淺談醫(yī)院電力系統(tǒng)智能能效監(jiān)控平臺的應(yīng)用

時間：2023-10-23作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：125

0引言

隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配電系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。醫(yī)院建設(shè)電力智能監(jiān)控平臺，可對供電系統(tǒng)進行集中管理和調(diào)度、實時控制和數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控供電系統(tǒng)設(shè)備的運行情況，及時掌握和處理供電系統(tǒng)的各種事故、報警事件，特別是在能耗管理方面起到較大作用，將電力監(jiān)控和能源管控結(jié)合，有助于電力系統(tǒng)、經(jīng)濟地運行，提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平。

1電力智能監(jiān)控平臺概述

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配電監(jiān)控系統(tǒng)，具有很強的智能型、性及可擴展性，電力智能監(jiān)控平臺可協(xié)助用戶實現(xiàn)高度連續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)、人性化的設(shè)備維護與管理以及成本的優(yōu)化，具有以下特點：

* 性

平臺可優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量，保證系統(tǒng)的性，為操作員提供快速和的設(shè)備信息。

* 性

模塊化和冗余架構(gòu)確保獲得高的性和快速響應(yīng)時間；動態(tài)交互式人機界面有助于判定事件發(fā)生的順序、原因和影響程度；自定義人機界面，滿足特殊需求和操作。

* 可擴展性

支持不同的通訊規(guī)約，方便不同系統(tǒng)和設(shè)備間的互聯(lián)和集成；將趨勢和報警相結(jié)合，快速識別和隔離故障，減少停機時間；具有可擴展架構(gòu)的特點。

* 優(yōu)化成本

通過數(shù)據(jù)匯總、分析和運用，使電網(wǎng)運行和維護成本優(yōu)化。

2電力智能監(jiān)控平臺架構(gòu)

電力智能監(jiān)控平臺采用分層分布式架構(gòu)，分監(jiān)控管理層、通訊接口層、現(xiàn)場間隔層三層，測控功能不受通訊網(wǎng)絡(luò)的影響，確保系統(tǒng)的性和性。

* 監(jiān)控管理層

由后臺監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成，是系統(tǒng)的控制的主站監(jiān)控服務(wù)器和設(shè)置在各種變電所內(nèi)的子站客戶端構(gòu)成，設(shè)置數(shù)據(jù)庫冗余，保證系統(tǒng)的。

* 通訊接口層

是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的紐帶，完成監(jiān)控管理層和現(xiàn)場間隔層之間的實時信息交換，完成自動化裝置的接入，實現(xiàn)通訊物理介質(zhì)和規(guī)約的轉(zhuǎn)換、接入。通信接口層設(shè)備包括通訊管理機、數(shù)據(jù)交換機、網(wǎng)關(guān)等通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。通訊接口層的網(wǎng)絡(luò)冗余和設(shè)備冗余可以提高通訊網(wǎng)絡(luò)的性。

* 現(xiàn)場間隔層

其智能設(shè)備能夠完成測量、保護、控制、操作監(jiān)控等功能，由微機智能保護裝置、電力監(jiān)控儀表、PLC等智能設(shè)備組成。智能設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，通過通訊網(wǎng)絡(luò)上送裝置測量、保護動作、SOE等信息，接收監(jiān)控管理層的主站操作命令，實現(xiàn)遠程控制。

3電力智能監(jiān)控平臺主要功能

電力智能監(jiān)控平臺可分為數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、圖形管理子系統(tǒng)、報表管理子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的主要功能如下：

* 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

能為各種應(yīng)用功能模塊提供共享的數(shù)據(jù)平臺。提供開放式的數(shù)據(jù)庫接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的定義、創(chuàng)建、錄入、檢索和訪問。提供數(shù)據(jù)斷面的管理機制，實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲、拷貝和再利用。數(shù)據(jù)庫的控制功能可完成對數(shù)據(jù)庫的性控制、完整性控制和數(shù)據(jù)共享時并發(fā)控制。同時，具有故障恢復(fù)功能、保護功能以及網(wǎng)絡(luò)通信功能等?？刹捎蒙逃脭?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù)。

* 組態(tài)管理系統(tǒng)

