绿色医院能耗管理平台 降低CO2排放量

通信基站能耗综合管理系统
1、通信基站能耗现状分析
通信运营商的蜂窝网基站数量大，分布面广，安装位置分散且情况复杂。基站大多是租用民房，有些电表由电网公司安装，有些电表为业主安装，表的类型非常多，既有感应式电度表，也有电子式电度表，还有 IC 卡电表。由于点多面广，情况复杂，通信公司需要派专人或委托代维公司抄表、维护，以满足基站的电量核算、用电分析等能耗日常管理。特别是近年来，随着基站数量*增加，用电成本已经成为运营商的主要成本，而且比例还在逐年增加，节能降耗已成为公司工作之一。但目前基站用电管理缺乏有效手段：柴油机发电管理混乱、用电信息分析统计失真。节能目标缺乏科学依据。
目前通信基站能源监控和管理中有如下几个问题特别**：
1)、出现供电故障无法及时得知。
基站内采用三相供电，有时会出现缺相、三相不平衡、电压偏差**标甚至停电等各种各样的供电故障。这些故障的出现会严重影响基站内设备的正常运行，如不能及时发现抢修就有可能使基站设备停机造成通讯故障甚至损坏设备，导致严重的损失。靠人工监控根本就无法及时发现上述的故障。
2)、非电力供电基站电费失真。
除电力供电基站外，有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的电源，因场地条件限制，许多电表安装无法规范，可人为私自改动电表或私接电源窃电的机会很多。由于没有先进的技术手段对此行为进行监督管理，光靠现有的管理手段，既使有人改电表或窃电，我们的工作人员也无法知道。
3)、人工发电时长统计管理混乱。
过去，每个基站的常规用电数量、基站突发性断电人工发电时长及电费等数据都靠人工进行统计，其弊病是方法落后、统计随意性大和数据不准确。 随着基站代维方式的引进，代维单位到基站发电的次数、发电起始时间、人工发电总时长及该支付给代维单位的路费、人工发电费等数据无法核实，造成很大浪费。
4)、私接基站电源窃电
现在所**房都是无人值守机房，正好给窃电分子**可乘。加之大多数人对窃电行为的严重性意识不足，认为窃电不是违法犯罪，移动有钱对这点小钱不在乎。另外窃电者的窃电手段普遍都比较高明，不通过技术的手段是很难抓到窃电者的。利用私接电线的手段进行窃电的现象相当普遍。这样的问题基站现场电表读数是无法真实反映基站实际用电情况的。
5)、对于基站的能耗状况缺乏系统的统计资料
由于人工抄表时间不固定，不能进行日抄表，因此很难建立起系统的用电统计资料。这对于移动公司选择节约基站用电方案，监测能耗异常变化、测试节能效果缺乏有效依据。
6)、效率低下、效果不好、劳动强度大
由于基站的分布特别分散，不集中，而且都在楼宇**层上，特别是在郊区更加分散，抄表的效率低下。一个抄表员平均每天仅能够抄15只表，每个抄表员每月以22天计算仅能抄录330个表。4000多个基站至少需要15名抄表员。正常情况下，监控人员不可能这样满负荷地工作，因此至少需要 20~25 名工作人员。
即使如此每个月每个基站也只能检查一次，对于突发的供电不正常等情况完全不能应对。除了要抄表之外抄表员还要负责检查IC卡表是否余额不足、IC卡充值、是否有情况发生、是否供电不正常等等。这些工作有些技术性很强，不是一般的抄表员能够完成的。
7)、用电管理手段落后，导致非主营业务管理成本增加
由于没有有效的科学管理手段，主要依靠人工采集数据，运营商必须投入大量的人员对基站市电供电单位或个人进行电费核对结算工作。调解用电纠纷，这样增加了过多的人力资源与管理成本在非主营业务上的耗费。
2. 通信基站寻求能耗综合管理建设方案
通信基站能耗综合管理系统平台是一种软、硬件结合的平台，通过能耗数据监测采集、基于能效的指标量化管理和分析应用三个体系的建设，对通信基站、接入网点、模块局、中心机房内的各类设备能耗(含主设备、电源系统、空调系统、监控设备、 配套系统等)、环境参数(湿度、温度等)进行精细化监测，实现对能耗数据的汇总、对比和分析，建立适合通信企业的各类能效评估指标和管理流程，为进一步开展节能措施提供依据。
系统通过监控单元监测通信基站市电的电参数和每一支路的用电量，可对以上各电量 数据进行每小时、天、月、年等分时段的统计、管理及分析，能够呈现某个时间段、某个机房、某类设备的用电量数据及所有设备的总用电量数据，并可对其横向比较、同比、环比，结合基础信息计算得出基站或者设备用电成员，通过智能决策分析系统对于用电异常基站或设备及时以短信、语音、工单的方式通知维护人员，并提出整改意见。
