摘要：

目前煤矿井下电力系统发生了各种各样的创新和变化。部分矿井使用更高的功率和配电电压较高的电气开关设备，通常使用可编程逻辑控制器(PLC)进行控制、监控和诊断应用，使用内置测试电路改进继电保护，在负载附近进行功率因数校正，以改进电压调节以及修改电力系统部件布置。电力监控系统是由于工作面设备(尤其是长壁设备)的功率需求显著增加所需要的。监测系统主要目的是改善动力系统的运行特性，提高了矿井生产安全性。介绍了利用ARM和以太网技术为核心的煤矿井下监控系统，并对系统进行测试分析，表明了系统稳定可靠且安全性较高。

关键词：

煤矿；供电系统；监控系统；ARM技术；测试应用

0引言

在过去几十年里，煤炭生产成本继续下降，这些收益是技术改良的直接结果，同时也是在很大程度上归根于电气系统技术进步的结果。通过企业开发和应用更强大、更复杂的设备，并通过设计向该设备供电的系统，实现了生产收益。近年来，煤矿井下电气系统的电力需求急剧增加。以前，kVA的电力网络通常被认为是井下应用的大型电力中心，主变电站大约由kVA的变压器供电。如今，高产长壁工作面的电力中心容量超过kVA。随着长壁工作面长度的增加，需要更大的电力保障。目前电气系统的技术限制在2个方面：自动化和电力输送。随着生产率的提高，工人们越来越难跟上机器的步伐，因而为电力监控系统开发了自动化技术。尽管取得了重要进展，但还需要进行更多研究，本文针对煤矿电力监控系统继续开展技术讨论。解决的电力监控问题是：如何在没有严重电压调节问题的情况下提供大量电力，以及如何安全、经济地中断较大的电力波动，特别是在故障条件下的安全监控。本文中讨论的许多创新成果为矿井电力监控系统研究提供了依据。

1矿井电力监控系统应用目标

1.1设计目标

煤矿综合电力监控系统是在充分利用矿井外电力综合自动化技术的基础上，专门对井下供电系统、电力保护装置、调度自动化等一体化进行监测监控的电力自动化平台。该平台可以集高低压开关在地、离地的保护、测量和控制于一体，实现地下变电站无人值守运行、整个矿山电力系统运行状态的监控、运行参数超限报警、矿山调度系统的实施，实现

视频图像监控系统实现互联。

1.2矿井电力供应简介

我国大多数煤矿属于井工开采，煤矿供电系统从上到下依次为地面变电所、井下中央变电所、采区变电所以及移动变电站。供电系统普遍采用的是多级短电缆组成的干线式电网结构。煤矿高压供电等级一般为6~10kV，低压等级有V、V、V、V和V。《煤矿安全规程》要求井下供电网络采用双回路供电方式，两回路互为备用，即一回路电源或线路出现故障以后，通过调整高压开关，可以将另一路正常电源接过来，保证了负荷的持续供电。

2监测系统的设计

2.1系统架构设计

在回顾了过去和现有的煤矿电力供应技术之后，开发并提出了一个简单的监控系统。该系统以监控单元为主，如图1所示。这两个单元都由作为核心微控制器的LPC组成，属于ARM控制器类型。通过以太网收发器相互通信，采矿装置和监控装置中使用的收发器属于同一类型。

图1煤矿电力监控系统架构示意

ARM控制器作为监控系统的核心单位，它采用STM32FRAM32位处理器作为系统的主芯片，配有24位模数转换器和×真彩色液晶显示屏以及相应的软件。该装置以OMAP平台为核心作为保护，较好地利用了TMSCDSP芯片的数字信号处理能力和高ARM芯片的外围集成，组网突出的特点为煤矿配电系统网络保护装置提供了一种新的研究结构。

在电力监控系统中集成CF的光纤激光甲烷传感器。但是光纤传感器在煤矿的推广使用也出现了一些弊端，如显示值暴涨、激光功率变弱等。但是该传感器的加速度最小，为1mm／s2，可用于微地震信号的测量和电力环境中的泄漏测量。

