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XXX大厦分项计量数据采集设计


1 能耗计量系统

1.1 分项能耗计量管理平台

在我国目前的能耗结构中,建筑所造成的能源消耗,已占我国总的商品能耗的20%~30%。而建筑运行的能耗,包括建筑物照明、采暖、空调和各类建筑内使用电器的能耗,将一直伴随建筑物的使用过程而发生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗发生在建筑物的运行过程中。建筑节能主要是为了降低各类建筑运行过程中消耗的能源。根据建筑能耗特点的不同,建筑可分为三类:住宅建筑,一般性非住宅建筑和大型公共建筑。根据对大量数据的研究,大型公共建筑的单位面积能耗是前两类建筑的48倍。具有很大的节能潜力。

实际调查数据表明,我国的建筑运行能耗,包括大型公共建筑的能耗都低于同等气候条件的发达国家现状,更远低于美国大多数建筑的目前状况。这是由于对室内环境要求的不同理念和不同标准所致。由于我们的状况与发达国家差异很大,因此不能简单复制国外建筑节能技术与经验。然而目前我国在大型公共建筑的新建和既有改造项目中,一方面建筑设计追求与国外接轨新、特、奇,造成大量全玻璃,全密闭的高能耗建筑出现;另一方面又大量采用发达国家的所谓的节能技术,如变风量系统(VAV),建筑热电冷联供系统(BCHP),区域供冷,吸收制冷机,等等。但这些技术在大多数情况下并不能真正实现建筑节能。

因此,我国大型公共建筑的节能应该从实际能源消耗数据抓起,建筑实际运行能耗数据是评价和检验建筑节能的唯一标准。建立大型公共建筑分项用能实时监控管理平台是建筑节能的第一步。这有利于基于能耗数据的节能诊断、改造、运行、管理的服务。

XXX大厦建立分项用能实时监控管理平台可以对水、电、气、的实际能耗数据为基础对大厦的现有用能状况进行分析,可进一步对空调系统、照明系统等进行节能诊断,得出切实可行的节能办法,包括管理节能和技术节能,降低大厦的能源消耗,提高大厦的运行管理水平,减少大厦的运行管理费用。

1.2能耗计量分项计量方案设计依据

《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑及大型公共建筑数据中心建设与维护技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗动态监测系统建设、验收与运行管理规范》

 

《国家机关办公建筑及大型公共建筑楼宇分项计量安装技术导则》

《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-2007

《多功能电能表通信规约》DL/T 645-1997

《多功能电能表》DL/T614-1997

《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448-2000

《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137-2001

《电能计量装置安装接线规则》DL/T 825-2002

《户用计量仪表数据传输技术条件》CJ/T 188-2004

《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002

《低压配电设计规范》GB50054-95

《民用建筑电气设计规范》、

《电能计量柜基本试验方法》DL/T549-1994

《电能计量柜》GB/T16934-1997

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168-2006

《建筑电气施工质量验收规范》 GB50303-2002

 

1.3 XXX大厦分项计量数据采集设计

数据采集是XXX大厦整个分项计量节能管理系统工作的基础,数据采集部分的核心内容在于以下两个方面:

1)以今后节能分析和管理工作的需要为出发点,确定XXX大厦计量分项的基本原则,有选择性对部分用电支路的用电情况进行数据采集。

2)保证数据采集工作所得数据的意义的正确性。这需要设计和实行有效的校核方式来保证,即确认所装计量表的数据意义是否与设计时目标相同。

数据的准确性可通过计量表的校准等方式得以保证,然而数据的意义正确却也需同样重视。我们在已有项目中普遍发现设计图及现场配电柜标识的支路名称与实际该支路所带设备出入较大。既有建筑建成时间越长,这类现象越突出。比如标识为照明插座配电线路中附带了大量非照明插座的负荷,而计量获得的数据若直接按照照明插座进行分析,必然会获得错误的结论。

对于这个普遍存在的、易忽视的、却对整项工作有重要影响的问题,我们作为XXX大厦分项计量节能管理系统采集方案的核心问题进行处理,下文的设计方案及实施导则中会对校核过程给出详细描述。

XXX大厦分项计量节能管理系统计量支路选择的基本原则是:在一定投资成本和不改动已有配电线路的前提下,以最大程度的获得能耗管理需求数据为目标,在既有配电支路上有选择性的对已有智能电量表进行数据采集。

