萬　俊,　程龍勝

?

商業(yè)地產能源綜合管理平臺

萬俊,程龍勝

萬　俊(1982—),男,工程師,從事儀器儀表及能源管理系統(tǒng)方面的工作。

(南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司, 江蘇 南京210019)

摘要：從電力監(jiān)控、能耗監(jiān)測、用能計費方面介紹了商業(yè)地產能源綜合管理平臺。指出能源綜合管理平臺作為一體化信息平臺,實現(xiàn)了對商業(yè)地產所有業(yè)態(tài)能源數(shù)據(jù)的管理,不僅能獲取能耗費用開支情況,還有助于提高供配電系統(tǒng)運行管理水平,降低運行維護成本。

程龍勝(1983—),男,工程師,從事儀器儀表及能源管理系統(tǒng)方面的工作。

關鍵詞：商業(yè)地產; 能源綜合管理平臺; 能耗監(jiān)測; 電力監(jiān)控

0引言

近年來,綠色建筑和節(jié)能減排的概念在商業(yè)地產中逐漸發(fā)展,建筑能源管理系統(tǒng)作為建筑綠色運行管理的重要工具,得到了廣泛的應用。目前國內建筑能源管理系統(tǒng)市場的參與者主要包括信息系統(tǒng)廠商和自動化系統(tǒng)供應商兩類,其中自動化系統(tǒng)供應商占主導地位,具體包括樓控系統(tǒng)、電能量管理、能耗監(jiān)測、能源計量、智能照明、弱電及自動化集成等各個專業(yè)系統(tǒng)供應商。隨著技術的發(fā)展、客戶認知的提升和成本考慮,融合多個獨立系統(tǒng)的能源綜合管理平臺供應商將占主導地位。

1商業(yè)地產能源管理平臺的總體架構

商業(yè)地產能源綜合管理平臺是一套集成建筑能耗數(shù)據(jù)(電、水、冷/熱、燃氣、環(huán)境等)及其他相關數(shù)據(jù)的信息平臺,具備能耗數(shù)據(jù)測量、采集、存儲、展示、分析等功能,將早期商業(yè)地產項目中的能耗監(jiān)測系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、用能計費系統(tǒng)進行了有機的融合。

平臺系統(tǒng)架構如圖1所示。

2能耗監(jiān)測系統(tǒng)的整體規(guī)劃

2.1　能耗監(jiān)測系統(tǒng)的功能

能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用統(tǒng)一的能耗模型作為計量目標,設計原則包括兼容性、可比性、分區(qū)與分項的獨立性等。能耗模型一經(jīng)設定,不得更改,以保證能源管理平臺基本“語言”的一致性。

(1) 兼容性。各能耗分項的定義,必須兼容絕大多數(shù)項目的建筑及設備系統(tǒng)形式,保證所有設備的能耗都能在能耗模型中找到所屬節(jié)點。

(2) 可比性。能源管理系統(tǒng)平臺將數(shù)據(jù)匯總起來的主要目的是開展橫向對比,以反映各業(yè)態(tài)能耗特點、能耗強度的差異,幫助制定更有針對性的管理制度或節(jié)能方案。

(3) 先分戶再分項。能耗分項有兩種基本方式,一種是按照設備類型劃分,一種是按照用戶劃分。理論上如果安裝的計量表計足夠多、足夠靠近末端設備,可以同時實現(xiàn)這兩種劃分方式;但在實際項目中,考慮預算有限和配電系統(tǒng)拓撲結構的特點,當同時有兩種管理需求時,一般按照先分戶再分項的原則進行設計。

圖1　平臺系統(tǒng)架構

2.2　商業(yè)地產能耗模型

2.2.1電耗的分項能耗模型

能源管理系統(tǒng)中對各業(yè)態(tài)的電耗能耗模型進行了詳細的規(guī)定。例如,商場、寫字樓電耗的分項能耗模型如圖2所示。

酒店電耗的分項能耗模型如圖3所示。

2.2.2分項能耗模型(其他能源)

除電力以外,其他能源消耗也可根據(jù)用途進行細分。由于其他能源的用戶和用途相對較為單一,其能耗數(shù)據(jù)在節(jié)能管理中的價值量相對較低,故本文只給出推薦的分項方法,各項目可根據(jù)自身需求靈活設計。

圖2　商場、寫字樓電耗的分項能耗模型

圖3　酒店電耗的分項能耗模型

各項能源常用的分項方法如表1所示。

表1各項能源常用的分項方法

能耗類型常用分項方法熱 按用戶或區(qū)域(例如酒店中各廚房)劃分 按用途(采暖、生活熱水、洗衣房等)劃分水 按用戶或區(qū)域劃分 按用途(保潔用水、綠化用水、暖通空調系統(tǒng)補水等)劃分冷 按用戶或區(qū)域劃分燃氣 按用戶或區(qū)域劃分