2.2硬件设计

2.2.1ARM微控制器选型

系统选用ARM7TDMI系列的微控制器，具有极低的功耗和价格并提供高性能的技术特点。ARM架构基于精简指令集计算机(RISC)原理，指令集和相关解码机制比微编程复杂指令集计算机(CISC)简单得多。这种简单性带来了高指令吞吐量和实时中断响应。

ARM7TDMI处理器采用了独特的架构策略(THUMB)，这使得它非常适合内存受限的大容量应用，或者代码密度存在问题的应用。ARM面对用户串口如图2所示。

图2ARM面对用户串口示意

笔者使用LPC，具有如下特征：①16／32位ARM7TDMI-S微控制器，采用小型LQFP64封装；②40KB片内静态RAM和KB片内闪存程序存储器；③通过片内引导加载软件进行系统内或应用程序内编程；④两个10位模数转换器总共提供14个模拟输入，每个通道的转换时间低至2．44s；⑤单个10位数模转换器提供可变模拟输出；⑥多个串行接口，包括两个UART(16c)、两个快速I2C总线(Kb／s)、具有缓冲和可变数据长度功能的SPI和SSP；⑦具有可配置优先级和向量地址的向量中断控制器；⑧在一个小型LQFP64封装中，最多可容纳45个5V快速通用输入／输出引脚。

2.2.2元器件设计

电力监控系统不仅需要对电力运行情况进行监控，还需要对周围环境的变化进行感应，以便随时做出针对于电力调节方面的变化，因此，设计了气敏、温湿度传感的元器件。为了检测煤矿井下主要有毒气体甲烷和一氧化碳，使用了MQ-7气体传感器，如图3所示。

传感器由微型AL2O3陶瓷管、二氧化锡敏感层、测量电极和加热器组成，固定在由塑料和不锈钢网制成的外壳中。加热器为敏感部件的工作提供必要的工作条件。封装的MQ-7有6个引脚，其中4个用于获取信号，另外2个用于提供电流。MQ-7传感器与ARM7TDMI的P0

图3MQ-7气体传感器

接口进行连接F。

在所提出的系统中，热敏电阻用作温度传感器，被用来检测非常小的温度变化。温度的变化通过器件电阻的明显变化来反映。这里需要注意的是，NTC热敏电阻在－50~℃时的电阻分别为10、kΩ。这意味着°C的温度变化导致了∶1的电阻变化。该传感器连接到P1至LPC接口。湿度传感器是电阻式的，随着湿度的变化，传感器电阻将发生变化，该传感器连接至LPC。

2.3以太网的适配

以太网是由IEEE.15.4个人区域网标准指

导的一种新的无线技术。它主要为广泛的自动化应用而设计。它目前以00B／s的数据速率工作，占据在MHz频段，在全球发达工业国家可以以20B／s的最大数据速率工作，最高可达2MHz，有效减小了外部信号干扰。

以太网规范是射频Lite和．15．4规范的结合。该规范工作在2MHz无线电频段，与.11b标准、蓝牙、微波和一些其他设备相同。因矿井工作环境恶劣，选用以太网作为通信网络较合适。以太网络可以连接台电力设备[9]。收发模块的范围在井下可达~m，在室外可达1.0~1.5km。收发器具有片内有线天线，工作频率为2MHz。从微控制器接收的数据根据以太网协议标准进行组织，然后进行调制。该规范支持m范围内高达KB／s的数据传输速率。

虽然以太网的技术比．11b(11MB／s)和蓝牙(1MB／s)慢，但功耗明显更低[10]。系统使用一对以太网模块，一个用于传输地下部分的数据，另一个用于接收地面或监控部分的数据，并且设置主站系统，如图4所示。

