任运业
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：随着科学技术的高速发展,智能电力系统在各个领域的应用越来越广泛,医院作为用电大户,更加需要实现电力系统智能化,在保证医院用电安全的基础上实现节省能耗的目的。医院电力系统智能监控平台的应用,其信息化自动化的特征,对耗能数据进行采集分析,并将数据进行反馈与传输,这种模式具有非常显著的优势,不仅深层的挖掘了节能潜力,也保证了电力配送的可靠性。
关键词：医院电力系统,智能监控平台,能耗,应用,分析
0引言
电力智能监控平台的使用是建立在供电新设备基础上的,再通过相应的监控设备始终保持运行状态的一种信息管理系统,这种方式的运用,在很大程度上改变了供电维护人员的工作状态,对于值守在现场的工作人员更加轻松,在医院里对其进行应用,解放了劳动力的同时,也使医院电力系统在经济性、安全性、可靠性等方面的需求得到了保障。
1医院电力系统智能监控系统的主要平台
1.1能耗平台
应用在医院的智能监控系统要求较高,由于医院能耗量巨大,所以能耗监测平台质量得过硬,主要涵盖了5个模块,分别为能效监测模块、环境监测模块、设备监控模块、统计分析模块以及系统设置模块,在这5个模块中在其中起到重要作用的是能效监测管理模块,同时也是平台构建的难点内容。在医院中高、低压设备是标配,主要是为了保证医院用电安全,而智能电力监控系统在使用中主要起到的作用就是对于监控对象实施实时监控,尤其是开关柜、应急发电机组以及输电变压器这些用电设备的正常运行状态,通过智能监控平台能够及时对用电设备的工作状态进行了解。
这种能耗平台采用的接入方式,一般都是支持仪表接入协议模式的,基于这种模式下任何计量器具在任何介质中产生的相关参数都能被采集,并且对这些能耗数据进行计算,并通过系统平台进行完整的展示。智能平台的权限具有非常严格的控制特征,在使用时可以根据医院的实际管理需求来设置相关权限,这样医院当中各个部门的节能负责人,在开展查看能耗信息工作的时候,只能对自己所对应的负责区域进行查看；而审计部门在这种权限的设置下,能够对每一个用电区域所产生的能耗定额完成情况进行查看,当然我院在此方面还有待加强。智能监控平台的显著特征,就是整体架构的统一性,并对模块化技术进行了充分利用,在此基础上医院在开展其他各项工作时,所获得的开发和部署环境都具备较强的统一性,系统本身所具备的功能,可以对各个系统的相互集成工作与数据交换工作轻松的完成,对于未来工程的数据接口进行集成,使其集成到现有的系统当中也是非常容易的, 进而使该系统在扩展与升级方面的需求得到了保证。
1.2 故障检测平台
故障监测平台是该系统中针对故障问题设计的应用系统,当平台出现故障问题时,能够及时发现与处理。通过该平台的使用当线路运行中只要产生了能耗数据,就能实时进行采集,并将采集到的相关标准数据输入到系统当中的控制中心,然后再将其与测出的数据之间进行多方面比较。经过相关数据分析一旦发现其中存在故障信息,可以直接通过故障处理系统将故障问题及时进行反馈,并做出相应的报警和预警反应。
2电力系统智能监控平台在医院内的具体应用分析
电力系统智能监控平台在实际应用中,表现形式主要就是对"智能化"的体现,然而智能化就是对自动控制技术的充分利用。在医院中对电力系统实现实时监控的目的,就是保证采集到的所有用电设备能耗数据,都能通过该系统及时的进行传输,从而在相应数据处理中心得到及时处理。
2.1关于能耗监测平台在医院的具体应用分析
医院每一天的电能能耗都是非常巨大的,产生的能耗数据量可想而知,因此实时节能管理是势在必行的,传统人工统计能耗数据的方式,仅能粗略的对数据进行采集,在能耗数据的分类、分项等方面都不够详细,在对医院能耗进行评估时缺乏合理性,这在落实节能责任到各个负责人的计划时非常困难。能耗监测平台系统在医院当中得到充分的应用,能够诸方面了解医院建筑和各个用电设备具体分布以及实际运行情况,并结合实际对各个仪表进行合理化的增减,合理化的对使医院能耗进行分类与分项计量工作,促使医院在远程操控电能采集与监测的需求方面能够得到满足,各个用电单位在开展核算管理工作与考核管理工作时也能够独立完成。该系统在使用过程中显示出了非常强大的记录功能,医院当中所有产生的能耗数据、能源数据,通过智能监控分析手段得到实际使用情况,并将这些内容进行记录,这有利于医院节能潜力的充分挖掘。相关管理人员在实际操作的时候,仅仅对着电脑屏幕操作,就能够对医院所有用电设备在运行中产生能耗情况实施实时监控,这对于医院而言不仅工作方式更加便捷,还为医院在人力与物力方面大大缩减了开支。
2.2关于所有能耗数据的采集应用分析
应用于医院的智能监控平台,需要对整个医院内所有用电设备产生的能耗数据进行采集,这些用电设备在实际运行中对于电能的消耗是巨大的,为了严格控制能耗,对其产生的数据进行采集是非常有必要的。但是有些供电设备具有一定的特殊性,对其产生相关电能能耗参数进行采集的时候,还需要采用人工这种传统方式开展采集工作,以保证采集的相关数据的准确性。同时,能耗数据采集工作在实际开展的过程中,需要保证所有用电设备处于监控范围之内,而且这些用电设备的运行状态保持在良好状态,在这种情况下才能使医院持续经济效益的发展目标得以实现。
2.3关于自动生成能耗报表系统在医院的应用分析
在电力系统智能监控平台中重要的一项功能,就是对医院所产生的所有能耗报表能够自动生成,这就要求监控平台具备非常强大的功能,能够实时的针对医院内全部的用电设备进行监控,将所有用电设备运行中产生的能耗数据进行采集,并针对这些数据进行深入分析,及时进行整理工作并及时予以存储,然后自动生成所有能耗的数据报表。相关工作人员针对设备运行情况开展相关工作时,可以直接对相关数据信息进行调用,促使能耗问题的表现更加具有直观性。
