安科瑞师晴晴

安科瑞电气股份有限公司江苏江阴214405

1　概述

随着社会经济的快速发展，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素。能源供应的紧张和能源价格的上涨，使得酒店运营过程中，能源方面的成本已经成为日常支出中占有很大比重的一部分，对能源使用方面的节约和控制成为酒店管理中节约开支、增加利润的重要环节。同时国家对节能减排的要求越来越高，绿色、节能、环保成为酒店业发展的新趋势。能耗监测系统的引入能为酒店提供能源使用情况的分析，为酒店寻找节能空间，寻求合理的节能方案，提供有力的支持。能源系统即：供电系统、供水系统、供气系统、供冷系统、供热系统等，能源管理的核心就是对酒店中用电量、耗水量等的运行及状态进行安全、合理地实时监测及科学化的管理。海康酒店能耗监测系统是基于安科瑞电气股份有限公司自主设计的Acrel-5000能耗监测系统，针对能量监测的能源管理整体解决方案。

2　设计标准

Ø《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》建设部1997

Ø《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）建设部

Ø《智能建筑设计标准》（DBJ08－4－95）上海市建委1996

Ø《建筑和建筑群综合布线工程设计规范》中国工程建设标准协会1997

Ø《中华人民共和国国家计量检验规程—热能表》（JJG225-2001）国家质量监督局2002

Ø《大楼通信综合布线系统》（UD／T926）邮电部1997

Ø《民用建筑电气设计规范》

Ø所有计算机硬件系统均符合下述标准：

·电磁学规范：FCCClassB或CISPR22ClassB

·安全规范：ULListed(美国)或EN60950（国际）

3　系统设计

3.1系统总体设计说明

本项目是经济型酒店办公管理的综合性项目。一套综合有效的能耗监测系统将在酒店管理中将起到不可或缺的作用，不仅能有准确有效地对酒店能耗情况进行实时在线统计，降低人工抄表造成的不准确性和滞后性，而且能够自动产生各种能耗报表，对能耗数据进行横、纵向的比较，帮助酒店管理进行能耗分析，达到节约能源、降低成本的目的。本设计从锦江之星假日酒店建筑结构和项目实际功能出发，对总共12个楼层，各个楼层的电量使用情况进行实时采集和在线监测。整套能耗监测系统，在电量采集的同时，可以辅助酒店管理实现自动管理，降低管理和人力成本，进行能源统计，根据系统自动生成的各种能耗情况报表，实现节能，避免能源浪费。通过实时计量数据的综合、分析，寻找酒店运营的节能空间，降低能源成本，并通过自动化实时检测本系统状态，保证本系统稳定、的使用。

3.2设计原则

①先进性

本系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，系统整体满足酒店能耗监测的需要，大力采用物联网技术、3G移动通信技术等一系列成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术，使系统能在未来数年内不落后，通过软件升级即可实现更多新功能，保护用户的投资。

②实用性

依照用户要求，坚持实用性为主的原则，避免使用不成熟、过分超前的技术和产品，在满足用户提出的详细技术要求的基础上，尽力充分考虑周全，给出科学合理的优化建议。

③可靠性

系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都坚持系统可靠性原则；所采用的无线传感网方案，无线通信性能经过长期测试，工作稳定，保证数据准确。

④安全性

管理系统软件按不同的优先级别设有密码，可以防止无关人员乱操作、修改费用、破坏系统或资料；数据加密传输，可采用32/64/128位密钥加密技术，保证数据安全，和用户信息不外泄。

⑤开放性

本系统设计将采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，系统以电量采集为中心，预留水、热、气等其他能源自动计量的管理接口，科学预测未来扩容需求，进行余量设计。

⑥易管理性、易维护性

本能耗监测系统只在原有能耗计量设备上加装采集设备，对水、电、热等线管结构不做任何改动，安装方便；采用无线自组网方式传输数据，无需进行铺线等改造工作，真正即插即用；采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，自动检测系统中每一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题；采用稳定、易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁维护所产生的费用。

3.3系统设计方案

Acrel-5000能耗监测系统主要针对酒店的主要用能设备进行智能管理以及针对酒店总能源、能耗、能费、能效、能管进行统计分析与规划管理，为酒店从思想、形为、管理、技术、创新等方面提供科学的自动化管理平台，从而直正实现酒店的整体节能降耗的目标；对酒店耗能进行横向和纵向对比，发现能耗发生的效率，可以为酒店定价等提供一定的理论依据，分析酒店运营过程中能源利用效率和节能潜力；提供从运行数据到管理数据的平台，酒店管理者也实时了解酒店运营的能耗情况，而不用等待汇报数据；可以自定义各种生产上的能耗报表，可以提供酒店的能耗汇总情况，符合实国家发改委、统计局和环保总局制订的《单位GDP能耗统计指标体系》。

3.4系统结构

Acrel-5000能耗监测系统通讯采用无线通信方式，设计采用4层结构：

信息存储与处理层：能耗监测数据的存储与处理平台，主要由酒店服务器、电脑，能耗监测管理平台组成。

Ø广域通信网：主要由各运营商的有线、无线网络，及企业内部局域网组成。

Ø无线传感网络：主要由cetcStack无线传感网协议开发的WSN网络设备组成，包括WSN采集器、路由器和协调器。

Ø信息采集层：主要有各种能耗计量设备组成，包括电子式电表、水表、热量表等。

本系统所采用的无线传感器网络具有自组网、自维护、自适应、可扩展性等功能，网络运行无需人工干预，并可定制在433～464MHz、470～510MHz等不同通信频段。网络由协调器、路由器和终端设备组成，支持星型、树型和网格型网络，网络大级数为15级，多可容纳65536个节点，节点的逻辑地址采用6字节的ID。网络是对等网络，安装简单，真正即插即用。网络与上位机之间的通信协议接口丰富，用户可随时查看网络的各种信息，可随时对网络作各种形式的管理和控制，方便快捷，稳定可靠。

