能源管理系统设计方案篇1

未来武钢本部还将面临一个问题，那就是与其他地区的分厂信息协同的问题。

今年2月的一天，武汉钢铁集团（下称武钢）的龚师傅接到通知，他所属的炼钢厂未来每吨炼钢的用水量将被减少20%，且如果超过规定限度将被追究责任。这让在武钢工作了近30年的老龚大为不解。事实上，一项旨在监控、优化能源管理的工程，一年前就在武钢播下了种子。

这是一场涉及武钢制造、设备、能动等部门的能源革新。一个全新的能源管理系统将从能源数据的采集、监控和管理3个层面对武钢的能源利用进行跟踪与优化，从而提升武钢自身的效益水平。武钢工程管理部指挥长张汉欣表示：“我们的一个目标就是把能耗降低1%~2%，未来这个比例可能会更高。”

与宝钢、首钢两家新建的钢铁厂相比，武钢原有的老设备成了推进能源管理系统的一大难点。一年来，武钢如何推进它的能源管理系统，又是如何面对现实中的问题？未来它还将面临怎样的难题？

二月革新

一直以来，钢铁行业的耗能不可小觑。据了解，国内钢铁企业的生产总成本中，能耗费用竟占了总成本的20%~35%。为此，工业和信息化部曾在2009年7月份专门了《关于印发钢铁企业能源管理中心建设实施方案的通知》，鼓励钢铁企业建立能源管理系统（EMS），力求实现节能减排的突破。

国际金融危机是国内钢铁企业进行能源管理系统的一个契机。面对钢铁行业的整体亏损，钢企纷纷寻找降低成本的方法。

以“信息化对抗危机”成为2009年钢铁行业信息化、自动化国际研讨会上与会者探讨的主题。工业和信息化部、钢铁协会、各大钢企都将如何通过提升信息化水平，促进信息化与企业生产经营管理进一步融合，看成是降低成本、提高效率的手段。能源管理系统的建立也被看成是钢铁企业节能减排的新突破口。

而张汉欣则对能源管理系统降低能耗做了一个形象的比喻，用它就相当于把抹布里的水拧干，使资源物尽

其用。

十多年前，武钢曾进行过一次能源管理系统的建设，但以失败告终。“当时，武钢在能源平衡、能源计划以外，把能源所产生的能耗数据都提出来了，但主要是数据需求量跟不上；另外，也没有人用。”张汉欣总结道。由于设备不断更新，而新的数据不能得到及时的更新，于是这一系统逐渐被遗弃。

在节能的倒逼以及十年前的教训下，武钢开始了长达两年关于能源管理系统的可行性调研、论证。他们曾走访了山东济南钢厂、湖南湘潭钢厂等企业。

去年2月17日，成为武钢能源管理中的一个重要日子。当天，工程管理部召开能源管理系统项目开工会。包括工管理部、制造部、能源动力总厂、设备部、财务部等部门的负责人。由此，这个预计投入1.3亿、建设周期为两年的项目正式启动。按照工业和信息化部的要求，该项目要在两年内完成，届时会做检查，而武钢也力图及早完成。

如履薄冰

随后几个月，项目部开始现场走访、方案设计、设备招标、采购，一切都在逐步推进，前行中似乎顺风顺水。

但在去年7月份具体的实施当中，却出现了问题。

由于能源管理系统的参与者涉及到制造部、能源动力总厂、设备部、氧气厂、炼铁厂、炼钢厂等众多部门。同时，数据采集又包括：电力系统（电压、电流、频率、发电机的负荷、开关状态、电压器的温度报警、故障信号）；气体管理（冷轧厂、煤气厂、管网流量、压力、热值、一氧化碳的含量、相关调节阀）；热力系统（蒸汽、热值、压力等）。在众多部门以及提取指标间，又夹杂着不同年代的设备，这让现实情况错综复杂，难度大大超出了设计者和管理者的预计。

对此，作为能源管理系统设计者之一的吕文学深有体会。

吕文学是武钢工程技术集团的负责人之一，他介绍说，武钢早期建设时选的有些设备厂商时间久，技术也比较早，所以现在利用PRC系统进行数据采集，可能就要涉及到对原有设备某些程序的修改，但由于设备运行时间长，就需要原有的设计厂商、单位来配合，不过目前有些厂家已经不存在了，这样技术问题就需要他们自己去摸索、解决。

这恰恰产生了另一个问题。按照最初的设计方案，这些早期的设备不一定能装载他们设计的通讯卡。而新建厂的设备由于自动化程度比较高，可能不存在这种问题。同时，对设备系统的修改，有些必须等设备年检或者定期维护的时候停下来，才可以进行，这样也会耽误很多时间。

吕文学颇为感慨，“以前设计的方案没有那么细致，但现场情况比较复杂，所以为了把现场的各种情况弄清楚，那段时间工作量相当大。”

事实上，比老设备带来的阻力更大的还有管理机制的改革。新的能源管理系统必须有机制、工艺流程上的相应改善。而这最终会涉及到一些机构、组织架构的变革，所以在推广和实施中，各个厂都在犹豫。

在张汉欣看来，与10年前相比，人们对于信息化的认识已经有了很大改变，至少管理层已经接受。不过，管理层接受，并不代表所有的人都能接受，尤其是一线人员。比如，在一个水站有3个人，三班倒，他们的工作很简单，就是看看阀门，但是岗位很重要。如果有了能源管理系统，无人值守，这3个人可能就得下岗。同时，系统的监控功能，也将使像调度司机这样的一线人员失去某些权力。

以前，其他人拿两条烟就能让调度司机随意调动车辆，而管理者却不知情。为此，武钢的纪委书记曾大伤脑筋，专门找到张汉欣，让他想想办法。如今，车上装了定位仪，便在系统上有了显示，随时都能清楚监控。如果在工作时间，车辆两三个小时停着不动，就要追查原因。同时，有些指令完全是系统来操作，也杜绝了很大的人为因素。

虽然麻烦和误解不断，武钢能源管理系统的设计者和管理者正在试图慢慢消除。

看不见的手

“上了能源管理系统，到底能给武钢带来多少效益？”总有人用这句话质疑张汉欣。

虽然1979年就进入武钢，从事信息化工作的张汉欣也只能给出三个字：“不好说。”他解释说，因为信息化这么大一个平台，不去用就是白搭。而用了信息化，就得把多余的人员减掉，公w司却不让。这就是系统能够解决的问题。