3AcrelEMS-MED医院能源综合管理平台
3.1平台概述
AcrelEMS-MED医院能源管理平台充分结合《医疗建筑电气设计规范》《绿色医院建筑评价标准》、《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》等行业规范、根据医院用户需求以及能源管理部门要求,采集分析能源、能耗、能效数据,监测以电能质量、智慧用电相关指标以及其他用能指标,并与国家能源政策与用能模式改革结合。能够辅助医院后勤管理人员进行能源供应系统及设备的运行管理工作,帮助医院管理层实时掌握医院的能耗情况,为医院能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。
3.2平台拓扑图
3.3医院能耗管理系统解决方案
对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量,对采集数据进行统计和分析。能够合理的确定各科室建筑能耗经济指标及绩效考核指标,发现能源使用规律和能源浪费情况,提高人员主动节能的意识。
①搭建医院智慧能源管理系统的基本框架,对各个用能环节进行实时监测；
②排碳数据化：通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析（包括水、电、能量）,实现低碳办公数据化；
③区域能效比：实现建筑单位内区域能耗对比,方便能耗考核；
④同期能效比：实现同年、同期、同一区域能耗对比,方便节能数据分析；
⑤能耗评估管理：按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行分析单位面积能耗和人均能耗指标；
⑥能耗竞争排名：各个科室能耗对比,实现能耗排名,增强全院工作人员的节能意识；
⑦对能耗的使用数据进行综合的分析、统计、打印和查询等功能,并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。为能耗运营管理部门提供可靠的依据；
⑧能耗数据采集,随时查询,并根据采集数据进行统计分析,监测异常能源用量,对能源智能仪表故障进行报警,提高系统信息化、自动化水平。
应用场景 |
型号 |
图 片 |
保护功能 |
能耗管理云平台 |
AcrelCloud-5000 |
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采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务,平台可以广泛应用于多种领域。 |
智能网关 |
Anet系列网管 |
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采用嵌入式硬件计算机平台,具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口,作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁,能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总,并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。 |
高压重要回路或低压进线柜 |
APM810 |
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具有全电量测量,电能统计,电能质量分析及网络通讯等功能,主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计,当客户需要增加开关量输入输出,模拟量输入输出,SD卡记录,以太网通讯时,只需在背部插入对应模块即可。 |
APM520 |
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三相全电量测量,2-63次谐波,不平衡度,支持付费率,越限报警,SOE,4-20mA输出。 |
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低压联络柜、出线柜 |
AEM96 |
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三相多功能电能表,均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理,提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测,带有开关量输入和继电器输出可实现"遥信"和"遥控"功能,并具备报警输出,可广泛应用于多种控制系统,SCADA系统和能源管理系统中。 |
动力柜 |
ACR120EL |
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测量所有的常用电力参数,如三相电流、电压,有功、无功功率,电度,谐波等,并具备完善的通信联网功能,非常适合于实时电力监控系统。 |
DTSD1352 |
