浅谈绿色医院建设中电力能源管理系统的应用

时间：2023-10-23作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：257

关键词：电力能源；绿色医院；管理
0.引言
       当前，仅仅为发展经济的模式在各行业里已经不再是主流，在提出绿色发展之后，绿色理念便开始逐渐深入人心。在各大中具有很高地位的医院自然要作为**落实绿色理念，其中电力资源管理方面是其中的重点，因此要运用更高的科技手段，既能保电力供应不受影响，又要落实绿色医院的理念，减少电能的消耗。
1.医院电力能源管理现状
1.1电力发展投入不足
       医院使用了大部分资金来购买**的设备和聘请*，却没有把目光放到绿色电力资源的研发中。虽然大多数医院也有绿色发展意识，但仅仅局限在医院卫生、管理秩序以及处理药品和使用过的剂等用品上，在电力上存在忽视的态度，也没有专门雇用管理电力的人员，然而把高额的用电量归因于诸多的医疗设备上，这显然是不妥的。
1.2高素质绿色电力工程人员匮乏
       相较于其他电力工程专业如电气焊等人员而言，致力于减少用电量研发的人员是少之又少，这方面需要大量资金的投入以及人员对电力各项工程精通，在电力资源管理尚未系统化的中国是难以达到的。而且致力于这方面的人员虽然要花费大量的精力并冒着生命危险，其薪资却是相对较少的，上述这些现况都导致了电力资源管理人员匮乏。
1.3专业电力管理工具缺乏
       与电力有关的工具系统都关系重大，所以电力管理需要专业系统和软件。而在这方面我国尚无*性的品牌，导致市场上与电力资源管理有关的软件鱼龙混杂，在医院这种人员流动性很大的地方又不能出现任何失误，所以大多医院宁愿不做。
2.电力资源管理系统的原则
       医院人员众多，对安全的考虑更多，所以电力资源管理系统安全性是**位的，若无法保证用电安全一切都是空谈。另外，其效率也是一项要达到的要求，医院各大仪器同时运转对电力的压力可想而知，如若系统效率低下，一旦出现仪器断电或是运转不良，像呼吸机、心肺复苏仪等关乎生命的仪器一旦停止运转，危及的可不仅仅是几个人的生命。*后，就是其持久性，电力资源系统这类需要大规模更换的物体不能频繁地更换，要保证在一段时间内不能出现任何错误。
3.电力资源系统的实际运行
3.1现行电力管理出现的问题
       现如今，大多数医院都是安排专人定时去巡视，检查各电表数值，并在电力故障时电话呼叫电力维护人员进行维修。这种方式存在着太多漏洞和巨大的电力损失，其一，缺乏有效的监督管理，医院经常是查看工作人员各电表数值的记录情况，但却无法得知工作人员是否真的去现场查看；其二，定时巡视无法保证在两次巡视时间差里是否出现状况；其三，不知晓电路路径上电力的损耗，一些线路时间久了会使电阻增大，根据焦耳定律可知，随着时间的推移，消耗的电量是非常庞大的。
3.2绿色医院电力管理的注意事项
       医院每天的人员流动不固定，且处在不断的变化中，当重大事故出现时，如自然灾害、重大传染病等，医院首先要考虑的是患者的生命安全，电力能源的消耗就会被忽视。
       医院各诊室用电量不是处于稳定状态，如季节性传染病、性关节炎等时间较为集中的疾病爆发时，就要注意电力能源系统的控制要处于灵活的变化中。
3.3具体的操作步骤
       首先，建立系统的监测系统，在各个重要线路节点安装监控或是统一通过显示器的方式显示，以便监测人员统一监控。之后，聘请绿色电力资源领域的专业人士以轮班替换的方式进行不间断的观测；检查各个线路的安装时间，或是将每个线路在统一的时间进行电阻的监测，将监测结果**标准值的进行更换；将远程输送到其他科室的线路用电阻更小的导电体在不影响各科室正常运行的前提下进行更换。专业人员虽然不出错，但人总会出现疲惫的情况，这时运用互联网系统进行监测是一种很好的选择，而且医院中有现成成熟的局域网可以直接建立系统的计算机监测，并与各科室工作电脑连接同时安装预警系统，一旦出现情况工作人员就能以*快的速度进行维护以减少损失。当各方面建立起来的时候，工作人员只需做好各方面的维护就能保证电力能源管理系统正常运行。
4.AcrelEMS-MED能源管理平台
4.1平台概述
       AcrelEMS-MED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，为能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。
4.2平台组成
       安科瑞医院能源管理系统建立基于云平台的“监、控、维”一体化的能源管理系统，从数据采集、设备控制、数据分析、异常预警、运维派单、系统架构和综合数据服务等方面的设计，帮助医院后勤管理部门了解医院能源运行情况，关注消防和电气安全，及时预警异常情况，提高运维效率。它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所运维云平台，配电房综合监控系统，能耗管理系统，智能照明控制系统，智慧消防平台，电气火灾监控系统，消防设备电源监控系统，防火门监控系统，消防应急照明和疏散指示系统，充电桩管理系统，电能质量治理解决方案，医疗隔离电源解决方案，
4.3平台拓扑图

4.4平台子系统
（1）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。
（2）医院变电所运维云平台解决方案


       AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力传感器、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术，通过智能网关采集现场数据并存储在本地，再定时向云平台推送数据。平台采集的数据包括变电所回路电气参数和变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息，有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环，提高运维效率，即时发现运行缺陷并做消缺处理。