2.2.3多業(yè)態(tài)能耗模型

當一個項目中同時包含兩種或兩種以上的業(yè)態(tài)時,通常會有一部分設備(如冷站、停車場、給排水系統(tǒng)等)同時為各業(yè)態(tài)提供服務,這些設備的能耗稱為共用能耗。多業(yè)態(tài)能耗模型如圖4所示。

圖4　多業(yè)態(tài)能耗模型

在分攤共用能耗時,可參考下列原則:

(1) 各業(yè)態(tài)之間有相關協(xié)議的,按照協(xié)議的標準進行分解。

(2) 空調系統(tǒng)冷熱站能耗,按照實際消耗的冷熱量比例分解。

(3) 給排水系統(tǒng)能耗,按照各業(yè)態(tài)的建筑面積進行分解。各業(yè)態(tài)安裝了分項給排水監(jiān)測水表的項目,可優(yōu)先按照各業(yè)態(tài)的給排水處理量進行分解。

(4) 停車場能耗等,按照各業(yè)態(tài)的建筑面積進行分解。

無論采用哪種多業(yè)態(tài)能耗模型,各業(yè)態(tài)總能耗及共用能耗均應按照各自的能耗模型細分。

2.3　點位選擇標準

計量方案設計的核心是計量表計數(shù)量及位置的確認。能源系統(tǒng)天然的拓撲結構與能耗模型的結構往往存在巨大差異。應在能耗模型的指導下,充分考察各能源系統(tǒng)拓撲結構及末端用能設備類型,同時兼顧項目預算、現(xiàn)場施工條件等因素,完成計量點位的選擇。

2.3.1通用規(guī)則

(l) 充分調研基礎信息。應結合圖紙和現(xiàn)場考察,充分調研各能源系統(tǒng)的拓撲結構,并采用圖形或表格的形式對能源系統(tǒng)的拓撲結構及末端用能設備信息進行描述,以此為基礎開展具體的點位選擇。

(2) 合理控制選點數(shù)量。選點數(shù)量與項目預算密切相關。計量點位選擇的一條重要原則,是用盡可能少的表計數(shù)量,對能耗模型中規(guī)定的每一個分項進行完整、準確的計量。

(3) 合理選用拆分計算。以配電系統(tǒng)為例,當某些配電室低壓出線支路中包含分屬于兩個或多個不同分項的設備時,應優(yōu)先考慮在下級支路(一般在樓層強電間或設備機房的配電柜)加裝電表,通過直接計量的方式得到各分項能耗;對于沒有條件在下級支路裝表的支路,應采用拆分計算的方式將能耗分解。用拆分計算方法獲取的能耗,在總能耗中所占比例不宜超過10%。

(4) 科學對待備用支路。備用支路或預留支路:對于商場,由于未來招商調整的不確定性,這些支路轉為主用支路的可能性較高,可考慮列入選點范圍;對于酒店和寫字樓,由于支路發(fā)生變動的可能性較小,可不列入選點范圍。

2.3.2能耗總量計量點位選擇

建筑能耗總量的計量點位選擇(必選)包括以下幾類:① 電、水、冷/熱、燃氣、燃油、可再生能源等輸入建筑的一次能源總支路;② 建筑自制的電、冷、熱等二次能源總支路;③ 向建筑外輸出的能源總支路(包括一次和二次能源)。

2.3.3分項能耗計量點位選擇

辦公、商業(yè)及酒店項目分項能耗計量點位選擇如表2所示。

2.4　能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構圖

能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構圖如圖5所示。

表2辦公、商業(yè)及酒店項目分項能耗計量點位選擇

項目必選項可選項電 配電室低壓出線(備用支路、預留支路及基本無能源消耗的消防設備所在支路除外);每個租戶的入戶支路(繳費用) 當某一條配電室低壓出線同時包含兩個或兩個以上分項的設備,應在下游的配電間加裝電表水 各樓層的供水總管;每個租戶的入戶供水管(繳費用) 公區(qū)主要水用戶(包括物業(yè)用水、空調系統(tǒng)補水、綠化用水等)的供水支管熱 洗衣房 主要熱用戶的供熱支管

圖5　能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構圖

3電力監(jiān)控系統(tǒng)

3.1　電力監(jiān)控系統(tǒng)功能

電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對整個高低壓配電系統(tǒng)智能設備的監(jiān)控管理,在事故發(fā)生時快速、準確地掌控配電室現(xiàn)場的情況,并作出及時的響應,從而保證供配電系統(tǒng)的可靠運行,提高供配電系統(tǒng)運行管理水平,降低運行維護成本。系統(tǒng)主要功能有:

(1) 實現(xiàn)傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)的所有功能,實時反映配電系統(tǒng)的運行工況,滿足“四遙”要求,保障變配電系統(tǒng)的安全運行。

(2) 在電力監(jiān)控基礎上集成了綜合監(jiān)測系統(tǒng),可與安防監(jiān)控系統(tǒng)以及消防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動,實現(xiàn)變配電所無人值守。

(3) 大區(qū)域、多變配電所一體化監(jiān)管,進行集中監(jiān)控,提高自動化程度,降低管理成本。

(4) 完整的電能質量分析,實時監(jiān)測并分析功率因數(shù)、頻率偏差、電壓偏差、電壓不平衡、波動與閃變以諧波,及時發(fā)現(xiàn)電能隱患。

(5) 豐富的報表管理功能,實時與歷史數(shù)據(jù)的報表輸出,對故障和事件進行記錄和歸檔,提高管理效率。

(6) 通用的系統(tǒng)接口,第三方系統(tǒng)可以無縫接入,方便系統(tǒng)擴展以及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享,降低建設和運營成本。

3.2　電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控方式

各個高壓間隔的微機保護測控裝置為各間隔提供繼電保護功能,通過開入板采集開關、手車的位置狀態(tài),通過模入板采集高壓回路運行的電壓、電流、電度等模擬量;各個低壓間隔的電力儀表負責采集各個回路的實時電壓、電流、電量及開關位置狀態(tài),同時通過RS-485通信接口將數(shù)據(jù)上傳。電力監(jiān)控系統(tǒng)采用RS-485總線或光纖網(wǎng)絡與各個站高壓間隔的微機保護測控裝置、低壓間隔的電力儀表連接,通過規(guī)約轉換以采集各個間隔的信息。

4用能計費系統(tǒng)

4.1　用能計費系統(tǒng)功能

用能計費管理系統(tǒng)可實現(xiàn)集中管理,減少運維人員,提高物業(yè)服務質量,提高業(yè)主服務滿意度,緩解資金壓力。

系統(tǒng)主要功能包含:

(1) 建立完善的用能計費系統(tǒng),通過智能表計實現(xiàn)對商業(yè)店鋪、終端用戶的用能計費管理,并可在監(jiān)控中心完成停、送電等工作。

(2) 用能付費方式采用遠程預付費,減少抄表人員及維護人員投入,并有效管理租戶,降低運營風險,提高財務收益。

(3) 詳細的報表和賬單打印功能,精確透明的公攤計算,杜絕費用糾紛。

(4) 及時通暢的通知方式,對充值動作、用戶欠費、停送電等信息進行短信通知。

(5) 可靠的后備計費功能,在通信因故中斷的情況下,可使用手持式抄表終端等進行抄表和計費。

4.2　用能計費系統(tǒng)方案

用能計費系統(tǒng)由前端設備、傳輸網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等部分構成。前端設備包括含預付費功能的電表、遠傳水表(加裝電磁閥可完成遠程控制)、燃氣表、能量表等;傳輸網(wǎng)絡包含通信管理機、數(shù)據(jù)采集器、通信線纜等;數(shù)據(jù)中心包含數(shù)據(jù)服務器、各系統(tǒng)站主機、Web服務器等;管理平臺包括本地管理及上級管理。用能計費系統(tǒng)中心規(guī)劃設置一套光纖通信機柜,用于接收各子站所采集的計量表計數(shù)據(jù),并轉發(fā)至用能計費系統(tǒng)進行集中監(jiān)控管理,各子站與中心站采用單模四芯光纖傳輸,各子站與電表箱內預付費表計采用RS-485通信方式傳輸,以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定、可靠。商業(yè)地產用能計費系統(tǒng)架構如圖6所示。

圖6　商業(yè)地產用能計費系統(tǒng)架構

5商業(yè)地產能源綜合管理平臺

5.1　平臺功能

能源綜合管理平臺作為一體化的信息平臺,實現(xiàn)了電力監(jiān)控、能耗監(jiān)測、用能計費三大系統(tǒng)的有機融合,以及對商業(yè)地產所有業(yè)態(tài)能源數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)功能側重于能耗數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計、對比、分析和直觀展現(xiàn),得出其能源的消耗排名、縱橫向對比、消耗費用、變化趨勢等分析結果,通過多角度以直觀的圖表形式展現(xiàn),同時根據(jù)分析結果幫助制定考核、管理制度,輔助領導決策。平臺軟件采用 B/S 和 C/S混合架構,物理層采用分布式架構,具備組網(wǎng)靈活、擴展方便、功能實用的特點,滿足商業(yè)地產客戶對能源消耗分析和決策的支持。

