摘要：主要介紹了鄭州萬象城電氣節(jié)能設(shè)計(jì)包括：①電氣節(jié)電技術(shù)。②智能照明系統(tǒng)。③電力監(jiān)控系統(tǒng)。④中央能源管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能照明；電力監(jiān)控；能源管理

前言

鄭州萬象城項(xiàng)目為華潤(rùn)置地（鄭州）有限公司在河南鄭州開發(fā)的大型公共建筑項(xiàng)目，一期建筑面積263044m2。一期工程包含華潤(rùn)大廈及萬象城購(gòu)物中心一期兩部分，地上總建筑面積178014m2，地下總建筑面積85030m2。華潤(rùn)大廈寫字樓地上38層，建筑高度166.50m，萬象城購(gòu)物中心一期地上7層，建筑高度50.15米。

1、電氣節(jié)電技術(shù)

鄭州萬象城項(xiàng)目是大型的公建項(xiàng)目，在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮電氣設(shè)計(jì)，電氣節(jié)能是電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分，它關(guān)系到項(xiàng)目的前期投資和后期的運(yùn)行費(fèi)用。我們?cè)陔姎獾墓?jié)電技術(shù)上進(jìn)行了如下考慮：

1.1合理選擇變壓器容量和設(shè)置配電系統(tǒng)；

a．設(shè)置變壓器容量時(shí)，保證變壓器的實(shí)際負(fù)載率在60%-70%之間運(yùn)行。

b．季節(jié)性負(fù)荷容量較大或沖擊性負(fù)荷嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí)，可設(shè)專用變壓器；在非運(yùn)行季節(jié)時(shí)，可切除相關(guān)負(fù)荷。

1.2合理設(shè)置（配）變電所位置，使其靠近負(fù)荷中心，減小供電距離。

a．盡量在負(fù)荷中心設(shè)置變電所，減少電纜的一次投資費(fèi)用。

b．在辦公樓的25層設(shè)計(jì)變配電室，滿足超高層建筑的供電要求。

c．采用經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面，減少線路電能損耗。

d．合理布置供電線路，使其走最短路徑。

1.3盡量提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，并在變電所低壓系統(tǒng)中裝設(shè)集中電容補(bǔ)償裝置。

a．盡量采用功率因數(shù)較高設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)等。

b．變壓器的功率因數(shù)在0.9以上。

1.4電氣設(shè)備選用節(jié)能型，如：節(jié)能配電變壓器SCB10型；節(jié)能型接觸器等。

1.5光源、燈具、鎮(zhèn)流器等采用高效、低耗、節(jié)能型產(chǎn)品。

1.6風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻控制。

2、智能照明控制系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明中不平衡負(fù)荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，達(dá)到優(yōu)化供電目的。它采用總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的智能控制。

在本工程的電氣設(shè)計(jì)中，根據(jù)功能分區(qū)和物業(yè)管理的需要，在華潤(rùn)大廈和萬象城購(gòu)物中心各采用了一套智能照明控制系統(tǒng)，照明系統(tǒng)控制主機(jī)設(shè)置于消防安防監(jiān)控中心，并進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：

2.1在照明箱內(nèi)設(shè)置智能照明控制模塊，對(duì)公共走廊的照明采用開關(guān)控制；對(duì)會(huì)議室、宴會(huì)廳采用調(diào)光控制。照明控制模塊通過總線與控制主機(jī)進(jìn)行通信。

2.2公共區(qū)域的應(yīng)急照明系統(tǒng)納入照明控制系統(tǒng)，在平時(shí)工作時(shí)，由智能照明控制，消防時(shí)，采用強(qiáng)行啟動(dòng)點(diǎn)亮的方式，滿足消防疏散的要求。

2.3根據(jù)需要在走廊設(shè)計(jì)智能開關(guān)控制面板，在會(huì)議室、宴會(huì)廳設(shè)置調(diào)光控制面板。控制主機(jī)不工作時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)控制面板控制燈光。實(shí)現(xiàn)各區(qū)域獨(dú)立的自動(dòng)控制。

2.4中控制主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)智能開關(guān)上均可進(jìn)行場(chǎng)景控制，如全開模式、清掃模式、特殊模式等。

2.5控制主機(jī)能自動(dòng)記錄各回路累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與次數(shù)、各次運(yùn)行時(shí)間并可隨時(shí)查閱上述資料。同時(shí)具有數(shù)據(jù)查詢、分析統(tǒng)計(jì)、交接班管理、報(bào)表打印等功能。

