分析,缺乏基礎數據平臺,各種節能措施的實際效果無法得到客觀的反映和評價,缺乏評估手段,分項計量是考核各個管理者在節能管理中業績的重要依據,依靠管理實現節能是大型公建投資最快地實現節能最有效的措施 

三、綜合能效管理系統

1、能耗分類

電量分項能耗應當包括:

照明插座用電——為建筑物主要功能區域的照明、插座等室內設備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電。

空調用電:主要包括冷熱站用電、空調末端用電。

動力用電:主要包括電梯用電、水泵用電、通風機用電。

特殊用電:主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。

2、系統架構

系統分項采集樓宇內照明用電總量、辦公用電總量、公共用電總量、電梯總用電量、空調用電總量等,通過數據采集站,數據中轉站,往國家級、省市級數據中心提供能耗數據。系統主要包括2大子系統6個層面,即能耗數據采集系統(包括“數據來源層”、“數據采集層”、“數據傳輸層”)、能耗計量監測管理應用系統(包括“數據中心/中轉站”、“省級數據中心”、“國家級數據中心”)。

數據來源層是指現有的或改造成具有數傳功能的各種(水量、電能、氣量、熱能)計量儀表。

數據采集層是通過能耗數據采集器獲取來源層產生的原始能耗數據,并將數據上報到數據采集軟件,通過數據采集軟件實現各類原始數據的規范處理、保存和上傳。

數據傳輸層將采集層數據通過各種網絡(RF、ADSL、LAN、GPRS、CDMA、3G…)平臺,傳輸到數據中心或者數據中轉站。

省級數據中心接收和存儲所有市級數據中心/中轉站的數據。并實現數據的實時監控、查詢與統計分析,同時為國家級數據中心提供能耗監測數據。

3、系統特點

1、技術先進,具有趨勢預測控制功能

充分利用了當代最新科技成果,采用具有趨勢預測控制功能,使系統具有優化控制功能,可以根據各自耗電系統運行環境及負荷的變化預測并擇優選擇最佳的運行參量和控制方案。

2、模塊化設計

各個系統功能軟件之間相互獨立,通過數據庫將各個軟件系統緊密結合在一起,單個軟件系統出現故障也不影響其它系統的正常運行。

3、安全性能可靠

系統設置了操作權限管理功能,可有效防止非授權人員的無意或蓄意訪問系統,確保系統數據的采集、傳遞、儲存、使用的安全性。

4、匯總和統計方式多樣化

遵循“以人為本”的人性化設計理念,系統的軟、硬件設計都從用戶操作使用的方便出發,提供了可視化矢量圖形軟件界面界面,可以以及非常直觀的圖形和圖表,滿足不同管理人員和操作人員的使用習慣。還提供WEB遠程訪問,可以讓使用者在任意地點都可以方便的遠程訪問系統。

5、能源按需提供

系統能根據各耗能設備終端所需負荷自動調節輸出,在保證樓宇舒適便捷,安全可靠的前提下,達到節能降耗的目的,為樓宇用戶提供全方位的能源智能化管理和雙向互動服務。

6、能源逐級管理思想

系統為決策層、管理層和操作層分別提供了不同的功能(如下圖),做到能源的逐級管理,使不同職位職責明晰,分工明確,可以有效監測節能目標。

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