具有風格統(tǒng)一、友好方便的操作界面。具有組態(tài)編輯、引用、畫面生成、調(diào)用、操作、管理等功能。允許用戶自定義圖元。提供標準的設(shè)備類型及相關(guān)信息的描述，用戶可自定義與項目相關(guān)的特定屬性，創(chuàng)建、添加和編輯設(shè)備類型、標簽和屬性。并可在畫面上完成各種操作，有圖形縮放、應(yīng)用切換、調(diào)度操作、任務(wù)啟動等。畫面顯示具有網(wǎng)絡(luò)著色功能。具有全圖形顯示、可漫游變焦、自動分層、隨意移動、多窗口技術(shù)、快速直接鼠標控制和多屏幕等技術(shù)特點。

* 報表生成系統(tǒng)

操作員可在 CRT 上以交互式定義報表格或報表數(shù)據(jù)等。可任意形式的數(shù)據(jù)表格，并生成相應(yīng)的圖標，包括餅狀圖、柱狀圖、折線圖等。表格可顯示實時及歷史數(shù)據(jù)內(nèi)容。表格內(nèi)各數(shù)據(jù)具有計算功能，用戶可在表格內(nèi)自動加以計算。報表操作可離線進行，不影響系統(tǒng)運行。報表打印分成正常和異常打印，啟動方式為定時啟動、事件啟動和召喚啟動。

* 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

基于標準傳輸層協(xié)議（TCP/IP），實現(xiàn)網(wǎng)上工作站之間實時信息傳輸及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息共享。所有工作站之間的信息交換、功能實現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下均能實現(xiàn)鏡像信息，任一工作站的實時新或操作定義，其他各站實時同步變化，任一工作站的實時畫面可實時在任一監(jiān)視器上顯示；任一工作站故障或退出不丟失信息也不影響系統(tǒng)功能。可支持雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并通過網(wǎng)橋和管理網(wǎng)進行信息交換，實現(xiàn)信息共享。

* 管理系統(tǒng)

平臺設(shè)置了豐富的權(quán)限管理功能，對不同用戶的系統(tǒng)訪問進行控制，確保信息，具體功能如下：

分系統(tǒng)、分區(qū)域、分功能進行配置授權(quán)，對不同的用戶開放不同權(quán)限，對每個子系統(tǒng)、每個樓棟區(qū)域、每個功能項的訪問都能進行授權(quán)訪問。

操作權(quán)限分為管理員、監(jiān)控、監(jiān)視三個等級，以區(qū)分不同的操作權(quán)限。管理員級擁有監(jiān)控系統(tǒng)所有操作權(quán)限，可進行系統(tǒng)配置、權(quán)限分配管理等；監(jiān)控級可以進行遙控、告警確認、數(shù)據(jù)備份等操作；監(jiān)視級只能瀏覽信息。

管理員權(quán)限至少可分為兩類：管理員對全網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)具有所有操作權(quán)限；分片區(qū)管理權(quán)限只對所轄區(qū)域的監(jiān)控系統(tǒng)具有操作權(quán)限。

可對用戶、口令、備注信息、組織架構(gòu)信息進行管理，采用多級密碼口令登錄。以用戶組的形式對組織架構(gòu)進行管理，每個用戶組可以設(shè)定成員的權(quán)限和角色。

提供靈活的時間表功能，可設(shè)置時間表設(shè)定用戶的有效訪問時段，僅在有效訪問時段中允許用戶訪問。

4電力智能監(jiān)控平臺在能耗管理中的應(yīng)用

電力智能監(jiān)控平臺能夠?qū)崟r監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行參數(shù)，不斷地傳送到監(jiān)控，提供能耗管理所需的信息和基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

* 數(shù)據(jù)采集和分析

對整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進行持續(xù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測分析，對安裝在配電網(wǎng)絡(luò)中任何地點的電氣信號進行分析以識別任何電能質(zhì)量擾動數(shù)據(jù)，進而分析其對系統(tǒng)和相應(yīng)安裝地點設(shè)備產(chǎn)生的危害，包括且不限于：

波形捕捉?，F(xiàn)場電能質(zhì)量檢測裝置同步對所有的電壓電流信號進行波形捕捉，捕捉到的波形存儲在裝置內(nèi)存中，并間隔地上送到工作站中用于顯示和分析。波形捕捉功能能夠由內(nèi)部條件觸發(fā)（用戶自定義報警條件）或者外部條件觸發(fā)（外部信號或由用戶下發(fā)控制命令）。此特性能夠提供系統(tǒng)電壓驟降、驟升以及其他電壓擾動情況，包括擾動方向的判定。