（3）医院配电房综合监控系统解决方案


       Acrel-2000E配电室综合监控系统，可实现开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、母线及电缆测温监测、环境温湿度监测、有害气体监测、安防监控，可对灯光、风机、机、空调控制等设备进行联动控制。实现动力环境各数据的检测与设备控制，优化动力环境，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，实现配电动力环境的分布式远程管理。



（4）医院能耗管理系统解决方案
       对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。



（5）医院智能照明控制系统解决方案
       医院人流比较密集，科室较多，照明用电在医院电能消耗中约占到15%左右。所以合理使用照明控制系统，在提升医生和患者的体验情况下大程度使用自然光照明，通过感应控制做到人来灯亮，人走灯灭或保持地强度照明，尽量解决照明用电。
       ASL1000智能照明控制系统可以实现场景控制、时间控制、区域控制、光照度感应控制以及红外感应控制等多种控制方式，能有效避免公共区域的照明浪费，还可以帮助医院管理照明。
       系统在配电箱内的模块主要有总线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等。这些模块使用35mm标准导轨安装。
       安装在控制现场的模块主要有光照度传感器、红外传感器和智能面板。有人经过可以设定红外感应控制亮灯，人离开后在设定的时间内熄灯，智能面板等手动控制设备，可实现自动控制、现场控制和值班室远程控制相结合。


（6）智慧消防平台解决方案
       智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就*能够*通知到达相关人员。


（7）医院电气火灾监控系统解决方案
       电气火灾监控系统作为火灾自动报警系统的预警子系统，由电气火灾监控主机、电气火灾监控单元、剩余电流式电气火灾探测器以及测温式电气火灾探测器组成，通过现场总线构成一套完整的预防电气火灾的监控系统，数据可集成至企业消控室监控系统。
       医院电气火灾监控系统以建筑为单位设置，采集数据后上传至值班室监控主机，实现对建筑电气安全预警。现场设置的传感器监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，异常时实时发出报警信号，重点关注门诊楼、住院楼、医技楼等区域漏电或者电缆发热等问题。




（8）医院消防设备电源监控系统解决方案

       医院消防安全非常重要，消防设备比较多，消防设备电源监控系统主要功能就是用于监测消防设备的工作电源是否正常，**在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。
       消防设备电源监控监控系统采用消防二总线，以建筑为单位设置区域分机采集消防设备电源状态，区域分机通过二总线接收多台传感器的电压、电流信息和开关状态信息，以此实现对消防设备电源工作状态的实时监视。


（9）医院防火门监控系统解决方案
       医院防火门数量比较多，由于部分区域经常有人走动，常开常闭防火门数量都不少，防火门监控系统的作用就是监测防火门开闭状态，在发生火灾后自动关闭常开防火门，防止烟雾扩散。防火门监控系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，用于监测和控制防火门状态，当防火门发生异常位置信号时，防火门监控器能发出故障报警信号，指示故障报警部位并保存故障报警信息。发生火灾时，关闭事故区域所有常开防火门，防止烟雾向安全区域扩散。


（10）医院消防应急照明和疏散指示系统解决方案
       医院人员流动性强，密度大，消防比较复杂，一旦发生火灾，疏散指示系统非常重要。消防应急照明和指示系统可以和火灾报警系统联动，提供应急照明和疏散路径指示，指引人群快速找到疏散出口，并可以一键选择疏散应急预案，提升人员逃生概率。


（11）医院有源谐波治理系统解决方案
       都是谐波源，比如X光机、CT机等都会产生大量谐波，谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于医院的精密化验设备可能会产生干扰。
       为了配电系统谐波对医院设备的影响，方案配置AnSinI有源滤波器，滤除电网2~31次谐波干扰。
       AnSinI系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。


（12）医院充电桩系统解决方案
       医院停车场有电动汽车和电动自行车，均需要提供充电桩。充电桩管理系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，解决物业、用电管理部门的充电桩使用、监控问题。电动自行车充电可采用投币、扫码充电方式，电动汽车支持IC卡和扫码充电方式。远程充电桩系统可实时远程完成启动充电、强制停止、单价设置等控制指令，用户可通过APP、微信、支付宝小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；能够远程控制，提供财务报表和数据分析等功能。


（13）医院医疗隔离电源解决方案
      《民用建筑电气设计规范》14.7.6.3条明确规定：在电源突然中断后，重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式。同时《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定：2类医疗场所在维持患者生命，外科手术和其他位于患者周围的电气装置均应采用医用IT系统。如：抢救室（门诊手术室）、手术室、心脏监控**室、导管介入室、血管照影检查室等。
       安科瑞电气股份有限公司的隔离电源解决方案是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。






5.相关平台部署硬件选型清单

5.1电力监控系统硬件配置



6.结束语
       要实现医院的绿色发展，电力能源管理系统的建立是重中之重，利用现代技术实现电力资源的监测能够有效解决人工监测的弊端，从而提高电能的利用率。
参考文献
[1]孙志国.电力能源管理系统在绿色医院建设中的运用[J].科技展望，2015（15）：100.
[2]杨艳.电力能源管理系统在绿色医院中的实践[J].现代制造技术与装备，2018（1）：189-190.
[3]李学丰.电力能源管理系统在绿色医院中的实践与探讨［J］.电气应用，2013（12）：68-71+79
[4]侯绚昕,胡兵.绿色医院建设中电力能源管理系统的应用［J］学术论坛
[5]安科瑞企业微电网选型手册2021.10版


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