图4主站系统组成结构示意

每当监控系统授权人员想要知道参数的状态，或者每当参数值增加到阈值以上时，就会通过调制解调器发送消息。该故障通过液晶屏上的显示来指示。该电力监测将有助于技术人员。

2.4软件设计

WinCC是一个基于窗口的软件开发平台，它将强大的现代编辑器与软件多个拓展工具相结合。它集成了开发嵌入式应用程序所需的所有工具，包括C／C＋＋编译器、宏汇编器、链接器／定位器和十六进制文件生成器。WinCC通过提供集成开发环境，帮助加快嵌入式应用的开发过程。其中生成的KEIL可以用来创建源文件；采用易于使用的用户界面设置的选项，完成自动编译、链接和转换，最后在可以访问数据变量过程中和内存硬件上模拟或执行调试。WinCC大大简化了创建和测试嵌入式应用程序的过程。

为了将应用程序下载到闪存中，这个WinCC实用工具平台是必要的。用C语言生成的程序代码经过处理后生成十六进制形式的目标代码。它被称为十六进制文件。为了将这个十六进制代码转储到控制器的闪存中，该工具提供了Keil编译版本。对于旧版本的编程，同样的任务是在名为FlashMagic的软件的帮助下完成的，在程序内部通过RS-总线技术进行数据的传递，主要针对于自检模块、故障模块功能进行加强，如图5所示。

3系统安全性设计

3.1接地故障保护

电力监控系统在离线模式下，当电力负载关闭时，该系统持续监控电机绕组和电机启动器互连电缆的绝缘水平。该装置具有可调范围平衡电平，并具有输出计量驱动器(0~1mA)来驱动远程仪表或与ARM控制器接口。如果检测到低绝缘水平或离线接地故障，该装

图5系统主程序流程示意

置将锁定电机电路。该系统还可以显示以欧姆为单位的绝缘水平，这有助于预测性维护。

高压线路利用电路需要后备接地故障保护的功能，如果中性接地电阻开路时发生接地故障，后备接地故障保护将使电源电路断电，这种保护在低压和中压系统中越来越常见。这种类型的保护是通过潜在的继电保护来实现的。

高压线路也利用电路需要中性接地电阻的过温检测。如果持续故障导致接地电阻发热，该保护的目的是打开输入配电电缆的接地检查先导电路。系统应在接地电阻最大温升的50％范围内或℃下运行，以较小者为准。由于与附近的电力变压器相比，故障接地电阻产生的热量相对较低，因而很难设计出确保这种保护可靠运行的系统。监控系统已经接受了替代方法，如过载电流互感器，只要替代方法不需要控制电源运行，保障了监控系统在电力线路发生故障的条件下也能保持工作性能。

3.2功率因数校正和电压调节

大多数煤矿企业认识到电网功率因数校正的经济效益。通过将平均月电网功率因数保持在1.0附近，可以显著节省电力成本。由于大多数煤矿电网的功率因数校正发生在井外，这当然是放置电容器的方便位置，但它距离井下电机负载较远。因此，通过将电容器定位在尽可能靠近负载的位置来改善电压调节控制系统并没有充分发挥出性能。然而，在大容量长壁开采之前，这种功率因数校正优势并不那么重要。在一些大容量系统中，需要在电机负载附近放置功率因数校正的电容，以提供足够的电压调节并减轻电机启动期间电网电压下降的严重程度。

目前，煤矿企业现在正在以电网电力控制中心为连续采矿区安装电容器组。如果有足够的空间，电容器通常安装在电力中心集中控制平台上。采用这种布置，为每个电容器电路提供接地故障保护。电气切换通常由技术人员执行真空接触器和电流或无功检测用于控制开关点。通常提供足够的时间延迟来防止过度切换。电抗器应与开关电容器串联，电容器应具有工厂接线的保险丝、熔断指示器和泄放电阻器。另一种降低电压降和改善电压调节的方法是使用更高的分配电压。过去，7.2kV是煤矿井下常见的配电电压。然而，在许多情况下，这种电压已经无法满足对于今天的大容量长壁工作面开采。因此，在运用电力监控系统时，应当安装一个单独的13．8kV配电系统，专用于长壁开采系统及其相关的井上电气设备。矿井的其余部分仍由7.2kV配电系统供电。另一种方案可以安装标称电压为14.4kV的配电系统，目的是在不超过15kV绝缘等级的情况下获得最高的配电电压。只有搭载适应的电网电压并进行功率因数校正，才能确保电力监控系统发挥较好的性能。

