楼宇节能工程

主要的能源成本来自于电能消耗的成本。如何降低电能消耗,第一步就是准确的测量和采集电能数据,各种电力参数的数据,使用现代的电能计量技术,可以达到使电能供应系统的运行可视化化,在获取电力和电能数据的基础上,可以采取措施减少电能消耗,这些改进的目标也是可以被检测和记录的。

在楼宇管理系统中,可以有许多节能的潜力可挖。一个重要的成本因素是设备,楼宇和公共设施的电能消耗。但是电费成本仅仅是一个非常显著的成本组成部分,不稳定可靠的电力供应,是相比较而言,更大得多的成本组成部分,随着电力直供,配电厂房和可靠供电的设备利用率也正在发挥着重要的经济效益。由于这些费用没有那么明显,也被称为是“隐性成本”。

使用先进的电能质量分析仪可以发现节能的潜力:

  • 降低 kWh 电能消耗
  • 降低无功电能成本 (提高功率因数和避免罚款)
  • 消除最大需量电费
  • 查找出系统中的高能耗环节
  • 减少维护成本
  • 延长电气电子设备的使用寿命
  • 提高成本中心运行效率(如,可以具体精确知道哪个办公室使用了多少电能?)
  • 提高供电可靠性,保护电脑等设备
  • 通过对配电系统的可视化监控,达到更好的运行监控效果

减少电费开支 – 来自德国的一个实际案例

直接,以消费为主导的电能成本,可以被极大地减少:

  1. 对于物业管理经理来说,这意味着更高精度的二级电费计量
    (成本中心管理).
  2. 有了良好的电能监测系统,电能消耗报表可以轻松生成,并与电力公司的电费账单进行验证,这也提供了一个很好的工具,实现更准确的电能消耗数据,并采购更合理的电能,以减少电费开支。
  3. 综合电能管理系统,覆盖整个电力供应和负载网络,方便查找高功耗,低效率的设备和环节,实现运行系统的可视化,并针对问题,提出改进方案和对策,如下图2 所示:

尖峰负荷监测

在变压器的馈线处,安装了UMG507E电能质量分析仪(见图3),用于实时监测负荷变动概况和电能质量参数(短时中断,谐波负载,不平衡负荷,...),以及尖峰负荷的监测。如果短时切断相关负载,例如,切断食堂的厨房的供电,就可以降低有功电能(需求),减少了最大需量电费,因此节省的电费达20%。在400V 的个人办公室和建设部门,使用馈线进行监测安装UMG96S (见接口和现场总线通信图3)。这提高了透明度,促进了相应的电量分配给个人的成本中心和住户。

“对我们来说最重要的是将单个的的电力负载加入到独立的成本中心管理中,以给各部门的操作人员加强能源消耗的意识与强化节能的观念。此外,更准确丰富的能耗信息,帮帮助了我们发现现有系统运行中,存在的许多低效率的(负载)并采取节能对策。”

通过电子邮件和访问主页,随时随地获取信息

最重要的是,通过现场总线,所有网络化的监测仪表,可以进行自动测量,下载,使它们利用现有网络控制以及管理。为了使安装成本降低(如现场总线的输入输出端子等),仪表可以安装在以太网TCP /IP 作为数据通信骨干网以实现通讯。带有以太网接口的电能质量分析仪是成本昂贵的,在公司局域网(LAN)的每个点,有时每个点的月租费会提高,并可能超出允许的成本。这个问题的解决办法是使用UMG507E电能质量分析仪,该设备具有Modbus网关功能,可以方便连接UMG96S 等Modbus设备,见下面的图8。至此,一个使用于中心馈线点的高性能UMG507E 就可以满足针对测量的日益增多的要求。同时,通过的Modbus网关功能,UMG507E有可以连接更多更经济的UMG96S(Modbus的设备)。该EtherModbus网关允许串行的Modbus通信和互操作的Modbus / TCP设备。标准的Modbus协议是一个异步协议,目的是直接连接到计算机的异步端口。 Modbus总线已经扩展到以太网操作使用IP协议套件。UMG507E之间转换的Modbus网关的Modbus TCP / IP协议和Modbus RTU协议是透明的。采用这种方法有可与以太网相结合,而现场总线的技术在迅速增长,并显示它在可靠性,速度和可用性方面的优势。

