摘  要：針對建筑電氣系統(tǒng)之中節(jié)能設(shè)計(jì)內(nèi)容與綠色建筑電氣技術(shù)應(yīng)用的問題，首先分析了建筑工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，分別為確保三相平衡、提升功率因數(shù)、控制諧波含量。其次，研究了綠色建筑電力技術(shù)，涉及太陽能技術(shù)、光伏建筑一體化技術(shù)、建筑能耗監(jiān)控技術(shù)?？偨Y(jié)了建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)和綠色建筑電氣技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，包括綠色節(jié)能技術(shù)在動(dòng)力系統(tǒng)、照明設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)之中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：跟蹤并監(jiān)控建筑物內(nèi)部各種電氣設(shè)備實(shí)際能源消耗情況的目標(biāo)。依托于專業(yè)技術(shù)人員和系統(tǒng)的支撐，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)控建筑物內(nèi)部的光源系統(tǒng)，不僅如此，借助高級傳感器裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制建筑物內(nèi)部照明設(shè)備明暗程度的目的，在一定程度上，還可以按照實(shí)際使用需求，控制建筑物中的電梯等多種類型的電氣設(shè)備。不過，我國當(dāng)前還未實(shí)現(xiàn)建筑能耗監(jiān)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用與普及，僅在一些商業(yè)場所中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。

（1）動(dòng)力系統(tǒng)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)是支撐家用電器設(shè)備和大型電力設(shè)備可以

    始終維持在正常運(yùn)行狀態(tài)下的關(guān)鍵要素，同時(shí)，它也是動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分。通常情況下，確保電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行需要大量的電力能源作為支撐，基于這種情況，在落實(shí)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，須得針對電動(dòng)機(jī)展開相應(yīng)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)電力能源損耗規(guī)模的充分縮減。

    在這個(gè)過程中，，需要確保動(dòng)力系統(tǒng)中選用的電動(dòng)機(jī)足夠合理，盡量選擇一些效率較高的電動(dòng)機(jī)設(shè)備，同時(shí)不斷優(yōu)化電動(dòng)機(jī)控制形勢，很大限度的降低電動(dòng)機(jī)處于空載和負(fù)載狀態(tài)下?lián)p耗的電力能源，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行質(zhì)量和效率的提升；第二，需要確保動(dòng)力系統(tǒng)中選用的電動(dòng)機(jī)設(shè)備的使用型號足夠合理，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在與建筑工程電氣設(shè)備的具體使用需求和環(huán)境進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，分析并評估電動(dòng)機(jī)的符合要求，基于不同使用型號電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特點(diǎn)，同時(shí)充分遵循經(jīng)濟(jì)性選擇，確保選用的電動(dòng)機(jī)可以在滿足使用需求的前提下，消耗少的能源。

（2）照明設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

    電力是保障建筑工程項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)順利落實(shí)的關(guān)鍵所在，不過，在研究實(shí)際情況之后可以發(fā)現(xiàn)，由于電氣設(shè)備依舊存在相應(yīng)的問題，難以與節(jié)能的要求相匹配，這也意味著可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，照明設(shè)計(jì)是其中的重要一環(huán)，為了確保這一部分能夠切實(shí)做到節(jié)能環(huán)保，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)借助有效手段對自然光進(jìn)行很大限度的利用，將人造照明的使用時(shí)間盡可能地縮短。與此同時(shí)，建筑物中所使用的照明燈具也應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇節(jié)能燈具，從而實(shí)現(xiàn)有效控制照明過程中消耗電能的目的。

    此外，還可以與建筑物中各個(gè)功能區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行深度融合，確保設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)能夠滿足相應(yīng)區(qū)域的實(shí)際使用需要。值得一提的是，在設(shè)計(jì)建筑照明方案之時(shí)，需要科學(xué)利用一些具備較高光通量的照明燈具，提升整體光能利用率。

（3）暖通空調(diào)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

    為了與當(dāng)前我國的生態(tài)文明建設(shè)理念相契合，在進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)與新形勢所提出的現(xiàn)實(shí)要求進(jìn)行充分結(jié)合。就現(xiàn)階段建筑電氣設(shè)計(jì)的情況來看，在應(yīng)用自動(dòng)控制時(shí)還存在著一定的問題和缺陷，比較典型的一項(xiàng)表現(xiàn)即為空調(diào)系統(tǒng)和供暖通風(fēng)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用期間存在能源消耗規(guī)模較大的現(xiàn)象，暖通空調(diào)是建筑物中能源損耗嚴(yán)重的一個(gè)方面。

    基于這種情況，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制建筑工程項(xiàng)目中包含的暖通系統(tǒng)，這能夠直接影響到節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的落實(shí)效果。