3. 通信基站能耗综合管理系统在乌兰察布联通公司中的应用
3.1、案例分析
乌兰察布联通公司隶属于中国联合网络通信有限公司内蒙古分公司，是由原和中国于2008年10月15日合并后成立的特大型国有电信企业，拥有固定资产13亿元，下辖十个旗县市分公司，员工2000余人，主要经营GSM移动通信、互联网业务、数据业务、国内、国际各类固定电信网络设施及相关电信服务，拥有GSM手机用户25万户，固话、宽带、等各类用户总数35万户。
本项目是针对联通乌兰察布分局通讯基站所设计的通信基站能耗综合管理系统。通讯基站在通信中的地位非常重要，通信信号主要通过基站传输，基站将从手机收到的信号传给服务器，服务器经过处理再发送给基站，基站再发送给目标手机，就完成了一次通信。如果没有基站，就无法完成通信，包括固定电话也是这样。本系统正是通过对通讯基站的供电系统进行监测来确保其供电正常，从而使通讯基站不至于因供电系统的故障导致影响其运行，并且无法让管理人员及时得到故障信息。
3.2、软件设计参照的标准和依据
GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
DL/T630 《交流采样远动终端通用技术条件》
GB/T13729 《远动终端通用技术条件》
GB2887 《计算站场地技术要求》
3.3、系统架构
通讯网络：通讯网络集联包括现场设备的连接和通讯网路的组建。现场智能仪表之间的连接，各电表通过屏蔽双绞线，并且以现场总线方式进行传输接入动环监控系统;由于联通的基站分布广，基站与局站之间相隔很远达到数千米级别，我们可以考虑应用光纤来组网传输。
通讯设备：主要由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。
通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。以太网设备：包括工业级以太网交换机。
通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。
联通监控平台要通过主站来监测查询各个基站的能耗数据并且从局站能耗管理服务器对基站监控中心获取的能耗数据进行后台统计分析，并对生成能耗管理报表的数据进行预处理，从而构造一套综合组网的能耗管理系统，将局站基础信息存储到能耗管理系统数据库中;统计分析所生成的能耗汇总数据、能耗同比数据、能耗环比数据、单位能耗分析数据、能耗效率数据等。
3.6、现场设备层可安装电力仪表种类
以某一配电箱为例，如下图所示：市电、油机进线投切点与出线配电柜距离较远，在A0处配仪表DTSD1352并加装电流互感器(鉴于是改造项目，推荐使用开口式互感器)，在A1～A5处配仪表AMC16MA并加装电流互感器;在B0～B12处配AMC16MD仪表并加装霍尔传感器。
3.6.1 DTSD1352电能计量仪表
功能
检测三相线路中的电压、电流、功率、四象限电能,并实现当市电与油机之间切换时，由开关量输入信号进行判断，从而实现市电与油机的分项计量。
外形尺寸及安装方式
●接线示意：互感器接入
3.6.2 AMC16MA交流多路电能表
功能
计量正反向有功、无功电能
测量三相总进线的母线U 、2路三相进线的I、P、Q、PF、36路单相出线(12路三相)的I、P、Q、PF
1路开关量输出
1路RS485通讯
3.7、系统功能
3.7.1数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由现场测控层仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度EPI、远程设备运行状态等数据。
3.7.2数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，每隔一定时间将所采集到的实时数据存入数据库中，供客户自行根据时间查询。
3.7.3历史数据及实时数据输出
当客户查询数据时，可以选择将报表输出为一个excel文档或者直接打印以供存档。
后台工控机通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各回路电力参数的数据采集，信息经分析、处理，以报表等多种形式供值班员参考，使值班员能够便捷的掌握供电系统的运行状况，包括相关设备的运行状况。
3.7.4运行信息与保护信息采集