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DIN35mm导轨式安装结构,体积小巧,能测量电能及其他电参量,可进行时钟、费率时段等参数设置,精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求,并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。 |
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AEW100 |
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三相全电量测量,剩余电流、2-63次谐波,支持付费率,量值、电缆温度,可选2G/4G通讯。 |
3.4医院电力监控解决方案
电力监控系统实现对变压器、柴油发电机、断路器以及其它重要设备进行监视、测量、记录、报警等功能,并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信,实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患,快速排除故障,提高医院供电可靠性。
电力监控系统主要针对开闭所和10/0.4kV变电所,对高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控,对0.4kV出线配置多功能计量仪表,用于测控出线回路电气参数和用能情况。同时对医院重要设备如柴油发电机、无功补偿装置、有源滤波装置、UPS、隔离电源系统状态进行监测。
应用场合 |
名称 |
系列型号 |
图片 |
功能 |
系统后台 |
电力监控软件 |
Acrel-2000/Z |
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数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序拉制、权限管理、車件记录与告營、故障分析、各类报表 |
通讯层 |
智能网关 |
Anet系列 |
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8个RS485串口 2kV隔离, 2个以太网接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求,支持断点续传,装置电源:220V AC/DC。 |
35KV、10KV |
微机保护装置 |
AM6-x |
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相间电流速断保护,相间xian时电流速断保护（可带低压闭锁）,相间过电流保护（可带低压闭锁）,两段式零序过流保护,反时限相间过流保护（可带低压闭锁）,零序反时限过流保护,过负荷保护,控制回路异常告警。 |
35KV\10KV进线侧 |
电能质量在线监测装置 |
APView500 |
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相电压电流＋零序电压零序电流,电压电流不平衡度,有功无功功率及电能、事件告警及故障录波,谐波（电压/电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动/闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波,波形实时显示及故障波形查看,PQDIF格式文件存储,内存32G,16D0＋22D1,通讯2RS485＋1RS232＋1GPS,3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口支持U盘读取数据,支持61850协议。 |
35KV/10KV测量 |
多功能网络电力仪表 |
APM-520 |
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具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、电能统计、电能质 |
35KV\10KV带电显示装置 |
智能操控装置 |
ASD500 |
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5寸大液晶彩屏动态显示一次模拟图及弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、3路温温度控制及显示、远方/就地、分合闸、储能旋钮预分预合闪光指示、分合闸完好指示、分合闸回路电压测量、人体感应、柜内照明控制、1路以太网、2路RS485、1路USB接口、GPS对时、高压柜内电气接点无线测温、全电参量测温、脉冲输出、4～20mA输出； |
35KV\10KV弧光保护 |
弧光保护装置 |
ARB5-x |
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主控单元,可接20路弧光信号或4个扩展单元,配置弧光保护（8组）、失灵保护（4组）、TA断线监测（4组）、11个跳闸出口； |
35KV\10KV配电柜 |
无线测温 |
ATE400（PT柜选用ATE200） |
|
监测母线、线缆接头、断路器触臂、触头温度,可通过无线传输至ASD320就地显示,也可以上传至监控系统。电源分为内置电池式和感应取电式,固定方式有螺栓固定,表带式捆绑,测温范围-50℃-125℃,精度±1℃ |
0.4KV进线 |
多功能网络电力仪表 |
APM-520(96外型) |
