商业地产能源综合管理平台

万　俊,　程龙胜



商业地产能源综合管理平台

万俊,程龙胜

万　俊(1982—),男,工程师,从事仪器仪表及能源管理系统方面的工作。

(南京天溯自动化控制系统有限公司, 江苏 南京210019)

摘要：从电力监控、能耗监测、用能计费方面介绍了商业地产能源综合管理平台。指出能源综合管理平台作为一体化信息平台,实现了对商业地产所有业态能源数据的管理,不仅能获取能耗费用开支情况,还有助于提高供配电系统运行管理水平,降低运行维护成本。

程龙胜(1983—),男,工程师,从事仪器仪表及能源管理系统方面的工作。

关键词：商业地产; 能源综合管理平台; 能耗监测; 电力监控

0引言

近年来,绿色建筑和节能减排的概念在商业地产中逐渐发展,建筑能源管理系统作为建筑绿色运行管理的重要工具,得到了广泛的应用。目前国内建筑能源管理系统市场的参与者主要包括信息系统厂商和自动化系统供应商两类,其中自动化系统供应商占主导地位,具体包括楼控系统、电能量管理、能耗监测、能源计量、智能照明、弱电及自动化集成等各个专业系统供应商。随着技术的发展、客户认知的提升和成本考虑,融合多个独立系统的能源综合管理平台供应商将占主导地位。

1商业地产能源管理平台的总体架构

商业地产能源综合管理平台是一套集成建筑能耗数据(电、水、冷/热、燃气、环境等)及其他相关数据的信息平台,具备能耗数据测量、采集、存储、展示、分析等功能,将早期商业地产项目中的能耗监测系统、电力监控系统、用能计费系统进行了有机的融合。

平台系统架构如图1所示。

2能耗监测系统的整体规划

2.1　能耗监测系统的功能

能耗监测系统采用统一的能耗模型作为计量目标,设计原则包括兼容性、可比性、分区与分项的独立性等。能耗模型一经设定,不得更改,以保证能源管理平台基本“语言”的一致性。

(1) 兼容性。各能耗分项的定义,必须兼容绝大多数项目的建筑及设备系统形式,保证所有设备的能耗都能在能耗模型中找到所属节点。

(2) 可比性。能源管理系统平台将数据汇总起来的主要目的是开展横向对比,以反映各业态能耗特点、能耗强度的差异,帮助制定更有针对性的管理制度或节能方案。

(3) 先分户再分项。能耗分项有两种基本方式,一种是按照设备类型划分,一种是按照用户划分。理论上如果安装的计量表计足够多、足够靠近末端设备,可以同时实现这两种划分方式;但在实际项目中,考虑预算有限和配电系统拓扑结构的特点,当同时有两种管理需求时,一般按照先分户再分项的原则进行设计。

图1　平台系统架构

2.2　商业地产能耗模型

2.2.1电耗的分项能耗模型

能源管理系统中对各业态的电耗能耗模型进行了详细的规定。例如,商场、写字楼电耗的分项能耗模型如图2所示。

酒店电耗的分项能耗模型如图3所示。

2.2.2分项能耗模型(其他能源)

除电力以外,其他能源消耗也可根据用途进行细分。由于其他能源的用户和用途相对较为单一,其能耗数据在节能管理中的价值量相对较低,故本文只给出推荐的分项方法,各项目可根据自身需求灵活设计。

图2　商场、写字楼电耗的分项能耗模型

图3　酒店电耗的分项能耗模型

各项能源常用的分项方法如表1所示。

表1各项能源常用的分项方法

能耗类型常用分项方法热 按用户或区域(例如酒店中各厨房)划分 按用途(采暖、生活热水、洗衣房等)划分水 按用户或区域划分 按用途(保洁用水、绿化用水、暖通空调系统补水等)划分冷 按用户或区域划分燃气 按用户或区域划分

2.2.3多业态能耗模型

当一个项目中同时包含两种或两种以上的业态时,通常会有一部分设备(如冷站、停车场、给排水系统等)同时为各业态提供服务,这些设备的能耗称为共用能耗。多业态能耗模型如图4所示。

图4　多业态能耗模型

在分摊共用能耗时,可参考下列原则:

(1) 各业态之间有相关协议的,按照协议的标准进行分解。

(2) 空调系统冷热站能耗,按照实际消耗的冷热量比例分解。

(3) 给排水系统能耗,按照各业态的建筑面积进行分解。各业态安装了分项给排水监测水表的项目,可优先按照各业态的给排水处理量进行分解。

(4) 停车场能耗等,按照各业态的建筑面积进行分解。

无论采用哪种多业态能耗模型,各业态总能耗及共用能耗均应按照各自的能耗模型细分。

2.3　点位选择标准

计量方案设计的核心是计量表计数量及位置的确认。能源系统天然的拓扑结构与能耗模型的结构往往存在巨大差异。应在能耗模型的指导下,充分考察各能源系统拓扑结构及末端用能设备类型,同时兼顾项目预算、现场施工条件等因素,完成计量点位的选择。