4电力监控试验测试分析

4.1试验系统组成设计

试验系统构成如图6所示。在10kV开闭所接一面KYN28A-12(Z)高压开关K2，模拟10kV变电所Ⅱ段任一馈出高压开关K2，在该开关柜安装DMP终端1台；再接4台BGP9L(Y)高压防爆开关K3、K4、K5、K6，模拟井下两级变电所的供电线路，每台高压防爆开关内安装1台矿用保护器。五台开关之间一次侧采用高压橡套电缆连接，末端高压防爆开关负荷侧接1根高压橡套电缆。在K2与K3之间设置短路点D1、在K4与K5之间设置短路点D2、在K6负荷侧电缆终端设置短路点D3。

4.2电力监控系统试验运行

点击系统图标进入煤矿电力监控软件，可以选择查看地面或井下配电室监控画面，同时点击井下配电室系统中的变电所界面，查看井下1号变电所监控画面。监控画面中矩形

图6试验系统组成

形状图标代表断路器，上下各配一刀闸表示断路器小车状态，综合显示高爆柜当前的运行情况，红色代表合闸位置，绿色代表分闸位置。系统另一个重要功能是对历史数据的查询，历史数据曲线主要功能是将电流、电压等数据以曲线的方式显示，提供直观的数据显示、对比功能。

历史报警模块对各类报警信息以时间为次序，详细罗列了报警的时间、编号、类型、报警内容及持续时间，方便操作人员查询及处理相关信息。

5.安科瑞电力监控解决方案

5.1概述

针对用户变电站（一般为35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接点无线测温产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监控设备、弧光保护装置等设备组成综合自动化的综合监控系统，实现了变电、配电、用电的安全运行和全面管理。监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所及配电室等。

Acrel-0Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站全方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

5.2应用场所

适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。

5.3系统架构

Acrel-0Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。

5.4系统功能

（1）实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。

（2）电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。

（3）曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。

（4）运行报表：查询各回路或设备指定时间的运行参数。

（5）实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

（6）历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

（7）电能统计报表：系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况。

（8）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

（9）网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。

（10）电能质量监测：可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。

（11）遥控功能：可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

（12）故障录波：可在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。

（13）事故追忆：可自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息。

（14）Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。

（15）APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。

5.5系统硬件配置

6结语

本文针对目前矿井电力系统发生的系列变化，设计了井下电力监测系统。该系统的主要特点：对存在塑壳断路器的替代产品进行了监控设计；改进了接地故障保护；测试模式、障碍和内置测试电路的接地保护有变化；改善电压调节的负载附近功率因数校正；增加可编程控制器在控制、监控和诊断应用中的使用。ARM和以太网技术为核心的煤矿井下监控系统提供低功耗平台，证明了像ARM7这样的控制器的更高级版本可以有更快的执行速度和极低的功耗。通过使用远程操作，该系统可以更实时对电力系统运行情况进行观察，并且在工程现场验证了该系统的安全性、可靠性、稳定性。

摘要：

伴随着我国城市化进程的加快，建筑能耗所占商品能源消费量的比例居高不下，对国民经济发展和人民正常生活的影响日益突出，而国家机关办公建筑和大型公共建筑的高能耗问题，已成为关乎社会经济发展的大问题，我国大型公共建筑节能工作势在必行。本文通过Acrel-web建筑能耗分析系统,对青岛地区某大型公共建筑进行实时能耗分项计量监测，为今后青岛地区大型公共建筑的节能改造提供基础数据和相关依据，也为青岛地区乃至全国建筑能耗分析及建筑行业相关节能标准的制订提供参考。