对以下类型相关的各支路逐个计量

1)变电站各台变压器低压侧出口

2)空调冷站系统用电支路的冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等

3)含楼内空调箱、新风机、空调系统排风机的支路

4)室内用电设备负荷为主(如照明、办公设备、室内风机盘管、饮水机等)的相关支路

5)水系统的能耗量

6)各种气的耗气量

1.3.1. 数据校核

电能表计量前,确认各配电支路的信息。

要求的信息内容如下:

 

每个支路的唯一编号、名称表(下表),需确保覆盖全部用电支路;

给出各支路之间的关系,包括上下游关系、联络关系及备用关系图(例如下图);

1

某支路所带设备清单image001.jpg

 

1 支路关系结构图image002.jpg

电能表计量前,确认各配电支路所带用能设备的信息,要求支路所带设备信息完整、正确。

1.3.2. 调查各支路的主要设备功率

调查各支路的主要设备功率,确定装表容量,并同时能够维护计量表与计量对象的关系,如表2所示,

2 某支路所带设备清单



 

电能表安装后调试时,需用三相功率表对所有电能表(共n个)逐个电表(第i个)所在支路进行一段时间T(一般取1小时)的电量测量,结果为Ei1,并与电能表所计数据Ei2对比,校验数据的误差是否在允许范围内(5%):

Ei1 Ei2

Ei1 100% 5%i=1,2,…n

电能表安装后调试时,按照电表的层次关系进行数据大小的校核:

1 校核两小时内,所有变压器低压侧出口所计电量之和各建筑已有高压侧电表电量之和,且由此计算变压器电损在合理范围内(5%~15%

2 校核两小时内,变压器低压侧出口所计电量该变压器下引出的支路上所装电能表所计电量之和

3)对安装电表的各支路,读表获得某一时间范围T内(一般取1小时)的电量Q,再调研该支路所带的第i个设备(根据3.2要求记录其额定功率为Wi)是否处于运行状态,校核如下公式是否满足:

T

1.2.3 计量支路信息清单 Q Wi Ti0 其中,若该设备处于运行状态时Ti=1, 否则Ti=0

根据以上设计原则,确定XXX大厦的计量支路如下:

3

XXX大厦计量支路

image005.jpg

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

消防电梯 客梯 1 客梯 2 裙房电梯 1 地下层排烟风机 1 裙房电梯 2 地下层排烟风机 2 地下层排烟风机 3 地下层排烟风机 4 地下层排烟风机 5 裙房卷帘及排烟风 机房层排烟风机 地下层 2-4 层照明 疏散楼梯间照明 地下一层照明 123 层照明 4,5 层照明 消防泵房 31 层总统套间 室外照明预留 1 室外照明预留 2 7-30 偶数层插接封 闭母线 7-30 奇数层插接封

30 120 120 60 106 40 95 78 88 65 2p 55 59 165 144 223 302 256 204 70 50 4p 50 670 5p 3p

26 27

闭母线 制冷机房

670 1250

6p 12p

image007.jpg 


28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

45 46 47 48 49 50 51 52

地下 2-4 层诱导风机 地下 12 层风机热 水泵房 洗衣房 裙房风机 1 裙房风机 2 裙房风机 3 机房层风机 1 层厨房 2 层厨房 34 层厨房 地下一层厨房 5 层厨房 锅炉房 游泳池设备 裙房电梯 1 地下层排烟风机 1 裙房电梯 2 地下层排烟风机 2 地下层排烟风机 3 地下层排烟风机 4 地下层排烟风机 5 地下层排烟风机 6 裙房卷帘及排烟风 机房层排烟 冷量计

89 88 80 13p 46 26 27 51 60 60 110 180 120 15 40 60 111 40 102 78 88 65 17p 61 55 59 冷冻机房 16p 14p

 



 

1.4数据传输网络设计

分项计量系统数据远传环节的目的是实时的将各建筑中电表的数据通过网络媒介传送到监管中心的采集数据库中,远传系统主要分为数据采集终端网络(位于各建筑内)、网络媒介、监管中心网络三部分,终端网络负责采集监控本地所有计量仪表的数据,网络媒介负责将数据传输到远地的数据中心,监管中心网络则保证采集数据的接收及未来平台应用所需的带宽。系统原理图如下所示。

image011.png

1.4.1 数据采集频率

数据采集频率f是系统的一个关键参数,该参数将对布线方式、网络传输成本、数据库类型及容量选择均会产生不同程度的影响。毫无疑问,软件硬件系统必须支持该采集频率的自由设定,然而,在系统方案中需对该参数明确化,才能有效的指导系统设计。

采集频率f取决于数据分析目的。由于节能监管平台的用途多样化,因此,不同的用途决定不同的采集频率,其对应关系如下表4

4

采集频率与数据用途的对应关系

image013.jpg


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