据张汉欣预计，能源管理系统应用后能耗将降低1%~2%。这也是他们的一个目标。同时，在武钢的能源调度室，能够清楚地看见现场设备能源的实际消耗情况，解决了看的问题。通过能源管理系统，人们能够看到400多张可以相互转换的实际图像和数值。

此外，由于武钢前期有一个大的ERP系统，包括销售、材料设计，技术、工艺标准。而能源管理系统是这个大系统之内的一个子系统，这跟整个ERP系统集成，保证了能源数据采集直接连接到公司主管网，从而保证了数据安全。

而数据的便捷、准确成了提升管理的基础。比如，用电有电表，控制阀门的地方有量计、温度计、压力计等，这些数据都可以通过PRC系统采集。正因为如此，对于电的监控将变成毫秒级。届时，管理者需要哪个时段的数据，都可以看，也可以精确到毫秒。

有了精确的数据，对于能源的管理才能做到精细化。因为能源必须根据生产来设计。比如，生产技术部门做出一个生产计划，其中包括铁、钢、焦炭的数量。而能源管理部也能根据这些数量算出所需要的煤气、电、水等能源，从而实现生产中的能源平衡。

但在这个过程中，收集的数据也是随时变化调整的。比如，轧1吨钢原来凭经验需要消耗1吨水，但通过数据积累分析，确定不需要1吨水，只用0.8吨，那生产部门用水量的指标就要减少0.2吨，如果超过这个指标，则说明生产当中漏水了，或者轧钢时间延长了。如果消耗的水在限定的范围以内，说明消耗降低了，可以再分析是不是0.8吨水，或许还有节约的空间。

通过数据搜集分析，进行能源优化调整，是能源管理系统最关键的功能。目前，武钢正在做这件事情。就在记者采访的前一天，武钢设计部和管理部就曾对资源计划和协调进行过讨论。

电力协调是武钢必须考虑的一件事。因为武汉的夏天，经常闹电荒，整个武汉市都会出现电力紧张，所以市供电局要求武钢进行电力限峰。

这无疑给武钢的管理者们又出了一道难题。该限哪个厂的电？既要保证生产，又要保证产量和质量，同时又要把峰值限定在供电部门要求的水平，否则便会出现拉闸限电，那样就得不偿失了。

过去，作为能源系统管理者，张汉欣凭经验去调控。印象中某个轧板厂不太重要，就停它的电，但有可能这个轧板厂正在生产重要的钢板，一旦停下来损失就比较大。

在吕文学看来，如何调动电力、平衡峰值成为管理层考核他们系统设计部门的一个重要指标。“准确监测用电的负荷，并进行适当的调解，是我们最关心的数据和功能。”他说。

另外，除了电就是热力系统，像煤气的生产和供应，如果利用不了便得放散，就太浪费了。如今，能够直接在大屏幕上看到煤气放散量有多少，同时又知道其他地方恰好需要，这样通过总调度室的管理人员操作，就能及时做到平衡调度。

推波助澜

如今，武钢的能源管理系统仅仅迈出万里长征的第一步。

截至去年12月31日，武钢能源信息系统已经搭建好了两个平台，一是数据采集网络平台（去年11月前完成）；另一个是信息监控平台（去年11月中旬完成）。

据吕文学介绍，今年武钢的任务就是把现场采集的数据实时地展示出来，到2012年底，实现能源管理系统的全面应用。

在进行项目实施前，武钢曾派人参观过国内一些能源管理系统做得好的企业，从中总结经验和得失。与宝钢相比，武钢承认有一定的差距。

吕文学表示，我们现在做的是一期，包括自动化建设情况，集热条件还没有全部到位，而宝钢从2000年开始就在陆续完善。我们在仪器仪表改造这一期还没有做，主要差距就在这里。

随着武钢能源管理系统的逐步完善，他们将会根据生产和能源建设供应情况，做一些动态的调度指导。目前，武钢能源管理系统的项目部，已经基本完成了相关数据的搜集，依靠管理人员的经验，根据数据来调度能源分配。未来可能通过系统分析做一些智能化的预测和调度。

这会有很大的困难。因为要做到动态调度和预测，无人值守、现场数据需求量的增加，对于设计部门而言，还要补充采集一些现场的数据，这些工作就需要相关部门同步去做。与此同时，就是让生产部门的资深调度管理人员与计算机运算结合起来，增加知识库，使能源管理系统更加实用。

据吕文学预计，今年10月份武钢的能源管理系统会成型。不过，他认为能够让系统实现全面调度，并不是短时间就能抢出来的事情，因为它不是简单的模型设计。同时，还需要和武钢生产部门的实际情况进行磨合、试验，这样才能逐步的验证和完善。

能源管理系统设计方案篇2

【关键词】地铁能源管理，系统设计

中图分类号： N945.23文献标识码： A 文章编号：

一．前言

地铁是高技术、高造价、高运营成本的地下交通。目前在世界范围内，除香港地铁之外，地铁都是一个高亏损、高补贴的行业。以某地铁1号线为例，该地铁线路自投入运行以来，仅电费一项就占运营直接成本的20%。为了降低运营成本，某地铁运营公司从各个方面和环节采取节能措施，但由于没有能耗数据的支撑和全面系统化的能源管理手段，深入节能挖潜工作遇到了瓶颈。为此，建立地铁能源管理系统已经是刻不容缓、势在必行的迫切需要。

二．地铁能源管理系统构成

1.系统总体构成

地铁能源管理系统一般由能源管理中心、远程传输网络、现场子系统组成。

2．现场子系统

地铁车站的现场子系统一般采用Lonworks双绞线传输方式;沿线附属建筑的现场子系统可采用Lonworks双绞线传输与电力线载波传输相结合的方式，现场子网由网络控制器、多功能电力监控终端、三相/单相电能表、采集终端、智能水表、智能气表、可编程智能网关、通用监控终端等组成。

三．系统功能

（一）自动化监控

1.变电所

(1) 0.4 kV进出线监控：通过电力监控终端监控低压总进线、母联及低压出线回路的三相电流、三相电压、功率因数、有功功率、无功功率、频率等参数，监测各开关状态和故障，控制断路器或交流接触器分合闸。