    為此，開發(fā)人員應(yīng)當(dāng)與低電流工程師展開緊密合作 ， 逐 步 改 良 HVAC （ Heating Ventilating Air Conditioning）接口，通過智能接口的應(yīng)用準(zhǔn)確監(jiān)測并分析風(fēng)速和空調(diào)溫度等內(nèi)容。同時(shí)，在空調(diào)接口之處，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行低電流傳感器的安裝，從而做到監(jiān)督和控制能源消耗的實(shí)時(shí)化，達(dá)成節(jié)約能源的目的。

4.1概述

    安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系A(chǔ)crel-EMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺通過在企業(yè)源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)安裝保護(hù)、監(jiān)測、分析、治理裝置，用于監(jiān)測企業(yè)能耗總量和能耗強(qiáng)度，重點(diǎn)監(jiān)測主要用能設(shè)備能效，保護(hù)企業(yè)運(yùn)行安全可靠，提高企業(yè)能效，為企業(yè)的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案

4.2應(yīng)用場所

    適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

4.3系統(tǒng)架構(gòu)

    AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺，采用B/S架構(gòu)，集成Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺實(shí)現(xiàn)了從35kV配電到0.4kV用電側(cè)的整體監(jiān)控，提供變電站綜自系統(tǒng)，電力監(jiān)控，電能質(zhì)量監(jiān)測，電氣保護(hù)，電能統(tǒng)計(jì)。對企業(yè)的用電管理起到的幫助。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

    綜合看板

    系統(tǒng)提供低壓配電監(jiān)測大面板，提供變電站和光伏電站運(yùn)行情況展示，通過地圖顯示各電站具體位置，并展示目前告警數(shù)目和具體信息。

    ?地圖支持放大縮小且響應(yīng)迅速。

    ?報(bào)警信息支持輪播功能。

 

4.4.2 35kV配電系統(tǒng)

     系統(tǒng)提供35kV/10kV一次系統(tǒng)圖展示全站電氣主接線圖（支持縮放方式）包括顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各主要電氣量(電流、電壓、頻率、有功、無功)等的實(shí)時(shí)值。

圖 35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)界面圖

4.4.3變電所運(yùn)行看板

     展示單個(gè)變電站運(yùn)行狀況，并提供系統(tǒng)一次圖。

變電站基礎(chǔ)信息維護(hù)，包括變壓等級，裝機(jī)容量，申報(bào)需量，變壓器數(shù)量等。

     ?提供變電所實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線查詢，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新。

     ?提供變電站分時(shí)段用電今日昨日對比柱狀圖。

     ?提供低壓側(cè)系統(tǒng)一次圖，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺變電所運(yùn)行看板界面圖

4.4.4直流屏監(jiān)測

     提供直流屏遙測數(shù)據(jù)，一/二路交流電壓監(jiān)測。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺直流屏監(jiān)測界面圖

4.4.5 變壓器監(jiān)測

      展示所選變壓器實(shí)時(shí)負(fù)載率，頻率，三相電壓電流，三相繞組溫度，電壓/電流不平衡度。提供負(fù)載率、有功功率、無功功率曲線。如圖7.3.6所示。

     ?數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新，響應(yīng)迅速。

     ?支持三相功率曲線同時(shí)展示。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺變壓器監(jiān)測界面圖

4.4.6電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)監(jiān)測

       提供電能質(zhì)量檢測儀所采集數(shù)據(jù)，如電壓值，偏差率，諧波畸變率，電流值，分相功率，總功率等。如圖所示。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新，響應(yīng)迅速。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)檢測界面圖

4.4.7電能質(zhì)量諧波監(jiān)測

      通過柱狀圖展示電能質(zhì)量檢測儀諧波和間諧波各頻譜。如圖7.4.3所示。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺電能質(zhì)量諧波檢測界面圖

4.4.8數(shù)據(jù)采集和存儲

4.4.8.1數(shù)據(jù)采集和處理

圖 數(shù)據(jù)采集界面圖

      監(jiān)控系統(tǒng)通過通信管理機(jī)實(shí)時(shí)采集模擬量、狀態(tài)量等信息量；通過公共接口設(shè)備接受來自其他通信裝置的數(shù)據(jù)，具有單獨(dú)配置通信采集點(diǎn)信息的模塊，不與數(shù)據(jù)庫等其它部分相關(guān)聯(lián)，并獨(dú)立運(yùn)行。

      對所采集的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行數(shù)字濾波、性檢查，工程值轉(zhuǎn)換、信號接點(diǎn)抖動(dòng)、刻度計(jì)算、人工置入等加工。從而提供電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)帶品質(zhì)描述傳送至站控層和各級調(diào)度。