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几乎每个人都经历过:刚刚走出办公室,就来了一个电话,为发生了有关的电脑问题,电脑重启或电源故障而寻找支持。电能质量分析仪集成的网络服务器的功能,实现了直接访问个别测量点的数据。在电气部门的所有授权的雇员和管理层都能够通过访问电能质量分析仪的主页,迅速得到相关信息。所有你需要做的是通过网络浏览器(IE或Firefox等),并获知每个电能质量分析仪的IP地址。随着我们最新的产品开发,UMG604,甚至可以在网页中得到一个完整的成本计算工具。

采集,保存和分析数据

来自不同监测点的各种测量数据,都需要被采集,保存,处理,并提供可视化。首要的工具就是把运行系统的网络进行拓扑结构显示。测量数据可以被自由选择和赋予限值,这样就可以在发生超限时,提供快速报警。软件也具有实时数据的图形分析功能,例如,用于比较负荷曲线以及历史数据和报表生成的功能。测量点被放在拓扑结构图中,提供了一种对整个配电系统的快速浏览。它可以通过比较个别测量点,并可快速检查可能的网络故障。通过存储的图形文件(如JPG格式)与电路图和建设计划,并连接拖放到与自己的实际位置相关的位置,可以实现一个符合成本效益和客户具体要求的解决办法。如果出现超差情况(如THD- V,太高),在投入和产出的条件也可以显示。

MySQL数据库保存历史数据。使用历史数据,电气部门的员工可以简单地生成与公共事业部门采购谈判所需的负荷曲线。

由于昂贵的电力供应中断现象已经不多,非常重要的是要考虑一个数据的可靠性和安全性的问题。基于这一原因,具有相当高的速度和冗余独立的数据服务器中使用数据备份。在PSW professional 电能管理软件安装在电气部门的客户端计算机和测量部门内。

 

实时值和分析历史数据

图形连续在线记录功能使快速选定的测量在线显示变得可行。添加新的测量值图表也非常容易。要分析历史数据,只需点击几下鼠标,例如,通过比较各种参数来分析故障原因。

前景

由于集成了各种强大的功能,电能质量分析仪具有远超数字式多功能仪表的功能,如:

  • 电能表 (kWh, kVArh)
  • 谐波分析仪
  • 瞬态记录仪
  • 事件记录仪
  • 最大需量控制器
  • PLC 可编程控制器功能
  • 数据采集
  • 状态监测

由于大规模集成电路的应用,功能强大,坚固紧凑,同时价格合理的电能质量分析仪问世了。全新的 UMG604 电能质量分析仪,具有500MHz的DSP(数字信号处理器),同时具有快速的处理能力和保持了最小的尺寸。

8个独立的采样通道(采样率20kHz)连续地采样所有的电能参数(超过800多个电参数值),并可以获取最大值/最小值,基本的电能质量参数,如谐波含量(高达40次,带相方向检测)和电压短时中断。

甚至可以可靠的监测到瞬态事件 (> 50μs) 。通过使用现代通信体系结构,集成的网络服务器和网络、电能质量分析仪和GridVis软件,就可以运行全面的智能电能管理系统(SEMS),该系统可以监测和修复潜在的电能供应问题。

典型应用:

  • 办公楼
  • 商业建筑
  • 购物中心
  • IT 和数据中心
  • 银行或保险
  • 宾馆
  • 大学
  • 医院
  • 公用设施

楼宇管理应用中使用电能质量监测的益处:

 

  • 减少电费开支
    • kWh 成本
    • 最大需量成本
    • 低功率因数罚款
    • 二级计量
  • 二级计量
  • 避免配电系统过载,如断路器或保护装置跳闸
  • 配电系统可视化
  • 配电设备容量减少 如更小的 UPS 系统
  • 电能质量问题的根源分析
  • 更精确的负载预测
  • 远程监控