(2)变压器监控：通过变压器温控仪智能接口采集数据，监测变压器的温度和散热风机状态，必要时能对变压器散热风机实施远程遥控，监视变压器高温报警。

(3)电容补偿器监控：通过电容补偿控制器智能接口采集数据，监控电容柜中电容器组的投入、切除。

(4)蓄电池监测：监测蓄电池电压、电流、电池余量等参数，监视蓄电池工作状态和故障报警。

(5)变电所环境监测：通过烟感、温感和红外探测器等对变电所的环境进行监测;通过通用监控终端对变电所内至少一路照明回路实施监控;通过监控终端对变电所内通风风机实施监控;在监控中心通过控制安装在变电所内的摄像机，对变电所内的现场状况、开关位置、面板表读数进行监视。当有异常情况时和相应摄像点联动，进行录像。

2.用电设备

(1)电力参数监测：实时监测设备的电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率、频率等电力参数，发现异常则予以报警，提示管理人员及时处理。

(2)运行状态监测：实时监测设备的工作状态(启动，停机，工频/变频)，便于管理人员了解设备的实时运行状态。

(3)定时控制：根据地铁的运行管理模式，对设备分合闸定时控制，避免在非工作时间设备仍在开启状态，造成能源的浪费。

(4)远程分合闸控制：允许管理人员对设备分合闸远程控制，同时系统自动记录操作人和操作行为。

（二）用能计量

地铁车站涉及的能源种类主要是电能和水能。各个车站变电所低压总进线的电量之和即为车站总用电(扣除变压器损耗);各个变压器的低压出线按照明插座、空调、动力和特殊用电负荷进行分项计量。车站各路进水管之和即为车站的总用水量。

地铁沿线附属建筑涉及的能源种类是电、水、燃气等。通过相应的计量装置实现分类、分项、分户计量。

（三）用能诊断

以实时监测的有功功率、电量、功率因数等数据为依据，进行用能质量诊断，并且有针对性地优化配电系统。此外，在各个用能点和分支管路上安装计量表，并与总用能值比对，建立用能平衡监测系统，从而尽早发现跑、冒、滴、漏等异常状况，还可以了解电能的线损，及时发现偷电行为或漏水、漏油、漏气现象，避免能源的损失和无谓的浪费。

（四）能源质量监测

以电能质量监测为例，通过实时监测每个回路的电压、功率因数、频率、谐波等电力参数，发现能源质量异常，则予以报警，提示管理人员及时处理，从而确保提供给设备高质量的能源，提高设备使用寿命，降低设备成本。

（五）节能控制

1.空调与通风系统

以空调系统的夏季工况为例，由于地铁车站人流量在每天不同时段有很大的变化，所以，空调和通风系统应该跟据实时客流量、车站环境、室内外温度等参数，调节空调系统设备的运行状态(启/停、工频/变频运行)，避免“大流量小温差”或“定流量”的浪费能源现象，而且系统设备不是一直以全功率、满负荷的方式运行，也从一定程度上提高了设备的使用寿命。相应的节能控制环节是:①制冷机节能控制;②冷冻泵/冷却泵节能控制;③冷却塔节能控制;④空调机/新风机节能控制;⑤空调未端节能控制;⑥TVF风机节能控制;⑦根据温度、湿度和CO2检测器提供的参数，自动开启/关闭通风系统，从而在保证地铁站具有较高空气质量的前提下，减少站内冷空气的损失。

2.照明系统

通常，地铁车站的照明是在其运营时间(如6:00一23:00)段内开启的，在高峰段外的期间，可以根据人流量情况，进行分组控制，开启部分灯具。照明灯具的开/关状态及电力参数(电压、电流、有功功率等)也都要实时地传送到监管中心，以便于值班人员对照明系统进行监控。具体节能控制内容有:①照明分组/分区节能控制;②照明定时节能控制;③照明线性调光节能控制;④照明分级调光节能控制。

3.给排水系统

地铁车站给排水系统的主要任务是满足地下铁道消防及生产、生活用水的需求。对于给排水系统，要实时监测水池、水箱的水位和各类水泵的工作状态，通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行状态，实现高效率，低能耗的最优化控制。其节能控制内容有:①水泵节能控制;②水箱节能控制;③水管网节能控制。

4.电梯

地铁车站通常为2层建筑(站厅层、站台层)，有的车站还设有商业层，通常乘客需要乘坐扶梯或升降电梯到达自己的目的层，所以，大量电梯每天都在运营时间内满负荷运行，其节能控制内容如下:①自动测量所载乘客重量;②自动调节电梯的电机出力与所载重量相匹配。

5.供配电系统

(1)电力负荷节能控制：①电力负荷的实时监测、计算、预测、管理;②电力负荷控制。

(2)供电电压的节能控制：确保供电电压在设计定额范围以内。

(3)低压电网功率因数节能控制：①能够实时监测地铁车站配电低压电网功率因数、变压器三相平衡度、补偿电容器投切状态;②功率因数自动补偿、降低线损。

(4)低压电网谐波监测与节能控制：。①谐波源(谐波电流和谐波电压)监测;②谐波抑制、吸收。

6.办公设备

地铁车站工作人员的办公设备节能控制内容包括:①电开水炉节能控制;②复印机节能控制;③桌面办公设备节能控制。

（六）系统软件

1.数据统计和分析：①按照能耗统计报表要求，对采集到的数据进行统计计算;②按照日、月、年和时段计算分类、分项和分户能耗数据以及能耗均值。

2.数据查询和显示：①用棒直图显示按日、月、年和时段的电度、用水量累积值;②用趋势曲线显示电压、电流等模拟量的变化情况;③用饼图显示分类、分项能耗的比例。

3.报表和打印：根据用户管理需求生成各类报表并可自动打印存档。报表种类包括:①分类、分项、分户能耗的日报表、月报表、年报表;②分类、分项、分户能耗的同比和环比报表;③分类、分项、分户能耗的排序报表;④按能耗指标计算的排序报表;⑤报警记录报表;⑥运行事件报表;⑦其他用户自定义报表。

4.报警功能：为了在第一时间发现各类故障并在最短时间内抢修好，本系统将所有故障报警设置为带时标、自动上传、自动存储，为系统操作人员提供可追溯功能，以便于结合存储的历史数据分析报警产生的原因。①故障报警(事件报警):包括设备故障报警(设备异常跳闸、其他故障报警等);设备操作记录(操作人员换班登录、操作记录等)。②超限报警:包括功率超限、电压异常等。