系统采集来自智能测控单元装置送来的参数，低压主进线、母联和出线的遥测信号。包括每个回路的电压、电流、有功功率 、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能和各种报警信息等。
3.7.5人机操作界面
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。可按照配电所显示配电系统设备状态及相应实时运行参数。
系统软件提供功能齐全的图形编辑软件，用户可以根据实际情况和以往习惯自行定各种图元图形及设备在各种状态下的显示方式。
包括如下功能特征：
全图形方式编辑的图形画面具有多种显示特性，用户可以非常直观、方便地编辑、定位、查看有关信息和内容。
提供画面管理工具，可联想相关调用、重要画面快速调用、画面文件索引选择、事故自动调用画面。
提供多种数值显示手段，数值可用棒图显示、曲线显示，并可根据数值状态和系统状态由用户根据需要和习惯自行定义闪烁、变色及置上特殊符号以便区分包括遥测在内的各种数据的正常、越上限、越下限等情况。
屏幕显示：中文液晶显示，可选择图形颜色、闪烁、动画等手段充分表示工况图及操作画面、配电系统实用参数表格、各类操作票及报表、事故及故障报警显示、测控及保护单元运行工况显示等电力运行状况;画面显示响应时间1s。
3.7.6统计分析、报表
数据库实时和历史记录保留3年以上;
对各电气设备和系统运行参数进行汇计，并根据用户要求生成各类报表，包括：
分时、日、月、季度和年度报表;
各设备参数和值统计报表;
全系统运行统计报表等;
对于事件记录、报警和数据报表，可设置为定时打印;
3.7.7历史记录与趋势分析
系统收集各监测控制与管理装置的实时数据并存储在一个开放式数据库中予以保存，系统可保存长时段(多年)的历史记录。根据历史数据记录可进行各参数的年度、月度和日变化和实时数据趋势分析，进行分类和综合比较分析，为业务流程优化和设备设施使用优化提供依据。
3.7.8系统安全
本系统软件设置多达几百种密码分区和密级设置，为系统管理员、工程师、值长、一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施。
3.7.9故障分析与设备维护管理
系统依据带时标的事件记录和波形记录可进行故障和事件的成因分析;另外，系统统计开关等设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备维护预告;
3.7.10其他功能
其它日常管理，如运行记录及交接班记录管理，设备运行状态、缺陷、维修记录管理、规章制度等。管理功能满足用户要求，适用、方便、资源共享。各种文档能存储、检索、编辑、显示、打印。
4、总结
对于联通公司来说，基站要做到精细能源管理，以目前的现状，需投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来大的不便。 利用 Acrel-5000能耗综合管理系统进行监控，自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。

业绩表
　　马儿岛艺术文化主题度假酒店(海澜七星级酒店)能耗管理系统;
　　迈大公司新建厂房及仓储用房项目能耗管理系统;
　　内蒙古医科大学新华校区教学实验综合楼能耗分析管理系统;
　　南昌万宝行宝马4S店能耗管理系统;
　　南京市规划建设展览馆整体提升改造工程能耗管理系统;
　　南京万得资讯运营中心智能化工程能耗监测系统;
　　南宁凤岭客运站交通枢纽工程能耗管理系统;
　　南通能达大厦项目能耗监测系统;
　　宁波工程学院国家土建结构预制装配化工程技术研究中心宁波分中心实验室能耗监测系统;
　　宁波梅山边检站营区用房工程能耗管理系统;
　　宁波启鑫光电有限公司能耗管理系统;
　　宁波姚江船闸东侧地块项目能耗监测系统;
　　宁德新能源N2厂房能耗管理系统;
　　欧森国际B座能耗分析管理系统;
　　欧尚超市嘉兴南湖店二期工程能耗管理系统;
　　平泷路(广济路-人民路)地下空间工程能耗管理系统;
　　萍乡梦想天街商业综合体能耗管理系统;
　　秦皇岛黄金假日滨海度假城/地中海酒店弱电系统工程项目能耗监测系统;
　　青岛金融教育基地能耗监测系统;
　　青浦区盈浦街道漕盈路地块03A-02/03A-03/03B-01/03C-01能耗监测系统;
　　如皋经济开发区君瑞国际酒店能耗管理系统;
　　如皋市行政中心节能服务项目能耗管理系统;