关键词：

大型公共建筑；建筑节能；分项计量；能耗监测；节能诊断

引言

我国大型公共建筑虽然数量不多.但由于电耗指标高，其在民用建筑总能耗中占比有很大。对全国而言，分布在北京、上海、广州、深圳等主要大城市的大型公共建筑总量约为5亿m,不足全国城镇建,筑总面积的百分之四，但却消耗民用建筑总用电量的百分之三十以上。建设部与财政部联合下发了《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》，提出到"十一五"期末，将国家机关办公建筑和大型公共建筑总能耗下降百分之二十,节约0-万吨标煤。因此做好国家机关办公建筑和大型公共建筑的节能管理工作，对实现建筑节能目标具有重要意义。

本文通过大型公建能耗分项计量实时监测分析系统Acrel-web，对青岛地区某大型公共建筑进行长期实时的能耗分项计量监测，并对测试数据进行处理与分析，发现建筑中存在的用能问题，给大型公建的节能改造提供依据和帮助。

一、大型公建能耗分项计量实时监测分析系统Acrel-web

Acrel-web建筑能耗分析系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立如下层次结构：

图1Acrel-web系统软硬件平台架构

该系统分为数据采集子系统、数据处理子系统、数据分析展示子系统三大核心部分，另外还有信息维护、数据上报、系统监测等几个子系统。

数据采集子系统利用安装在现场的具有数字通信接口的电计量表和超声波冷热量表采集数据，并由数据采集器汇总接收，通过网关由路由器连接到互联网，将数据远程传输回数据中心服务器。数据处理子系统负责校验、解析接收到的原始数据，并根据能耗模型拆分计算得到分类分项数据。

数据分析展示子系统将经过数据处理后的分类分项能耗数据进行分析、汇总和整合，一方面通过静态或者动态的图表方式将能耗数据展示出来，另一方面能够提供针对第三方的数据接入服务和数据发布服务。建筑用户及节能管理部门均可凭密匙在网上查询的数据，得到基本的分析报告，发现建筑的用能问题。

二、建筑用能评价分析指标

统计学中，"指标"或"指数"(index)通常是指一种对比性的量化分析指标.可以运用”指标"或"指数"定量地考察社会经济活动中的各种问题。本文中，提出了一系列用于考察大型公共建筑用能状况的指标，这些指标可以反映大型公共建筑能源消耗方方面面、具体共性的特点，具有可比性。本文主要采用单位服务量能耗指标。所谓单位服务量能耗指标，就是将建筑中各分项能耗除以其承担的某种服务量，如面积，人数等。

对于大型公共建筑，由于青岛地区目前还尚无大型公共建筑能源消耗基本数据，故可采用北京地区各单位服务量能耗指标的限值作为本次测试的参考如表1。

表1北京市各类大型公共建筑单位服务量能耗指标限值(kW-h/(m2-a))

三、建筑基本信息及装表方案

该建筑为青岛市某综合性办公楼，建筑采用框架结构玻璃幕墙，主立面朝南，建筑高度为90m,地上19层，地下2层，标准层层高3.2m,总体建筑面积0m.空调面积0m,车库面积约m,办公人员约人。其中地下二层为设备层和车库，地下一层为厨房和餐厅，地上一层、二层、三层主要为大厅，会议室等。四层到十九层为标准层，主要为办公室。工作人员上下班时间为9：00~17：30,每周工作5天。

该建筑采用集中式冷热源，夏季由2台离心式制冷机组提供冷量，冬季采用壳管式换热器与市热电公司蒸汽进行换热提供热量.利用采暖泵进行热水循环，冬夏季末端均采用风机盘管。楼内共有6部电梯，其中4部客梯，2部消防梯。厨房蒸饭采用蒸汽，设有冷库1处.多台冰柜。楼内有生活热水(包括餐厅热水及浴室用水)。大楼每层在东西两端各设有1台电开水器供给饮用热水。