5.网络管理：网络管理功能对所有监测中的仪表进行报警管理，一旦仪表出现异常情况，在网络管理画面都可以立刻显示出，并且可以手动对报警信息进行处理。

四．实施项目

在某地铁1号线采用该系统，对全线16个地铁车站、2个主所、地铁大厦和车辆段的用能分类、分项、分户监测，共配置了1024块多功能电力监控终端、60块智能水表、30台网络控制器和35台智能网关，能源管理中心设置在地铁大厦5楼的OCC内。

目前，地铁能源管理系统已经积累了一些能耗数据，经用能诊断、节能潜力分析等，发现了诸如变压器负荷率低、供电线路功率因数低、管理不到位(部分大功率设备和照明回路在非工作时间未关闭)、空调系统定流量方式运行(冷冻水泵、冷却水泵满负荷运行)等不节能情况。后续，我们将对这些情况加以调研和考证，提出相应的节能改造解决方案，提高能源利用效率，降低运营成本。

五．结束语

地铁能源管理系统的设计对于地铁工程建设具有十分重要的作用，也是地铁工程设计的组成部分，做好能源管理系统的设计，有助于保障地铁的正常运行，实现节能减排、降低运营成本、提高地铁能源自动化管理水平。

参考文献：

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[5]陈珂; 王维瑞; 白维生; 范媛媛 基于GIS的农村可再生能源管理系统设计研究——以北京市为例安徽农业科学2011-10-20期刊

能源管理系统设计方案篇3

[关键词] 智能建筑楼宇自控方案 结构能源管理系统

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：

前言

楼宇自动控制系统，是传统建筑介乎与自动化控制技术和计算机网络技术的完美结合，其使得建筑具备的智能化的特点。楼宇自动控制系统的应用，为人们的生活和工作带来了极大的便利，同时也能够有效的节约能力、节省人力，为了保证设备的安全运行，对其自动控制方案进行科学的设计是十分重要和必要的。

1、楼宇自控系统方案的设计目的

在楼宇自控系统中，应当包括冷热源系统、空调通风系统、给排水系统、变配电系统以及电梯监视系统。对于智能建筑的楼宇自控系统设计的目的，主要有：

1）要保证为室内的人员提供一个舒适、安全的环境；

2）要提供最佳的能源供给方式，以此来达到节能降耗的目的；

3）要实现设备管理的现代化和自动化，建筑物内部的很多设备在进行参数的设置时，都要以楼宇设备自动化系统为依据。根据该设计目的，以某酒店的楼宇自控方案设计为例，应当从以下几个方面来考虑：

1）为了满足使用者的舒适性要求，要根据室外室内的温度进行科学的调控，以此来达到一个科学的控制方案，使其中的人们在身体上的舒适感得到满足；

2）从节能降耗的角度出发，根据酒店不同区域的使用功能进行划分，不同的区域给予不同的空调以及通风系统的设计与管理，这样便能够实现使用该系统的区域内达到空调效果，而没有使用该系统的区域则不开通空调，则能够降低空调的运行成本，达到节能降耗的目的。另外，对于不同区域的系统运行状况要做好详细的记录和使用效果的分析，实现建筑物的统一管理。通过管理部门的机电设备对系统进行全面的管理，这样则能够保证所有的设备处于统一的管理状态下。

3） 从现代化的角度来考虑，楼宇自动化系统的一个重要作用，就是其通过对众多设备的运行参数的采集与整理，比如水、电等，通过这些数据对设备的运行情况进行分析，对其维修的时间、能源的耗费情况以及运行运用等数据的计算提供依据，这些数据需要通过自动化系统的来实现，减轻人员工作负担。

2、楼宇自控系统的网络结构

楼宇自动化系统中使用的通常为集散型控制方式，也就是现场区域控制，计算机局域网通讯，最后进行集中监视、管理的系统控制方式。在这种控制方式下，每一个子系统都能够保证其独立性，并且在保持独立性的同时归属于中央工作站的集中管理，以此来实现系统结构的完整性和可靠性。在楼宇自动化系统网络结构中，应当包括三级内容：第一级是中央工作站，也就是系统的控制中心，中央工作站一般处在系统的控制中心机房内。中央工作站的设备主要由主机、显示器以及打印机组成，也是整个楼宇自控系统的核心部分，整个建筑物中受到监控的机电设备都能够在这里得到集中的管理，中央工作站直接与以太网相连。第二级是直接数字控制器，第三级是采集现场信号的传感器和执行机构，第二级和第三级的设备一般是根据被控设备的位置就近设置(如图所示)。管理层网络运行支持TCP/IP 协议，中央工作站可以通过网络将信息传输到任何一个需要的地方。现场控制网络一般采用的是BACnet 协通信协议，其也可以独立于网络而完成控制任务。本文中的酒店楼宇自控系统的设计方案，既能够作为一个包括变配电系统以及电梯系统的独立控制系统，同时也能够作为一个开放式的接口被智能化系统集成，与其他的子系统形成联动功能。

在该自控系统网络结构设计中，采用的是先进的视窗图形用于界面，能够实现对各个设备的运行状态的实时监控，并且将采集到的信号以及模拟量在图形中的位置进行准确的定位。同时，通过多任务、多用户的操作方式，使得操作员能够通过电脑显示器实现对各个视窗信息的同步观察，并且在不同的视窗之间进行切换，通过对历史数据的收集与分析，自动生成需要的图表。

3、能源管理系统的应用

准确利用能源管理软件，建立能源管理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成，安装干各种基本的空调设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线，为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据，提高管理人员的节能意识。

4、结语

楼宇自控系统的运用，使得建筑内部的设备管理实现统一层面的操作，为机电设备的维护与管理提供了更为方便的环境，同时也减少了人员与资本的投入。与此同时，智能建筑所坚持的节能降耗的原则，为现代人们的居住与工作创造了更为舒适和安全的环境。