3.5系统功能特点

（1）远程查询

用户可以随时随地通过Internet网登录系统，查看酒店能耗数据，系统实时地对能耗数据进行分析，设置及动态改变网络ID、工作频率等关键网络参数；

（2）拓扑管理

系统能够实时管理无线传感网设备以及可变的无线传感网络拓扑结构，以便更好地帮助设备安装人员进行设备安装和调试；

（3）数据查询

应具备对建筑、楼层、用户编号、用户姓名、数据时间、计费类型的任意时间的历史数据的查询功能；

（4）报表打印

具有默认标准报表打印格式，并附带报表格式设计软件，用户可根据需要，自定义修改报表打印格式；

（5）权限设定

应具有多级操作员密码设定权限。防止无关人员随意改动及查看；

（6）数据交换

用户需查询的数据可以以标准、通用的格式直接导出，可满足智能系统集成要求；

Ø（7）实时数据显示

在图形界面上应可实时显示能耗数据和数据来源等属性，以图形状态显示酒店水、点等耗能曲线和各楼层的用量曲线，便于协助酒店管理者制定使用用量的计划；

（8）报警管理

可实时检测系统的工作状态，包括：WSN采集器、WSN路由器等。对于设备的故障信号和类型，可通过弹出窗口和声音等方式报警；

（9）集中抄表

能够通过Web界面采集层能耗设备进行远程抄表；

（10）系统监控

对用户的使用情况进行实时全面的状态监控信息及完善的日志查询，对人为的恶性破坏及时进行报警。

3.6运行界面

Acrel-5000能耗监测系统监控中心管理软件共分为如下几个模块：

①抄表信息：包含所有的日常的硬件通讯相关的操作，包括远程抄表，状态检查，远程控制等功能。

②拓扑图：网络拓扑图表示WSN协调器、路由器和采集器的网络链路关系。

③资料管理：包含对系统运行数据进行备份、基本维护等功能。

④统计报表：包含对系统运行的历史数据进行查询、分析、统计等功能。

⑤系统管理：设置系统运行的基本参数，包括硬件参数，仪表资料，用户资料，计划任务、操作员资料等。

海康酒店能耗监测系统登录界面

海康酒店能耗监测系统主界面

电量统计及图形显示界面

4　主要监控及计量表计

应用场合

型号

主要功能

高压重要回路或低压进线柜

APMD520

三相I、U、kW、kVar、kVA、kWh、kVarh、Hz、cosΦ；四象限电能计量、基波有功电能计量、谐波有功电能计量、复费率电能统计、大需量统计、事件记录；一路零序电流测量、一路温度测量；RS485/Modbus、大屏幕LCD显示；3DI/2DO、两路模拟量、Profibus-DP协议可选

低压进线柜

ACR330ELH

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约

低压联络柜、出线柜

ACR220EL

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议

动力柜

ACR120EL

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议

DTSD1352

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约可选

照明箱

DTSF1352

电流规格1.5(6)A、

5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约可选

三相电能计量

DDSF1352

电流、电压测量；单相电能计量

DDSD1352

电流规格10(60)A、可编程、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约可选

全电参量测量

（I、U、P、Q、S、PF、F）

单相电能计量

DDSY1352

电流规格10(60)A、单相电能计量、电能脉冲输出、多电参量测量、接触式逻辑加密卡、RS485通讯接口、Modbus-RTU协议、LCD液晶显示，配套逻辑加密卡及授电系统

插卡式预付费电表

给水管道

按相关厂家型号

计量流经给水管道用水的体积总量，适用于单向水流，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据，无需外部供电。

燃气管道

按相关厂家型号

计量流经燃气管道用气的体积总量，具有阀控功能，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据，计量精度高，无需外部供电。

集中供冷供热

按相关厂家型号

测量和显示用户的暖气供热量、中央空调的供冷量，由流量传感器、微处理器和配对温度传感器组成。温度传感器断路、短路时自动报警，电压低或收到攻击破坏时自动报警。通过RS485总线直接输出表盘数据，计量精度高。

系统集成

Acrel-5000建筑能耗分析管理系统

重点建筑能耗在线监测和动态分析；

计算建筑的总能耗、总用电量、分类能耗量、分项用电量、单位建筑面积用电量、单位空调面积用电量等并折算标准煤量的形式进行统计与显示

针对建筑能耗进行分类、分项计量统计与大数审核

直观反映和对比各项采集数据和统计数据的数值、趋势和分布情况

5　结束语

随着智能建筑的发展及电力的广泛应用，对智能建筑的配电系统的智能化集成管理已成为国家机关办公建筑及大型公共建筑智能化建设的必然趋势，本文介绍的基于Acrel-5000的能耗监测系统，不仅可以实时显示电力运行状态及用电状况，还能对数据进行分析处理，以用户适用的方式展现出来，满足用户的需求，实现对采集数据的分析、处理，其生成各种电能报表、分析曲线、图形等，极大的方便了用户的使用，便于配电系统的实时监控与电能的远程抄表与分析研究，为智能建筑的节能技术提供参考。

参考文献：

[1]安科瑞电气股份有限公司系统解决方案.2013.1版.

作者简介：

师晴晴（1985－），女，汉族，本科，工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统

E-：2880157874网址：http://www.jsacrel-pm.comhttp://www.jsacrel-kwh.com