该办公楼地下二层设10/0.4kV变配电所，2台变压器，17个配电柜。为清晰了解该建筑的配电系统构成,根据现场调研结果和原建筑的配电系统图纸进行了配电系统图的绘制.综合考虑是否具备装表条件.原支路是否已有其他电表.可否进行数据的远传等条件，确定分项计量的装表方案，将日常使用较多,功率较大的用电设备安装电计量表，共计装表36路。

四、建筑用电分项计量监测及数据分析

本文以一年为单位分析该建筑的用电情况，图2为该建筑8年4月~9年3月的各设备用电图，可以看出该建筑制冷季的7、8月份用电量多，处于过渡季的4、5、10、11月份用电量较少。由于青岛地区属海洋性气候，7、8月份气温高，室内冷湿负荷较高，空调系统用电也较多，故整个建筑的用电量也很多；而4、5.10.11月份青岛气候宜人，温湿度适宜，室内空调系统不运行，整个建筑用电量较少。进入12月份后气温降低，室内采暖系统开始运行，电耗也随之上升。

因此下面分别对制冷季，过渡季，供暖季该建筑中不同性质的设备用电进行分项统计，见图3~图5。本文中制冷季为6月22日~9月30日，采暖季为11月15H-次年4月5日，其余为过渡季。

图2建筑各设备分项用电图

图3制冷季不同性质设备用电比例

图4过渡季不同性质设备用电比例

图3为制冷季不同性质设备用电比例。该段时间建筑总用电为58.2万kW-h,空调系统(包括制冷机组.冷冻泵,冷却泵，冷却塔，风机盘管等设备，下文同)用电24.6万kWh,占总建筑用电的百分之四十三。照明插座(主要包括公共应急照明，夜景照明及办公室内照明、插座设备，下文同)用电14.2万kW-h,占总建筑用电的百分之二十四。由于该建筑为综合性办公建筑，主要是办公，故除空调系统用电外照明插座所占比例较大。

图4为过渡季不同性质设备用电比例图。该段时间建筑总用电为38.3万kWh,照明插座用电16.6万kW-h,占总建筑用电的百分之四十四。空调系统用电为0.9万kW-h,占总用电量的百分之二。由于青岛地区10月份初期天气还较热，空调系统可能会根据天气情况在中午（图5）采暖季不同性质设备用电比例。

图5为供暖季不同性质设备用电比例图。该段时间建筑总用电为52.6万kWh,照明插座用电16.6万kW-h,较热时运行一段时间，故在过渡季仍有用电量。占总建筑用电的百分之三十六。空调系统中制冷机组仍有kWh的用电，占总用电量的百分之一。采暖泵及风机盘管用电为7.26万kW-h,占总用电量的百分之十四，制冷机组在供暖季仍有百分之一的电耗，经现场诊断这是由于在冬季为了使润渭油保持一定的温度,冷机停机但不断电，控制柜及润滑油加热器系统耗电造成。而冷机只需在开机前提前24h预热即可，因此在非制冷季冷机可断电。

五、建筑各设备单位面积年用电能耗指标分析

为了综合评价该建筑的用电情况.同时便于同类建筑之间的横向比较，下面运用建筑用电评价指标，分析该建筑各用电设备用电量，结果见表2。

表2该建筑各分项设备单位面积年用电量

通过表2可以看出该办公楼单位面积建筑总用电量47.62kW-h/(ma),文献[3]中的能耗调查结果显示，北京市机关办公楼单位面积电耗在40-kWh/(ma)之间.文献[2]建议北京地区办公楼单位面积建筑总用电量指标限值为75kW-h/(ma)(表1)。可见本办公楼总体能耗不是很高。