参考文献：

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能源管理系统设计方案篇4

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9.浅谈安防探测器特点与应用刘轶，LiuYi

10."中旅城二期"智能家居系统设计方案智能建筑电气技术 林能影，LinNengying

11.高档住宅智能化系统设计王晖，WangHui

12.某大型住宅小区的智能化设计方案张诗模，岳远波，刘文捷，ZhangShimo，YueYuanbo，LiuWenjie

13.厦门空港新元宿小区公共区域智能环境设施林川峰，LinChuanfeng

14.ABBi-bus(R)KNX智能建筑控制系统智能家居汪大涛，DataoWang

15.大型智能住宅区网络媒体矩阵应用曾光，陈礼渊，ZengGuang，ChenLiyuan

16.智能小区中的手机短信远程控制技术及应用鲁时雨，叶涛，三宅滋，LuShiyu，YeTao，MiyakeShigeru

17.烟台国际博览中心供配电及照明设计容浩，裴雷，RongHao，PeiLei

18.浅析建筑照明与节能陈子军，陈永和，ChenZijun，ChenYonghe

19.浅谈国家体育馆智能化系统设计和建设(4)魏新华，黄春，WeiXinhua，HuangChun

20.智能型光电感烟火灾探测器的设计单夫来，ShanFulaiHttP://

21.EMIT·FULL-2WAY式远程控制系统的特点和应用实例高桥贤，KenTAKAHASHI

22.用于有线通信系统的附加型多路复用模块松本正，TadashiMATSUMOTO

23.iopeNet及其目的山本和幸，福永雅一，黄吉文，天野昌幸，KazuyukiYAMAMOTO，MasaichiFUKUNAGA，JiwenHUANG，MasayukiAMANO

24.基于CAN总线的电能计量与管理系统包西勇，张桂青，BaoXiyong，ZhangGuiqing

25.多回路电力计与节能活动西川诚，MakotoNISHIKAWA

26.简析室形指数与LPD之间的关系陈永和，陈子军，ChenYonghe，ChenZijun

27.直线加速器机房的电气设计王芸，李敏，张光华

28.高校学生公寓电气设计的探索与实践张灼标，ZhangZhuobiao

29.《低压配电设计规范》GB50054-95第四章第二节之数据探讨王兴礼，WangXingli

30.监控继电器-驱动器的保护天使林蕾，ChristianKnorr

1.全国智能建筑技术情报网常务理事介绍

2.业界动态

3.中国建设设计研究院机电院电气所副总工程师李俊民

4.建筑电气设计节能的几个问题胥正祥，王浩然，XuZhengxiang，WangHaoran

5.软启动与节能熊江，XiongJiang

6.供配电系统节能设计中的几个问题杨泓，陈众励，YangHong，ChenZhongli

7.关于建筑照明节能理论的探讨孙成群，阴恺，SunChengqun，YinKai

8.室外照明的节能措施王苏阳，WangSuyang

9.谈照明控制节能徐华，XuHua

10.空调系统节能控制分析王东林，WangDonglin

11.中央空调的分户计量系统朱立彤，张振勇，ZhuLitong，ZhangZhenyong

12.太阳能光伏技术应用张青虎，ZhangQinghu

13.浅谈建筑电气节能的几点措施吴磅，WuPang

14.浅析民用建筑电气设计节能的几大环节况东，刘小芳，KuangDong，Liuxiaofang

15.基于补偿调压技术的体育场馆照明变光系统研究唐海燕，张永明，丁宝，TangHaiyan，ZhangYongming，DingBao

16.基于时间序列交叉的供热负荷预报研究陈烈，李娟，齐维贵，ChenLie，LiJuan，QiWeigui

17.政府机构办公建筑的电气节能分析劳大实，LaoDashi

18.谈建筑照明节能设计田丰，郭晓岩，朱江，TianFeng，GuoXiaoya，ZhuJiang

19智能建筑电气技术 .试论绿色建筑中的太阳能集中供热水系统电气智能化设计陈东星，ChenDongxing

20.ABBi-bus(R)EIB系统在公用建筑电气节能中的应用束中明，ShuZhongming

21.验证e-Hf照明和照明控制系统的节能效果丸谷义孝，片山就司，YoshitakaMarutani，ShuujiKatayama

22.浅析新欧盟标准EN15232:建筑自控与建筑管理系统对建筑能效的影响高恬云，于尔格·托特里，TianyunGao，JürgT(o)dtli

23.基于BEMS能源管理的楼宇全集成管理平台陈小雷，张自强，蔡婷，ChenXiaolei，ZhangZiqiang，CaiTing

24.10kV电缆线路短路电流计算及应用王振声，胥正祥，吴生庭，WangZhensheng，XuZhengxiang，WuShengting

25.关断压力——大口径水流控制的一大挑战

能源管理系统设计方案篇5

【关键词】 智能用电 平台架构 服务模式优化 灵活互动机制

一、引言

随着智能电网支撑技术的发展，智能用电服务模式也在逐步向着能源流和信息流相融合的方向发展，形成全新用户服务模式。国外针对这方面的研究相对较早：美国最早提出并实施了智能电网计划，并建设了高级量测体系（Advanced Metering Infrastructure， AMI）研究试点；欧洲方面，法国、意大利以及荷兰等国家都根据本国的具体情况开展了AMI系统、可再生能源开发、能源管理平台、电动汽车充放电管理等智能用电服务；日本则早在2010年就建立了青森县六所村独立试验电网；韩国也在济州岛建成了其“智能电网综合示范工程”。

我国的智能用电互动平台建设进程也在高速推进，目前，我国已经在全国范围内建成了世界最大的营销业务管理系统和高级量测系统，即用电信息采集系统，已覆盖用户逾4549万户。这些信息系统和业务系统的建设是智能电网信息化建设的基础保障，能够很大程度上推进能源信息改革进程。同时在智能小区、智能园区、智能楼宇、智能营业厅等新型智能用电集成应用试点项目中，基于项目实践分析整理了电网与用户的互动服务需求，结合智能用电关键技术研究和设备研制，逐步实现构建灵活、智能、双向互动的智能用电互动服务平台，为用户提供更加优质、便捷的用电服务，为电力行业在社会发展进程中实现更高的价值。

二、智能用电互动平台架构

智能用电互动平台的架构主要可以划分为三个层次，分别为业务层、通信层和设备层，如图1所示。

三、基于用电数据分析的智能用电互动服务模式优化

智能用电互动服务模式指用户在某一场景或需求下的用电组合方案策略；即在不同的用户需求或根据不同场景下的用电方案需求，可以有多种运行模式方案可选，从而提升用户的用电体验和用电服务的综合效益。

3.1 用电服务评价指标体系

通常情况下，传统的用电服务是完全主观性的服务选择，缺少定量分析，无理论和指标型支撑，因此本文基于用户用电数据，提出用电服务评价指标体系，以分析并完善用电服务在互动化环境下的合理性和有效性，为智能用电互动服务模式的选择分析提供理论基础。

本文中基于用电信息采集系统及智能用电环境下的统计信息，针对电力用户、电网管理者、社会层面对电力服务的关注点，分别建立了用电服务舒适性、经济性、安全性、环保性评价指标，其具体的指标体系架构如图2所示。