2.3.1通用规则

(l) 充分调研基础信息。应结合图纸和现场考察,充分调研各能源系统的拓扑结构,并采用图形或表格的形式对能源系统的拓扑结构及末端用能设备信息进行描述,以此为基础开展具体的点位选择。

(2) 合理控制选点数量。选点数量与项目预算密切相关。计量点位选择的一条重要原则,是用尽可能少的表计数量,对能耗模型中规定的每一个分项进行完整、准确的计量。

(3) 合理选用拆分计算。以配电系统为例,当某些配电室低压出线支路中包含分属于两个或多个不同分项的设备时,应优先考虑在下级支路(一般在楼层强电间或设备机房的配电柜)加装电表,通过直接计量的方式得到各分项能耗;对于没有条件在下级支路装表的支路,应采用拆分计算的方式将能耗分解。用拆分计算方法获取的能耗,在总能耗中所占比例不宜超过10%。

(4) 科学对待备用支路。备用支路或预留支路:对于商场,由于未来招商调整的不确定性,这些支路转为主用支路的可能性较高,可考虑列入选点范围;对于酒店和写字楼,由于支路发生变动的可能性较小,可不列入选点范围。

2.3.2能耗总量计量点位选择

建筑能耗总量的计量点位选择(必选)包括以下几类:① 电、水、冷/热、燃气、燃油、可再生能源等输入建筑的一次能源总支路;② 建筑自制的电、冷、热等二次能源总支路;③ 向建筑外输出的能源总支路(包括一次和二次能源)。

2.3.3分项能耗计量点位选择

办公、商业及酒店项目分项能耗计量点位选择如表2所示。

2.4　能耗监测系统架构图

能耗监测系统架构图如图5所示。

表2办公、商业及酒店项目分项能耗计量点位选择

项目必选项可选项电 配电室低压出线(备用支路、预留支路及基本无能源消耗的消防设备所在支路除外);每个租户的入户支路(缴费用) 当某一条配电室低压出线同时包含两个或两个以上分项的设备,应在下游的配电间加装电表水 各楼层的供水总管;每个租户的入户供水管(缴费用) 公区主要水用户(包括物业用水、空调系统补水、绿化用水等)的供水支管热 洗衣房 主要热用户的供热支管

图5　能耗监测系统架构图

3电力监控系统

3.1　电力监控系统功能

电力监控系统可实现对整个高低压配电系统智能设备的监控管理,在事故发生时快速、准确地掌控配电室现场的情况,并作出及时的响应,从而保证供配电系统的可靠运行,提高供配电系统运行管理水平,降低运行维护成本。系统主要功能有:

(1) 实现传统电力监控系统的所有功能,实时反映配电系统的运行工况,满足“四遥”要求,保障变配电系统的安全运行。

(2) 在电力监控基础上集成了综合监测系统,可与安防监控系统以及消防监控系统联动,实现变配电所无人值守。

(3) 大区域、多变配电所一体化监管,进行集中监控,提高自动化程度,降低管理成本。

(4) 完整的电能质量分析,实时监测并分析功率因数、频率偏差、电压偏差、电压不平衡、波动与闪变以谐波,及时发现电能隐患。

(5) 丰富的报表管理功能,实时与历史数据的报表输出,对故障和事件进行记录和归档,提高管理效率。

(6) 通用的系统接口,第三方系统可以无缝接入,方便系统扩展以及系统间的数据共享,降低建设和运营成本。

3.2　电力监控系统监控方式

各个高压间隔的微机保护测控装置为各间隔提供继电保护功能,通过开入板采集开关、手车的位置状态,通过模入板采集高压回路运行的电压、电流、电度等模拟量;各个低压间隔的电力仪表负责采集各个回路的实时电压、电流、电量及开关位置状态,同时通过RS-485通信接口将数据上传。电力监控系统采用RS-485总线或光纤网络与各个站高压间隔的微机保护测控装置、低压间隔的电力仪表连接,通过规约转换以采集各个间隔的信息。

4用能计费系统

4.1　用能计费系统功能

用能计费管理系统可实现集中管理,减少运维人员,提高物业服务质量,提高业主服务满意度,缓解资金压力。

系统主要功能包含:

(1) 建立完善的用能计费系统,通过智能表计实现对商业店铺、终端用户的用能计费管理,并可在监控中心完成停、送电等工作。

(2) 用能付费方式采用远程预付费,减少抄表人员及维护人员投入,并有效管理租户,降低运营风险,提高财务收益。

(3) 详细的报表和账单打印功能,精确透明的公摊计算,杜绝费用纠纷。

(4) 及时通畅的通知方式,对充值动作、用户欠费、停送电等信息进行短信通知。

(5) 可靠的后备计费功能,在通信因故中断的情况下,可使用手持式抄表终端等进行抄表和计费。

4.2　用能计费系统方案

用能计费系统由前端设备、传输网络、数据中心等部分构成。前端设备包括含预付费功能的电表、远传水表(加装电磁阀可完成远程控制)、燃气表、能量表等;传输网络包含通信管理机、数据采集器、通信线缆等;数据中心包含数据服务器、各系统站主机、Web服务器等;管理平台包括本地管理及上级管理。用能计费系统中心规划设置一套光纤通信机柜,用于接收各子站所采集的计量表计数据,并转发至用能计费系统进行集中监控管理,各子站与中心站采用单模四芯光纤传输,各子站与电表箱内预付费表计采用RS-485通信方式传输,以保证数据传输的安全、稳定、可靠。商业地产用能计费系统架构如图6所示。

图6　商业地产用能计费系统架构

5商业地产能源综合管理平台

5.1　平台功能

能源综合管理平台作为一体化的信息平台,实现了电力监控、能耗监测、用能计费三大系统的有机融合,以及对商业地产所有业态能源数据的管理。系统功能侧重于能耗数据的汇总、统计、对比、分析和直观展现,得出其能源的消耗排名、纵横向对比、消耗费用、变化趋势等分析结果,通过多角度以直观的图表形式展现,同时根据分析结果帮助制定考核、管理制度,辅助领导决策。平台软件采用 B/S 和 C/S混合架构,物理层采用分布式架构,具备组网灵活、扩展方便、功能实用的特点,满足商业地产客户对能源消耗分析和决策的支持。

5.2　平台作用

能源综合管理平台是一个综合的数据分析平台。充分利用管理平台的数据分析,可实现如下作用:

(l) 优化调整配电系统的用能设备组成结构,使变压器用能三相达到平衡,不仅可提高变压器利用率,还能达到节能的目的;实现对配用电全过程的监控,提高了供电安全性和稳定性。

(2) 设备用能状态监测的分析,可以为淘汰技术落后的耗能设备提供数据依据,也可作为新设备选型的参考。

(3) 平台监测的数据可以用来验证其他节能改造工作的节能效果,还能用于出具节能分析报告及能源审计等。

(4) 平台式的用能预付费管理,提升管理效率。

(5) 利用能源管理系统分析判断整体建筑、相关能源系统及末端用能设备能源使用情况,优化运行策略,减少能源费用。

5.3　软件功能

能源综合管理平台软件功能如下:

(l) 监测各能源表计、设备的重要参数,进行专业数据管理,提供数据和分析。

(2) 具有告警管理功能,可实时响应,确保能源和设备使用安全。

(3) 与能耗分析、能效分析、节能诊断形成联动。

(4) 提供丰富的管理功能和关联分析,为管理者提供决策分析,对能耗KPI进行追踪,实现多种提醒功能,如定额消耗速度提醒、定额预警提醒、告警提醒、消耗速度提醒、KPI预警提醒、KPI告警提醒等。

(5) 费用分摊支持按面积、按用量等多种分摊算法。

5.4　能源综合管理平台与传统独立系统方案对比

能源综合管理平台与传统独立系统方案对比如表3所示。

表3能源综合管理平台与传统独立系统方案对比

常规情况平台方案的变化说 明成本变化电力监控 调整数据采集设备数量 硬件设备无变化,仅接入统一平台 减少通信器材、线缆、辅材、施工等用能计费 调整数据采集设备数量 与能耗监测系统、电力监控系统复用数据采集设备 减少通信器材、线缆、辅材、施工等能耗监测电能部分 无变化 软件功能,无需增加硬件设备 无变化网络设备 调整通信设备数量 将3套分散式的网络架构合并成1套光纤环网结构 减少通信器材、线缆、辅材、施工等后台系统 调整应用设备数量 采用统一平台,将原先的3套独立系统替换为1套整体后台系统 减少软件、电脑及附件数量

传统独立系统与能源综合管理平台在终端设备投资方面基本相同,使用一体化能源管理平台在功能极大增强的同时,经过对方案的合理优化,可降低投资成本。

6结语

能源综合管理平台合理整合与能源相关联的各个子系统,建设集成化、一体化的综合平台,可提升系统功能和物业管理运维智能化水平,提高物业管理服务水平、质量,必将在未来的商业地产建设中大规模应用。

参考文献

[1]孙浩,刘建利.基于物联网的智慧建筑综合能源管理平台[J].现代建筑电气,2012,3(8):46-49.

[2]王云.能耗计量分析综合管理系统的设计与实现[D].西安:西安电子科技大学,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

中图分类号：TU 201.5

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)01-0040-07