3、電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與管理，該系統(tǒng)由管理層、通信層、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層三部分組成。通過計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元等基本工具，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以減少電能損耗、降低運(yùn)作成本，提高生產(chǎn)效率。

在本工程的電氣設(shè)計(jì)中，根據(jù)功能分區(qū)及供電局的要求，在華潤(rùn)大廈和萬象城購(gòu)物中心各采用了一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，照明系統(tǒng)控制主機(jī)設(shè)置于10kV中心變配電室的值班室內(nèi)，并進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：

3.1在分區(qū)的樓層照明總箱，租戶配電箱內(nèi)設(shè)置監(jiān)控模塊，對(duì)配電箱內(nèi)的電流、電壓、功率因數(shù)、電度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。設(shè)置斷路器脫扣單元，對(duì)主進(jìn)開關(guān)進(jìn)行智能控制。

3.2在低壓配電室的低壓回路設(shè)置電力監(jiān)控儀表，實(shí)時(shí)和定時(shí)采集各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能等）。同時(shí)可設(shè)置斷路器脫扣單元，對(duì)開關(guān)進(jìn)行智能控制。

3.3與柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)控制柜進(jìn)行通信，采集柴油發(fā)電機(jī)組的各種參數(shù)，同時(shí)根據(jù)市電的變化，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。

3.4與EPS電源主機(jī)進(jìn)行通信，采集EPS電源主機(jī)內(nèi)參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控EPS的電流、電壓及運(yùn)行，保證應(yīng)急電源系統(tǒng)的安全、可靠。

3.5在變壓器、直流屏內(nèi)設(shè)置監(jiān)控單元，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.6在10kV高壓柜內(nèi)設(shè)置微機(jī)監(jiān)控單元，電力監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)監(jiān)控單元進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)采用各種數(shù)據(jù)。

3.7將采集到的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

3.8電力監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

4、中央能源管理系統(tǒng)

本工程是大型公共建筑，中央空調(diào)系統(tǒng)的冷源需求量很大，而且根據(jù)季節(jié)的變化，差別也比較大，因此，我們?cè)谌f象城購(gòu)物中心的冷凍機(jī)房設(shè)置了中央能源管理系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)如下：

4.1針對(duì)本中央空調(diào)系統(tǒng)，采用中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)進(jìn)行控制；利用模糊預(yù)期算法模型控制冷凍水系統(tǒng)，利用模糊優(yōu)化算法控制冷卻水系統(tǒng)，利用成熟的溫差控制算法控制熱水系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大節(jié)能。

4.2中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)對(duì)冷凍水泵采用模糊預(yù)期算法進(jìn)行節(jié)能控制。模糊預(yù)期算法是根據(jù)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)供回水溫度、溫差和流量的變化，通過系統(tǒng)自帶的模糊預(yù)測(cè)算法模型進(jìn)行計(jì)算，預(yù)測(cè)出未來時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷所需的制冷量和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，按照模糊推理規(guī)則，選擇冷凍水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，并向水泵智能控制柜發(fā)出控制信號(hào)，通過改變變頻器頻率，調(diào)節(jié)冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，以改變冷凍水的循環(huán)流量，使冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工況。

4.3中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)對(duì)冷卻水泵采用系統(tǒng)自適應(yīng)模糊優(yōu)化算法進(jìn)行節(jié)能控制。模糊控制器依據(jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和自適應(yīng)知識(shí)庫(kù)，進(jìn)行模糊推理運(yùn)算，計(jì)算出系統(tǒng)最佳轉(zhuǎn)換效率對(duì)應(yīng)的冷卻水流量，并與檢測(cè)到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，利用變頻技術(shù)，調(diào)節(jié)冷卻水泵，啟停相應(yīng)冷卻塔風(fēng)機(jī)以及開關(guān)冷卻塔閥門，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水的流量使冷卻水的流量逼近最佳冷卻水流量值，從而保證中央空調(diào)系統(tǒng)隨時(shí)處于最佳效率狀態(tài)下運(yùn)行。

4.4在制冷機(jī)房中的設(shè)備就近提供相應(yīng)控制柜（箱）進(jìn)行控制，各個(gè)控制柜（箱）通過RS485總線與模糊控制柜進(jìn)行通訊，在模糊控制柜上實(shí)現(xiàn)集中控制和管理，同時(shí)模糊控制柜提供OPC接口，可與第三方管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成。

5、小結(jié)

通過電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)，使建筑在運(yùn)行時(shí)節(jié)省能源損耗、實(shí)現(xiàn)智能控制，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。在公共建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)國(guó)家的政策要求，推廣節(jié)能設(shè)計(jì)。