由于照明、插座一般混用同一线路，因此对照明、插座进行整体分析。由表2可以看出该建筑照明插座的单位面积用电量为15.24kW-h/(ma),而北京地区的照明和插座设备单位面积用电量之和为37kW-h/(ma)。该建筑照明插座能耗较低的原因可能为该建筑人员密度较小，每间办公室面积为20~30m,办公人员一般为2~4名，插座设备也较少，部分办公室甚至只有照明灯具和风机盘管，且整个建筑的能耗也较低。

电梯单位面积用电量为1.94kWh/(ma)。亦低于北京地区的电梯3.0kW-h/(ma)的单位面积用电量。而电开水器、厨房、给排水等设备用电目前还没有明确的能耗指标，且这些设备的用电量也因建筑的功能不同而有所差异。

本建筑中，空调系统单位面积年用电量为17.26kWh/(ma)，供暖系统单位面积年用电量为4.85kW-h/(ma),则暖通空调单位面积年用电量为22.11kW-h/(ma),低于北京地区的单位面积暖通空调用电指标限值26kW-h/(ma)(表1)。由于青岛地处黄海之滨，受海洋气候的影响十分明显，空气湿润，温度适中，四季分明。年平均气温为12.3，C,日平均气温高于30°C的炎热天气很少出现，所以青岛没有酷暑，冬季虽然风大气温低，持续时间较长。但无严寒；而北京地区为典型的暖温带半湿润性季风气候，夏季炎热多雨.除山区外平原地区各月平均温度都在24°C以上，冬季寒冷漫长，长达5个月，有3个月(12~2月)平均气温低于0°C。故青岛地区的暖通空调单位面积用电量必然低于北京地区。

通过上述的分析可知该建筑能耗指标多低于北京地区的同类建筑，但并不能就说明该建筑的节能工作做得很好，毕竟青岛地区的能耗利用情况不同于北京地区，北京地区的能耗指标在青岛地区并不一定适用。

因此对该建筑的用电系统进行分析诊断，通过对测试数据的详细分析，发现该建筑存在的主要问题有：(1)照明插座，风机盘管、公共应急照明存在夜间不关等人为浪费现象；(2)空调系统"大流量、小温差”现象严重，制冷机组和循环泵选型过大.以致空调系统的能效比较低；造成电能的大量浪费等；(3)电开水器实际供应热水量远大于实际需要量。可见该建筑存在较大的节能潜力。

六、建筑能耗分析系统

1.概述

Acrel-web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。

2.应用场所

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。

七、系统功能

1.系统概况

平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。

2.用能概况

对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。

3.用能统计

对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。

4.复费率统计

复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。

5.同比分析

对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。

6.能源流向图

能源流向图展示单栋建筑指定时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。

7.夜间能耗分析

夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在指定时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。

8.设备管理

设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。

9.用户报告

用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。

八、系统硬件配置

九、结语

本文通过对周期为一年的测试数据的分析与处理。得岀该大型公共建筑目前的用电现状，主要有：该建筑处于制冷季的7.8月份用电量多，过渡季用电量少。制冷季空调系统占该时期总建筑用电的百分之四十三。照明插座占总建筑用电的百分之二十四；过渡季照明插座占该时期总建筑用电的百分之四十四.空调系统占总建筑用电量的百分之二；供暖季照明插座用电占该时期总建筑用电的百分之三十六。采暖泵及风机盘管用电占总用电量的百分之十四。

通过分析该建筑的用电评价指标，虽然该建筑的各分项能耗指标多低于北京地区同类建筑的能耗，但仍存在诸多的用电浪费现象，该建筑仍有较大的节能潜力，应通过加强工作人员的行为节能.调整设备运行管理制度，并对部分用电设备采取相应的技术改进措施等对该建筑进行一定的节能改造，降低其在使用过程中的能耗。

建筑节能是一项长期的工作，是不断完善，不断前进的过程，因此应对建筑用能系统进行长期不间断监测，完善积累测试数据.不断的发现建筑的用能问题，并进行相应的节能改造，以降低建筑物的使用能耗。同时可对青岛地区其他典型公共建筑进行测试。为青岛地区建筑定额用能的制定提供参考。