3.2 智能用电服务模式分析

基于用电服务评价指标体系，计算不同的用电服务模式下各用电服务评价指标情况，从而根据其指标偏向性进行服务模式划分，即可获得在不同用电方案下的模式偏向，并进一步和用电场景及用户行为基于大数据分析形成映射关系，明确对用户而言该服务模式的适用性。

此处采用阈值判别法来对用电服务模式进行划分，其具体计算过程如图所示：计算当前用电模式下舒适性、经济性、安全性、环保性指标，设其值分别为Xc，Xf，Xs，Xe，根据表1中阈值判决表进行判定，此处表中取0.7为上阈值，0.3为下阈值，具体数值可根据实际需求进行灵活变更，不具有明确约束性。

四、总结

本文针对智能用电业务的发展需求，形成了智能用电架构及其互动服务模式设计方案。基于业务、通信及设备层次形成了智能用电互动平台总体架构，提供平台建设基础；并在此基础上基于用电数据分析，提出智能用电服务评价指标，以满足用户用电服务需求，并形成服务模式判决方法；通过阐述分析多目标融合优化和政策引导用户优化方法，明确各优化方法特点及适用场景；最后，提出了用户可选服务模式的灵活互动机制以满足电力用户主观多样性，从用户体验角度进一步完善设计方案，提高方案灵活性和实用性。

参 考 文 献

[1]宋仁平，吴玉新.智能用电服务系统应用研究[J].电力信息化，2012，10（1）：95-98.

[2]林弘宇，张晶，徐鲲鹏，皮学军.智能用电互动服务平台的设计[J].电网技术，2012，36（7）：255-259.

[3]王继业，李思维.基于智能用电互动服务平台的智能家庭能效管理系统设计[J].电力信息化，2012，10（12）：25-30.

能源管理系统设计方案篇6

“十二五”期间，中国中央提出了把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。把深入贯彻节约资源和保护环境昨晚了我国的基本国策，提出了节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，走可持续发展之路。装卸机械在我国矿产运输、能源储备、化工原料、电厂输煤等行业都有着极为广泛的应用。装卸机械在生产过程中需要使用大量的电力能源或非可再生化石能源，其电气自动化环保技术水平直接关系着电力能源节约及碳排放水平。另一方面，散料类装卸机械在生产过程中会造成粉尘类污染，这是从设计阶段到生产管理都不容忽视的，其节能减排的需求也对电气自动化行业提出了更高的要求。

1、装卸机械环保能力现状与分析

1.1装卸机械简介

装卸机械是为车、船或其他设备进行装卸作业的物料搬运机械的行业统称，其特点是能够实现自行取物。装卸机械按装卸的物料不同可分为成件物品装卸和机械散状物料装卸机械两种。成件物品装卸机械主要用于袋装、包装、捆装、箱装的物品和木材、金属型材、机器设备等成件物品的装卸工作，一般用配有相应取物装置的各种起重机和起升车辆来完成。集装箱和托盘所用的装卸机械主要是集装箱运载桥、集装箱门式起重机、跨车、叉车和托盘搬运车等。散状物料装卸机械有车辆用（包括火车车皮）和船舶用之分，主要包括装载机、装车（船）机、卸车（船）机、翻车机、斗轮堆取料机、皮带机等。

1.2装卸机械环保能力现状与分析

成件物品装卸机械使用电力能源和石化能源为主，碳排放量主要集中在电厂发电时产生的间接碳排放和装卸机械本身内燃机产生的直接碳排放。机械散状物料在生产工作的同时不但消耗能源，如果环保设施的建设不到位，还会造成粉尘污染，不但有害于周边环境，还会对生产人员的健康造成损害。用电设备以集装箱运载桥（又称岸桥）为例，单台岸桥的总电力装机容量在260kw左右，其中电机占大概200kw，其它设备用电占60kw。按岸桥每日平均有效工作时间18小时计算，单台岸桥每年平均要消耗电能在1708200kw・h，相当于683280kg标准煤。以此计算，每台岸桥每年需要排放排放0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳（CO2）、0.03kg二氧化硫（SO2）、0.015kg氮氧化物（NOX）。石化能源设备以市场保有量最高的ZL-50型轮式装载机为例，其全部动力来自一台162KW 的柴油机，在中等工作强度下每小时消耗柴油15升左右。按每日平均有效工作时间8小时计算，每年需要消耗柴油43800升。按IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）核算方法计算，计算公式如下：E=∑Fa×EFa；公式中，E为移动源CO2排放，kg；Fa为燃料用量，J；EFa为CO2排放因子，kg/J；a为燃料类型，如汽油、柴油、天然气等。柴油的CO2排放因子为74100kg/TJ。将数据代入公式，可以得出每升柴油排放CO2为3.1863kg×0.84=2.6765kg。由此得出，每台装载机每年需要排放CO2117230.7kg。从单台排量来看，装卸机械排放量不算很高，但装卸机械使用的行业都是基础工业、建筑业等行业，所以装备保有量非常大，仅以港口设备和轮式装载机为例，我国目前有54个集装箱码头，装备了大量的集装箱装卸设备。轮式装载机的工程应用更为广泛，据不完全统计，截至自2011年底，我国轮式装载机保有量151.4-164.1万台。其它类型的装卸机械没有详细数据统计支持，但可以看出装卸机械数量非常庞大，碳排放的总量也非常惊人。综上所述，装卸机械的节能减排的实施可以为我国“十二五”节能减排计划添砖加瓦。电气自动化技术作为装卸机械的“大脑”和“肌肉”，是节能减排的主要执行力，应该在节能减排中发挥主导作用。

1、电气自动化技术在装卸机械节能减排设计阶段的应用

1.1在设计阶段实现电气设备的可控性

对于使用电力驱动的装卸机械，可以在设计阶段对其用电设备的进行归纳，总结出用电设备的分布图（图1）：

根据图片的能源结构可以分析得出，变频电机用电量占总用电量的接近50%，是装卸机械的主要用电设备，其它用电设备的总能源消耗量也很高。为了节能减排，必须对所有用电设备实现可控性，这是实现节能减排自动化的初始条件之一。只有在设计阶段实现了可控性，才能使生产阶段的能源限制成为可能。变频电机是用电量最大的设备，在设计阶段就要考虑如何降低其能源消耗。因为变频电机都是使用变频器驱动的，所以需要在变频器的用电来源的上端增加自动化控制设备，是变频器的消耗可控。在生产的空闲阶段，要能够将变频器关闭，实现节能设计。对于风机，水泵类设备，以往的设计可能会让其在不适用的阶段也一直处于在工作状态，需要使用人工来关闭。在节能减排设计中，要对这类设备实现可控设计，实现自动关闭。空调和其他辅助设备用电情况往往容易被忽视，也要实现可控性，为智能控制做好准备。

