浅谈医院电力系统智能能效监控平台的应用

时间：2023-10-23

0引言

随着社会和科学技术的发展，配电系统的智能化已经成为一种发展趋势。医院建设电力智能监控平台，可对供电系统进行集中管理和调度、实时控制和数据采集，监控供电系统设备的运行情况，及时掌握和处理供电系统的各种事故、报警事件，特别是在能耗管理方面起到较大作用，将电力监控和能源管控结合，有助于电力系统、经济地运行，提升医院建筑的整体智能化水平。

1电力智能监控平台概述

智能电力监控系统是基于物联网、现场总线和网络技术的配电监控系统，具有很强的智能型、性及可扩展性，电力智能监控平台可协助用户实现高度连续稳定的电力供应、人性化的设备维护与管理以及成本的优化，具有以下特点：

* 性

平台可优化电力网络电能质量，保证系统的性，为操作员提供快速和的设备信息。

* 性

模块化和冗余架构确保获得高的性和快速响应时间；动态交互式人机界面有助于判定事件发生的顺序、原因和影响程度；自定义人机界面，满足特殊需求和操作。

* 可扩展性

支持不同的通讯规约，方便不同系统和设备间的互联和集成；将趋势和报警相结合，快速识别和隔离故障，减少停机时间；具有可扩展架构的特点。

* 优化成本

通过数据汇总、分析和运用，使电网运行和维护成本优化。

2电力智能监控平台架构

电力智能监控平台采用分层分布式架构，分监控管理层、通讯接口层、现场间隔层三层，测控功能不受通讯网络的影响，确保系统的性和性。

* 监控管理层

由后台监控设备构成，是系统的控制的主站监控服务器和设置在各种变电所内的子站客户端构成，设置数据库冗余，保证系统的。

* 通讯接口层

是系统网络构成的纽带，完成监控管理层和现场间隔层之间的实时信息交换，完成自动化装置的接入，实现通讯物理介质和规约的转换、接入。通信接口层设备包括通讯管理机、数据交换机、网关等通讯网络设备。通讯接口层的网络冗余和设备冗余可以提高通讯网络的性。

* 现场间隔层

其智能设备能够完成测量、保护、控制、操作监控等功能，由微机智能保护装置、电力监控仪表、PLC等智能设备组成。智能设备具有网络通讯功能，通过通讯网络上送装置测量、保护动作、SOE等信息，接收监控管理层的主站操作命令，实现远程控制。

3电力智能监控平台主要功能

电力智能监控平台可分为数据库管理子系统、网络管理子系统、图形管理子系统、报表管理子系统和管理子系统，各子系统的主要功能如下：

* 数据库管理系统

能为各种应用功能模块提供共享的数据平台。提供开放式的数据库接口，实现数据库的定义、创建、录入、检索和访问。提供数据断面的管理机制，实现历史数据的存储、拷贝和再利用。数据库的控制功能可完成对数据库的性控制、完整性控制和数据共享时并发控制。同时，具有故障恢复功能、保护功能以及网络通信功能等。可采用商用数据库管理系统保存历史数据。

* 组态管理系统

具有风格统一、友好方便的操作界面。具有组态编辑、引用、画面生成、调用、操作、管理等功能。允许用户自定义图元。提供标准的设备类型及相关信息的描述，用户可自定义与项目相关的特定属性，创建、添加和编辑设备类型、标签和属性。并可在画面上完成各种操作，有图形缩放、应用切换、调度操作、任务启动等。画面显示具有网络着色功能。具有全图形显示、可漫游变焦、自动分层、随意移动、多窗口技术、快速直接鼠标控制和多屏幕等技术特点。

* 报表生成系统

操作员可在 CRT 上以交互式定义报表格或报表数据等。可任意形式的数据表格，并生成相应的图标，包括饼状图、柱状图、折线图等。表格可显示实时及历史数据内容。表格内各数据具有计算功能，用户可在表格内自动加以计算。报表操作可离线进行，不影响系统运行。报表打印分成正常和异常打印，启动方式为定时启动、事件启动和召唤启动。