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具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、电能统计、电能质 |
电能质量在线监测装置 |
APView500 |
|
相电压电流＋零序电压零序电流,电压电流不平衡度,有功无功功率及电能、事件告警及故障录波,谐波（电压/电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动/闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波,波形实时显示及故障波形查看,PQDIF格式文件存储,内存32G,16D0＋22D1,通讯2RS485＋1RS232＋1GPS,3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口支持U盘读取数据,支持61850协议。 |
|
测温监控装置 |
ARTM-Pn-E |
|
无线测温采集可接入60个无线测温传感器；U、I、P、Q等全电参量测量；2路告警输出；1路RS485通讯； |
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无线测温传感器 |
ATE400 |
|
监测母线、线缆接头、断路器触臂、触头温度,可通过无线传输至ASD320就地显示,也可以上传至监控系统。电源分为内置电池式和感应取电式,固定方式有螺栓固定,表带式捆绑,测温范围-50℃-125℃,精度±1℃ |
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0.4KV滤波柜 |
有源谐波治理系统 |
AnSin-xxx |
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有源电力滤波器井联在含谐波负载的低压配电系統中,能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿, |
0.4KV补偿柜 |
有源无功补偿系统 |
AnCos-xxx |
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低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中,能根据电网中负载功率因数的变化通过控制器控制电力电容器投切进行补偿,无功功率补偿装置采用散件组成方案,主要以电容电抗、投切开关、控制器等组成。 |
0.4KV馈线 |
多功能网络电力仪表 |
APM-510(72外型) |
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具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、电能统计、电能质 |
电气火灾监测模块 |
ARCM200系列 |
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三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中) , 视在电能、四象限电能计量, 单回路剩余电流监测,4路温度监测,2路继电器输出,4路开关量输入,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示, 2路独立RS 485/Modbus通讯 |
|
测温监控装置 |
ARTM-Pn-E |
|
无线测温采集可接入60个无线测温传感器；U、I、P、Q等全电参量测量；2路告警输出；1路RS485通讯； |
|
无线测温传感器 |
ATE400 |
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合金片固定,CT感应取电,启动电流大于5A,测温范围-50-125C,测量精度±1℃；无线传输距离空旷150米； |
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低压回路 |
电流互感器 |
AKH-0.66系列 |
|
测量型互感器,采集交流电流信号 |
4总结
综上所述,对于医院而言用电量是非常可观的,基于综合考虑医院建筑实现智能化是势在必行的,在当前阶段已经相当普及了。对于医院而言具备性能良好的电力系统智能管理平台是至关重要的,能够对医院的科技化水平评判产生直接的影响。本文针对智能电力系统只能监控平台展开了深入分析,希望医院内部的供电设备在实际运行中,对于安全性、可靠性、实惠性的基本要求得到保障。
参考文献：
[1]曹建峰.医院电力系统智能监控平台在能耗中的应用分析
[2]许小斌.医院电力系统智能监控平台在能耗中的应用[J].电子测试, 2020（03）：028.
[3]钱驰勋.浅析智能电力监控系统在三级医院配电系统中的应用[J].中小企业管理与科技, 2020(17):2.
[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版．
[5] 安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10
作者简介：
任运业,男,现任职于安科瑞电气股份有限公司。
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