4.4.8.2數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)

圖 數(shù)據(jù)庫建立與維護(hù)界面圖

      數(shù)據(jù)庫分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲監(jiān)控系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其數(shù)值根據(jù)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)變化而不斷更新，記錄被監(jiān)控設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)；歷史數(shù)據(jù)庫對于需要長期保存的重要數(shù)據(jù)將存放在歷史數(shù)據(jù)庫中。提供通用數(shù)據(jù)庫，記錄周期為1min、5min、30min、60min任意調(diào)節(jié)。歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線滾動(dòng)存儲5年，無需人工干預(yù)。所有的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到光盤或磁帶等大容量存儲設(shè)備上作為長期存檔。對于狀態(tài)量變位、事件、模擬量越限等信息，按時(shí)間順序分類保存在歷史事件庫中，并保存10年，以供查詢。

4.4.8.3調(diào)節(jié)與控制

圖 變電站綜自系統(tǒng)調(diào)節(jié)與控制界面圖

     操作員對需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護(hù)功能，允許監(jiān)護(hù)人員在操作員工作站上實(shí)施監(jiān)護(hù)，避免誤操作。

     原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執(zhí)行，并在站級層設(shè)置操作員、監(jiān)護(hù)員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進(jìn)行下一步操作。同一時(shí)間只允許一種控制方式。

納入控制的設(shè)備有：

    a） 35kV及以下斷路器；

    b） 35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)；

    c） 站用電380V斷路器；

    d） 主變壓器分接頭；

    e）繼電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片。

4.4.8.4 微機(jī)五防閉鎖

圖 變電站綜自系統(tǒng)微機(jī)五防界面圖

      具備全站五防閉鎖功能。具有防止誤拉、合斷路器；防止帶負(fù)荷拉、合開關(guān)；防止帶電掛接地線；防止帶地線送電；防止誤入帶電間隔的功能。

      配置獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)的專用微機(jī)五防系統(tǒng)。遠(yuǎn)方操作時(shí)通過專用微機(jī)五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全站的五防操作閉鎖功能，就地操作時(shí)則由電腦鑰匙和鎖具來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在受控設(shè)備的操作回路中串接本間隔的閉鎖回路。專用微機(jī)五防系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)共享采集的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不獨(dú)立采集信息，采用相互通信的間隔層測控裝置實(shí)現(xiàn)。

4.4.9系統(tǒng)運(yùn)行

4.4.9.1儀表通訊狀態(tài)

      儀表通訊狀態(tài)主要用于監(jiān)測目標(biāo)站點(diǎn)的儀表設(shè)備數(shù)據(jù)是否正常交互、是否有離線發(fā)生、何時(shí)離線與數(shù)據(jù)交互中斷的持續(xù)時(shí)間等內(nèi)容，為用戶初步判斷設(shè)備通題提供依據(jù)。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺設(shè)備通信界面圖

4.4.9.2 網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài)

       網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài)主要用于監(jiān)測目標(biāo)站點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)是否正常交互、是否有離線發(fā)生、何時(shí)離線，為用戶初步判斷網(wǎng)關(guān)通題提供依據(jù)。

圖 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)界面圖

4.5系統(tǒng)硬件配置

4.5.1電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.2智能照明系統(tǒng)

4.5.3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.4消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

     綜上所述，對于建筑電氣系統(tǒng)這一建設(shè)內(nèi)容而言，設(shè)計(jì)工作在其中承擔(dān)著前期規(guī)劃的職責(zé)，為了能夠切實(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、降低損耗的目的，做到建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作。

現(xiàn)如今，在人們逐漸樹立起生態(tài)環(huán)保理念的背景之下，建造綠色建筑已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域發(fā)展的一項(xiàng)重點(diǎn)，而節(jié)能即為綠色建筑的一項(xiàng)硬性指標(biāo)。為了切實(shí)滿足這項(xiàng)要素，建設(shè)人員應(yīng)當(dāng)注重多種節(jié)能設(shè)計(jì)內(nèi)容和綠色建筑電氣技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)在多個(gè)方面之中做到綠色節(jié)能技術(shù)的充分應(yīng)用，促使建筑物真正成為節(jié)能、環(huán)保的新型綠色建筑。

 

參考文獻(xiàn)

[1]黃昌輝.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與綠色建筑電氣技術(shù)

[2]李莉芳,沈飛.綠色建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與能源管理系 統(tǒng) 可 行 性 研 究 及 解 決 方 案 [J]. 現(xiàn) 代 建 筑 電氣,2021,12(01):8-12.

[3]丁建永.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及綠色建筑電氣技術(shù)分析探討[J].建筑技術(shù)開發(fā),2020,47(15):6-7.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版本