5.2　平臺作用

能源綜合管理平臺是一個綜合的數(shù)據(jù)分析平臺。充分利用管理平臺的數(shù)據(jù)分析,可實現(xiàn)如下作用:

(l) 優(yōu)化調整配電系統(tǒng)的用能設備組成結構,使變壓器用能三相達到平衡,不僅可提高變壓器利用率,還能達到節(jié)能的目的;實現(xiàn)對配用電全過程的監(jiān)控,提高了供電安全性和穩(wěn)定性。

(2) 設備用能狀態(tài)監(jiān)測的分析,可以為淘汰技術落后的耗能設備提供數(shù)據(jù)依據(jù),也可作為新設備選型的參考。

(3) 平臺監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以用來驗證其他節(jié)能改造工作的節(jié)能效果,還能用于出具節(jié)能分析報告及能源審計等。

(4) 平臺式的用能預付費管理,提升管理效率。

(5) 利用能源管理系統(tǒng)分析判斷整體建筑、相關能源系統(tǒng)及末端用能設備能源使用情況,優(yōu)化運行策略,減少能源費用。

5.3　軟件功能

能源綜合管理平臺軟件功能如下:

(l) 監(jiān)測各能源表計、設備的重要參數(shù),進行專業(yè)數(shù)據(jù)管理,提供數(shù)據(jù)和分析。

(2) 具有告警管理功能,可實時響應,確保能源和設備使用安全。

(3) 與能耗分析、能效分析、節(jié)能診斷形成聯(lián)動。

(4) 提供豐富的管理功能和關聯(lián)分析,為管理者提供決策分析,對能耗KPI進行追蹤,實現(xiàn)多種提醒功能,如定額消耗速度提醒、定額預警提醒、告警提醒、消耗速度提醒、KPI預警提醒、KPI告警提醒等。

(5) 費用分攤支持按面積、按用量等多種分攤算法。

5.4　能源綜合管理平臺與傳統(tǒng)獨立系統(tǒng)方案對比

能源綜合管理平臺與傳統(tǒng)獨立系統(tǒng)方案對比如表3所示。

表3能源綜合管理平臺與傳統(tǒng)獨立系統(tǒng)方案對比

常規(guī)情況平臺方案的變化說 明成本變化電力監(jiān)控 調整數(shù)據(jù)采集設備數(shù)量 硬件設備無變化,僅接入統(tǒng)一平臺 減少通信器材、線纜、輔材、施工等用能計費 調整數(shù)據(jù)采集設備數(shù)量 與能耗監(jiān)測系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)復用數(shù)據(jù)采集設備 減少通信器材、線纜、輔材、施工等能耗監(jiān)測電能部分 無變化 軟件功能,無需增加硬件設備 無變化網(wǎng)絡設備 調整通信設備數(shù)量 將3套分散式的網(wǎng)絡架構合并成1套光纖環(huán)網(wǎng)結構 減少通信器材、線纜、輔材、施工等后臺系統(tǒng) 調整應用設備數(shù)量 采用統(tǒng)一平臺,將原先的3套獨立系統(tǒng)替換為1套整體后臺系統(tǒng) 減少軟件、電腦及附件數(shù)量

傳統(tǒng)獨立系統(tǒng)與能源綜合管理平臺在終端設備投資方面基本相同,使用一體化能源管理平臺在功能極大增強的同時,經(jīng)過對方案的合理優(yōu)化,可降低投資成本。

6結語

能源綜合管理平臺合理整合與能源相關聯(lián)的各個子系統(tǒng),建設集成化、一體化的綜合平臺,可提升系統(tǒng)功能和物業(yè)管理運維智能化水平,提高物業(yè)管理服務水平、質量,必將在未來的商業(yè)地產建設中大規(guī)模應用。

參考文獻

[1]孫浩,劉建利.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧建筑綜合能源管理平臺[J].現(xiàn)代建筑電氣,2012,3(8):46-49.

[2]王云.能耗計量分析綜合管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].西安:西安電子科技大學,2012.

Energy Comprehensive Management Platform in Commercial Real EstateWANJun,CHENGLongsheng

(Nanjing tiansu Automation Control System Co., Ltd., Nanjing 210019, China)

Abstract：This paper introduced the energy comprehensive management platform in the commercial real estate in aspects of power monitoring,energy consumption monitoring,and energy billing.It is pointed out that the energy comprehensive management platform implements the management for all forms of energy data,which not only obtains the energy consumption cost and spending,but also improves the operation management level of power supply and distribution system to reduce the operation maintenance cost.

Key words:commercial real estate; energy comprehensive management platform; energy consumption monitoring; power monitoring

收稿日期：2015-06-28

中圖分類號：TU 201.5

文獻標志碼：B

文章編號：1674-8417(2016)01-0040-07