* 网络管理系统

基于标准传输层协议（TCP/IP），实现网上工作站之间实时信息传输及网络系统的信息共享。所有工作站之间的信息交换、功能实现，在网络环境下均能实现镜像信息，任一工作站的实时新或操作定义，其他各站实时同步变化，任一工作站的实时画面可实时在任一监视器上显示；任一工作站故障或退出不丢失信息也不影响系统功能。可支持双以太网结构，并通过网桥和管理网进行信息交换，实现信息共享。

* 管理系统

平台设置了丰富的权限管理功能，对不同用户的系统访问进行控制，确保信息，具体功能如下：

分系统、分区域、分功能进行配置授权，对不同的用户开放不同权限，对每个子系统、每个楼栋区域、每个功能项的访问都能进行授权访问。

操作权限分为管理员、监控、监视三个等级，以区分不同的操作权限。管理员级拥有监控系统所有操作权限，可进行系统配置、权限分配管理等；监控级可以进行遥控、告警确认、数据备份等操作；监视级只能浏览信息。

管理员权限至少可分为两类：管理员对全网的监控系统具有所有操作权限；分片区管理权限只对所辖区域的监控系统具有操作权限。

可对用户、口令、备注信息、组织架构信息进行管理，采用多级密码口令登录。以用户组的形式对组织架构进行管理，每个用户组可以设定成员的权限和角色。

提供灵活的时间表功能，可设置时间表设定用户的有效访问时段，仅在有效访问时段中允许用户访问。

4电力智能监控平台在能耗管理中的应用

电力智能监控平台能够实时监视电力系统的运行参数，不断地传送到监控，提供能耗管理所需的信息和基础性数据。

* 数据采集和分析

对整个系统范围内的电能质量进行持续的数据采集与监测分析，对安装在配电网络中任何地点的电气信号进行分析以识别任何电能质量扰动数据，进而分析其对系统和相应安装地点设备产生的危害，包括且不限于：

波形捕捉。现场电能质量检测装置同步对所有的电压电流信号进行波形捕捉，捕捉到的波形存储在装置内存中，并间隔地上送到工作站中用于显示和分析。波形捕捉功能能够由内部条件触发（用户自定义报警条件）或者外部条件触发（外部信号或由用户下发控制命令）。此特性能够提供系统电压骤降、骤升以及其他电压扰动情况，包括扰动方向的判定。

谐波分析。系统提供完善的谐波分析功能，同时提供图表显示。可对电气信号进行分析，尤其是故障录波数据；可对事故造成的跳闸进行分析，并找出故障原因，解决问题，缩短停电时间。

* 分类统计

电力智能监控平台能够记录各项电能消耗，并统计能源消耗情况，通过饼图、柱状图等方式呈现。用户可以将能耗分摊到各个部门、生产环节、成本等，或者按负荷类型进行分类（如照明、空调、生产等），并可按照不同的分类自动生成报表，帮助用户建立有效的用能管理考核制度，为配电系统内部各用电单位的电能分配管理提供参考依据。

* 及时发现存在问题

通过对电力参数的实时分析，可及时发现电能消耗异常现象或发现潜在故障，从而使相关人员及时采取有效措施进行干预，避免严重故障的发生，从而减少设备维护费用，延长设备使用寿命，避免设备老化问题。

* 合理利用设备

通过平台可设置与电力公司相匹配的账单结构，预设峰、谷、平分时结构定义，统计能源数据，设置相应费率，计算账单，并通过账单分析合理调整设备运行的方式和周期，优化配电系统运行模式，对定时用电设备进行集中控制，使用户合理有效地利用设备，节省能源费用消耗。

* 集中式管理

电力智能监控平台实现了配电系统的远程智能化集中管理，可以提高运行管理效率，降低运营成本，减少运行维护人员工作量，并提高供电性，缩短停电时间，降低运行成本，减少火灾、人员伤亡等严重事故的发生。

5.AcrelEMS-MED能源管理平台

5.1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》《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。

5.2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，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，

5.3平台拓扑图

5.4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，延长设备使用寿命，实现配电动力环境的分布式远程管理。

7结语

通过对电力系统数据的归档、统计、报表、分析，能够大大提高配电系统的管理水平，节约电力系统运行成本，实现、、、的供配电系统，提高供电性和供配电系统的自动化水平。

参考文献：

[1] 王岚.医院电力系统智能监控平台的应用

[2] 安科瑞企业微电网选型手册2021.10版

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