　　瑞立文化商业广场商住办能耗监测系统;
　　箬横镇新区小学新建工程能耗监测系统;
　　山东省知识产权中心能耗监测系统;
　　山东水利发展大厦能耗管理系统;
　　上海**强**短激光实验装置项目能耗监测系统;
　　上海国际建材家居中心三期(B地块)能耗监测系统合同书;
　　上海环境监测中心节能改造项目能耗管理系统;
　　上海汇民商厦内外装修工程项目电气综合/能耗系统

能耗监测系统在锦江之星假日酒店中的应用
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
《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》*1997
《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)*
《智能建筑设计标准》(DBJ08-4-95)上海市建委1996
《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
《*共和国国家计量检验规程—热能表》(JJG225-2001)国家质量监督局2002
《大楼通信综合布线系统》(UD/T926)邮电部1997
《民用建筑电气设计规范》
所有计算机硬件系统均符合下述标准：
电磁学规范：FCC Class B或CISPR22 ClassB
安全规范：UL Listed(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**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**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，*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、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。
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。
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。
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*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，网络级数为15级，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;
(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。
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，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。

业绩表
　　2014-G-44号地块(商业综合体)能耗管理系统；
　　20KV浙江江森自控电池有限公司长兴开发燃气表、能源管理系统;
　　XDG-2010-34号地块商业办公及高铁南广场街心公园地下停车库(A号楼，A、B块地下室)项目智能化系统工程;
　　阿里巴巴西溪二期项目能耗在线监测系统;
　　爱茉莉太平洋化妆品(上海)有限公司二期电能管理/能耗监测系统;
　　包商银行铂尔曼酒店能耗监测系统;
　　北辰医院能耗管理系统;
　　北京朝阳区来广营乡清河营村住宅及配套、商业金融(1号地)项目1-10地块二期工程能耗管理系统;
　　北京大钟寺方恒国际商业广场能耗监测系统;
　　北京旋较办公楼能耗计量系统;
　　北外附属如皋龙游湖外国语学校行政研究楼能耗管理系统;
　　滨海文化商务中心项目三标段弱点工程办公楼E座弱点专业工程;
　　滨江小学能耗管理系统;
　　波音737完工及交付中心厂房及配套项目能耗监测系统;
　　博隆(虹桥)商业广场远程预付费水电能管理系统/电气火灾监控系统;
　　博众精工机器人生产中心工程预付费能耗管理系统;
　　长春华友开元名都酒店能耗管理系统;
　　长春市全民健身活动中心游泳馆改造工程;
　　长沙市轨道1号线五一广场站与国金中心地下空间开发建设项目能耗管理系统