1.2提高电气设备的能源利用率

装卸机械在非生产工作状态下可以采用关闭非必要设备的方法来实现节能，而在设备工作时间，则需要采用提高电气设备能源利用率的方式，主要有以下几项

1.2.1采用更加高效的电机

未来高效电机的节能潜力会有更广阔的市场，其本身就具有部分节能的效果。自从1997年10月美国以法律形式（EPAct）推广高效电动机以来，在世界范围内推进了高效电动机的研究、开发、生产和应用。1999年欧盟提出了CEMEP-EU协议，将电机效率分为EFF 2-EFF13等多个等级，我国也在CEMEP-EU协议的基础上制订了国标GB18613-2006“中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级”。由此可见高效电机将在未来的节能市场占据非常重要的角色。据相关统计，一台电机的能耗成本在整个电机生命周期成本中占 97%以上，而其采购和安装维护成本仅占不到3%。高效电机产品通过电、磁、机械和通风的优化，优质材料及先进制造工艺的使用，并结合先进全面的试验及测试手段，可以切实有效地降低电动机的各方面损耗，帮助用户降低运行成本，加快投资回收高效电机可以适合所有的驱动设计，电机功率损耗可降低高达45%。并且由于温度降低，不仅延长了电机和润滑剂的使用寿命，同时还实现了间接性经济能耗节约。

1.2.2推广高低压变频节能

变频器是电动机系统节能的重要部件，它通过调节电动机的转速使其“小马拉大车”和变负载的情况得到很好改善。此外，交流电机调速驱动是我国近年发展较快的新技术，变频调速被列入国家重点组织实施的10项资源节能综合利用技术改造示范工程之一。以典型的节能应用产品高压变频器为例，其经用户认可的节能效果达到30%-60%，而高压变频器在装卸行业的普及率不到10%。但高压变频器应用已从导入期进入高速发展阶段，随着经济复苏和国家节能减排力度的加强将促进以高压变频器为代表的自动化节能快速发展。

由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。变频器用于机械控制风机、泵类和压缩机以及经常处于低负荷率的电机。变频器可以精确地根据要求使电气传动设备以可调节的转速运行，有效的节约能源，对风机、泵类及压缩机等应用极为有效，节约能源最高可达 50%左右。

1.2.3选用更为高效的电源系统

2002年5月1日开始实施的中国强制认证，把电源系统的PFC设计列为必备标准，这也是从节能方面的考虑。PFC分为主动式PFC设计和被动式PFC设计两种。相对于被动式PFC来说，主动式PFC拥有更高的转换效率，但是在电源的转换中依然有百分之三十左右是被白白浪费掉了。因此，如果能在设计时选配使用满载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源，就可以使转换效率提高10%以上，在减少电能的浪费的同时还有如下优点：1）降低能源消耗，节省电费开支；2）降低电源发热量，从而降低散热支持；3）增强电气自动化系统的可靠性，减少维修保养成本；

1.3在设计阶段对能源管理提供硬件支持

在装卸机械长达数十年的使用周期中，只有实现坚持科学发展，用统计学和大数据对能源消耗进行分析，才能实现持续的节能降耗。这就需要在装卸机械的设计阶段就要在其自动化系统集成专用的硬件设备，对今后生产中使用的能源管理系统提供硬件支持。专用的硬件集成方案可以使用工控方案，即使用专用的能源管理PLC或DCS硬件，来对能源消耗做记录和分析。以年度为周期，将每日中各个设备所使用的能源及能源效率记录到专用的数据库中，然后将各个设备，不同企业的大数据上传至云平台的数据库。将上传数据由政府部门或者独立的机构对能源数据进行管理分析。这样就可以实现跨设备、跨企业甚至跨行业的节能减排综合性整体控制和管理。从执行机构层面上，可以找出比较隐蔽的能源消耗欠缺点。在装卸机械设备层面上，可以对不符合能源管理规定的执行设备实现技术升级。从企业管理层面上，可以督促企业选择能耗更多的装卸设备及设计方案，从而实现宏观上的调控作用。

2、电气自动化技术在装卸机械节能减排生产使用阶段的应用

2.1通过自动化控制系统采用优化操作、优化调度实现节能减排

装卸机械在获得经济效益的同时实现节能降耗和资源优化，生产阶段可以通过自动化控制系统采用优化操作、优化调度的方式来实现。对于能够实现全自动执行的设备，再生产阶段可以通过智能化软件分析，对生产过程的操作步骤建立数据库。通过数据库的分析结合设备动作步序性分解查看，来确定全自动操作最优化方案。

2.2通过自动化能源管理系统实现节能减排

除了在执行层面上采用先进技术和优化技术外，装卸机械还应该通过生产系统中集成的能源消耗管理的一体化综合过程自动化系统来实现节能减排的自动化控制。能源管理系统是以帮助装卸机械在扩大生产的同时，通过能源计划、监控、统计、消费分析、重点能耗设备管理和能源计量设备管理等多种手段，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益为目的信息化自动管控系统。能源管理系统是耗能装卸机械实现优化资源配置、合理利用能源的系统节能战略措施。通过能源管理系统可以对装卸机械设备中不良的能源使用习惯和高能耗设备，以及高能耗运转周期等问题进行深入挖掘和控制，实现安全生产、优良供能，提高工作效率并降低能耗，最终达到降低产品成本的目的，同时通过节能达到减排的目标。现在很多装卸机械已经具备了基础能源设备，如智能仪表、物位计、流量开关等，而如何将数据用最快捷的方式进行传输，并且实时监控能源的消耗情况，成为能源系统未来的发展方向。

2.3通过科学化管理使节能减排观念深入人心

通过对装卸机械设备自动化能耗管理数据的深入发掘，结合数据库中人力资源管理部分的相关数据记录的分析。就可以实现按单位设备、生产班组、操作司机等不同的编制进行单位能耗的比较和分析，通过竞争机制对节能减排指标不好的单位进行监督及考核，对达标的单位和个人实行奖励，从而实现的节能减排科学化管理。使广义上的节能减排在细节上落实到每台装卸设备，落实到每个人，使节能减排观念深入人心。