諧波分析。系統(tǒng)提供完善的諧波分析功能，同時提供圖表顯示。可對電氣信號進行分析，尤其是故障錄波數(shù)據(jù)；可對事故造成的跳閘進行分析，并找出故障原因，解決問題，縮短停電時間。

* 分類統(tǒng)計

電力智能監(jiān)控平臺能夠記錄各項電能消耗，并統(tǒng)計能源消耗情況，通過餅圖、柱狀圖等方式呈現(xiàn)。用戶可以將能耗分攤到各個部門、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、成本等，或者按負荷類型進行分類（如照明、空調(diào)、生產(chǎn)等），并可按照不同的分類自動生成報表，幫助用戶建立有效的用能管理考核制度，為配電系統(tǒng)內(nèi)部各用電單位的電能分配管理提供參考依據(jù)。

* 及時發(fā)現(xiàn)存在問題

通過對電力參數(shù)的實時分析，可及時發(fā)現(xiàn)電能消耗異?，F(xiàn)象或發(fā)現(xiàn)潛在故障，從而使相關(guān)人員及時采取有效措施進行干預(yù)，避免嚴重故障的發(fā)生，從而減少設(shè)備維護費用，延長設(shè)備使用壽命，避免設(shè)備老化問題。

* 合理利用設(shè)備

通過平臺可設(shè)置與電力公司相匹配的賬單結(jié)構(gòu)，預(yù)設(shè)峰、谷、平分時結(jié)構(gòu)定義，統(tǒng)計能源數(shù)據(jù)，設(shè)置相應(yīng)費率，計算賬單，并通過賬單分析合理調(diào)整設(shè)備運行的方式和周期，優(yōu)化配電系統(tǒng)運行模式，對定時用電設(shè)備進行集中控制，使用戶合理有效地利用設(shè)備，節(jié)省能源費用消耗。

* 集中式管理

電力智能監(jiān)控平臺實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的遠程智能化集中管理，可以提高運行管理效率，降低運營成本，減少運行維護人員工作量，并提高供電性，縮短停電時間，降低運行成本，減少火災(zāi)、人員傷亡等嚴重事故的發(fā)生。




5.AcrelEMS-MED能源管理平臺

5.1平臺概述

AcrelEMS-MED能源管理平臺充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》《醫(yī)院建筑評價標準》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù)，監(jiān)測以電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式改革結(jié)合。能夠輔助醫(yī)院后勤管理人員進行能源供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)備的運行管理工作，幫助醫(yī)院管理層實時掌握醫(yī)院的能耗情況，為能源信息化建設(shè)和節(jié)能管理提供了良好的技術(shù)平臺。

5.2平臺組成

安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維”一體化的能源管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)分析、異常預(yù)警、運維派單、系統(tǒng)架構(gòu)和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，幫助醫(yī)院后勤管理部門了解醫(yī)院能源運行情況，關(guān)注消防和電氣，及時預(yù)警異常情況，提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所運維云平臺，配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能耗管理系統(tǒng)，智能照明控制系統(tǒng)，智慧消防平臺，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，*門監(jiān)控系統(tǒng)，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)，電能質(zhì)量治理解決方案，醫(yī)療隔離電源解決方案，

5.3平臺拓撲圖

5.4平臺子系統(tǒng)

（1）醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案

電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設(shè)備和遠方控制及其他設(shè)備通信，實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快除故障，提高醫(yī)院供電性。

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況。同時對醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。

 

（2）醫(yī)院變電所運維云平臺解決方案

AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力傳感器、無線通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地，再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所回路電氣參數(shù)和變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務(wù)到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán)，提高運維效率，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。

（3）醫(yī)院配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控，可對燈光、風機、機、空調(diào)控制等設(shè)備進行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，優(yōu)化動力環(huán)境，避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障，保證維護人員，延長設(shè)備使用壽命，實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

7結(jié)語

通過對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的歸檔、統(tǒng)計、報表、分析，能夠大大提高配電系統(tǒng)的管理水平，節(jié)約電力系統(tǒng)運行成本，實現(xiàn)、、、的供配電系統(tǒng)，提高供電性和供配電系統(tǒng)的自動化水平。

參考文獻：

[1] 王嵐.醫(yī)院電力系統(tǒng)智能監(jiān)控平臺的應(yīng)用

 

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)選型手冊2021.10版





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