4、结束语

综上所述，电气自动化技术在装卸机械节能减排中的应用非常的广泛，不论是在设计、制造阶段还是在生产运营阶段都可以发挥重要的作用。我国的装卸机械制造行业目前正在处于有生产密集型产品向技术密集型产品升级的关键阶段，与发达国家装卸机械整体制造水平的差距在逐步缩小，设备出口量逐年增加。另一方面，随着全球变暖趋势更加明显，发达国家对装卸机械等基础工业设备的排放要求也越来越苛刻，进口门槛也越来高。装卸机械制造行业应该抓住契机，加大节能减排技术的研发力度，实现技术升级，在保护环境的同时创造更大的经济价值。

（作者单位：1.大连华锐重工集团股份有限公司装卸设计院；2.国华徐州发电有限公司燃料生产部）

作者简介

夏广宇.男（1980・7）籍贯：辽宁大连人，电气工程师，现任职大连华锐重工集团有限公司，学士学位，从事电气及自动化系统设计工作。

能源管理系统设计方案篇7

关键词 能效监测；SOC；RN8316

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0015-03

能源作为世界发展和经济增长最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。但随着人口的日益增加和能源的不断消耗，能源匮乏问题日益突出。电力作为重要的能源形式，在终端能源消费中所占比重不断增大，因此，建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统，不仅能在很大程度上化解资源、环境和投资压力，而且还将带来巨大的节电效益、经济效益、环境效益和社会效益[1-2]。国内外研究和实践证明，通过实施需求侧管理、用能服务及能效监测，可以优化终端用户用电方式、缓解电力供需的矛盾和提高系统可靠性、减缓电网设施的投资压力、提高耗能企业的能源利用水平、减少能源的消耗、提高能源利用率、缓解能源的供需矛盾[3]。

随着微电子技术和设计制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP（Intellectual Property）的集成，即片上系统SOC（System-On-Chip）[4-6]。与单功能芯片相比，SOC芯片具有集成度高、体积小、印制电路板（PCB）空间占用少、功耗低、抗电磁干扰能力强、可靠性高、成本低等优势。同时，可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力[7]。

1 RN8316（SOC）简介

图1 RN8316系统框图

RN8316是深圳锐能微公司提供的一款低功耗、高性能、宽电压、高集成度、高精度的三相MCU芯片，产品系统框图如图1所示。该产品内嵌32位ARM Cortex-M0核，最高运行频率可达29.4812MHz，最大支持224Kbytes FLASH存储器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM，内置单cycle乘法器（32bit*32bit）、CM0内嵌系统定时器、2个DMA控制器，支持外部中断等多种唤醒方式，提供完善的集成开发软硬件环境。该芯片支持高速GPIO，可与不同电压外设器件连接，最大支持10位ADC，8*32位的LCD，支持芯片电源电压及外部电压检测。通信接口最大支持6路UART，2个7816口，1路I2C和1路SPI。同时，RN8316还集成了RTC、看门狗和加密处理器。

2 硬件电路设计

电力能效监测终端主要由电源模块、计量单元、存储单元、载波模块、通信模块、直流模拟量采集等部分组成。系统的结构框图如图2所示。

图2 电力能效监测终端设计框图

2.1 电源模块设计

为保证终端能够稳定工作，并具有良好的电磁兼容特性，电源模块采用三路电源供电，分别为主电源8 V、两路12 V辅助电源，之间相互隔离。主电源VDD8V通过LDO降为VDD5V和VDD3.3V电源，主电源5 V为SOC、红外、电能质量监测模块供电，主电源3.3V给计量芯片供电。一路ZB12V辅助电源用于载波电路供电；另一路AUX12V辅助电源为遥信电路供电，同时通过LDO降为AUX5V，为RS485、直流模拟量电路供电。电源电路设计如图3所示。

2.2 采样计量单元

采样计量单元是电力能效监测终端的重要单元，设计中采用锐能微公司的RN8302计量芯片来实现对电压、电流、功率、功率因数、谐波等数据的计量，并输出有功、无功脉冲。RN8302占用SOC一路SPI，同时SOC配置中断、复位口从而能够实现对计量芯片的控制和通信。RN8302管脚资源配置如图4所示。

图4 RN8302管脚资源配置

采样电路中，考虑到生产成本和计量精度，电压采样采用电阻分压采样的方式，UA/UAN，UB/UBN，UC/UCN为采样信号，而电流采样采用电流互感器采样的方式，IAP/IAN，IBP/IBN，ICP/ICN为采样信号，电路图分别如图5和图6所示，电压采样电路中的1K电阻和电流采样电路中的5R电阻采用精度1%的精密电阻，电容用于去耦和滤波，以保障采样精度。同时电压采样信号可用于电能质量的监测，扩展电力能效监测终端的功能配置。

图5 电压采样电路

图6 电流采样电路

2.3 遥信电路

电力能效监测终端配置两路遥信端口，使用光耦LVT-816同SOC进行隔离。遥信电路原理图如图7所示。

图7 遥信电路

2.4 RS485电路

在实际工程运用中，由于受到工程人员操作能力，经验等因素的影响，RS485的A、B端子常常接反，导致不能够正常抄表。因此，在电力能效监测终端RS485电路的设计中，采用了无极性485芯片ECH485NE，A、B端子正反接都能够正常通信。终端配置两路RS485电路，分别用于抄表和维护，占用SOC两路UART端口，485芯片用光耦同SOC进行隔离。RS485电路如图8所示。

2.5 直流模拟量电路

直流模拟量电路主要针对非电气量的采集，该能效终端采用瑞萨电子的RL78/G13系列单片机进行控制，SOC通过一路UART端口进行通信，并配置复位脚进行控制。直流模拟量电路通过光耦同主电路进行隔离，终端配置了两路信号的采集，拓展了数据的采集范围，实现了采集和能效监测的多样化。直流模拟量采集电路图如图9所示。

2.6 载波电路

电力能效监测终端的载波用于同能效采集服务器进行通信，载波电路占用SOC一路UART端口用于收发数据，占用一路7816口实现载波的设置、复位、事件输出等功能，并通过光耦同SOC进行隔离，接口标准符合最新国网三相电表规范，可方便插拔和替换多个厂家的载波模块，提升了产品的兼容性。载波电路如图10所示。

3 结束语

本文在