医院智慧配电能效管理平台的研究和应用

摘要：以江苏某医院智慧能源管理系统的建设实践为例，通过数据分析对比表明了系统建设对医院能源管理工作的积极意义。

关键词：医院 ；能源管理 ；系统架构 ；系统功能

前言

随着我国医药体制的改革，医院建设处于快速发展时期，相比较其他建筑，医院能源系统具有能耗组成复杂、能源形式多样等特点，数据表明，我国医院建筑能耗是一般公共建筑的1.6~2倍。降低医院能耗，提高能源使用效率，对医院节能减排尤为重要。在此情况下，医院智慧能源管理系统作为有效的节能措施，在创建节能环保医院大环境下显得更为重要。

1医院能源管理现状分析

医院能源管理状况进行分析可知，医院在能源管理中还存在以下问题 ：

医院用能设备数量与能源种类较多，对设备异常无法及时预警，造成医院用能安全隐患 ；医院能源需求复杂，不同的功能区能源需求不同，同时医院能源管理缺少精细化的管控 ；医院能源管理人员水平支撑不足，对医院的能源使用情况无法进行科学、合理的监督以及指导，容易造成能源浪费。

安科瑞电气厂家1377+443/-09+92王金晶医院在能源系统管理过程中还存在很多问题，具有相当大的改进空间，通过本文的研究，提出适合医院发展的智慧能源管理系统，提升医院能源管理水平。

2 医院智慧能源管理系统架构研究

2.1总体架构

医院智慧能源管理系统采用分层部署的组织架构，根据部署地点的不同划分为三层结构 ：管理平台层、网络传输层和数据采集层，如图1所示。通过分层的架构设计保证了系统稳定性与可靠性，同时各层布置方式可灵活配置，使得系统对不同能源的适用性更高。

2.2数据采集层

数据采集层是智慧能源管理系统的基础层，是管理平台对能源系统控制的依据。数据采集层包含各类终端设备，应具有高速率、高精度采集特点 ；具备远传、自诊断及自恢复的能力 ；支持通用的通信协议。

2.3网络传输层

网络传输层是智慧能源管理系统的连接层。网络传输层将数据采集层的各类装置有机结合在一起，将数据传输至管理平台 ；管理平台通过网络对现场执行器下发指令，实现对能源系统的自动化控制。

2.4管理平台层

管理平台层是智慧能源管理系统的大脑，其通过设定的控制策略，经过网络传输层对数据采集层进行智能化管控，使得用能系统能够自主、高效运行； 同时建立预警机制，保障医院能源系统安全。

3 系统功能研究

3.1能源设备设施管理

设立医院设备台账，对设备使用年限及状态进行全过程跟踪，保证设备使用安全 ；对医院能源和设备设施进行能耗、工况的监测，提出节能改造方向 ；对设备设施的事故进行记录分析，提出预防方案，避免类似事故再发生。

3.2子系统智能控制

将不同的能源系统接至后台，根据每个子系统运行特性建立对应的控制逻辑关系，实现子系统智能化供给。如对照明系统进行场景控制，实现照明的精细化用能管理和智能化节能控制；对配电系统进行分类分项计量与监控，保证用电安全。

3.3运行数据分析

通过对医院能源系统的数据统计、分析和对比，建立能耗曲线，挖掘可优化空间 ；制定单位能耗指标，指导医院能耗考核制度的建立 ；建立能耗公示及能耗审计机制，加强医院节能管理工作 ；通过系统分析，淘汰高污染、低效的能源系统，改善医院能源利用。

3.4运维作业管理

建立运维作业管理流程，安科瑞电气厂家1377+443/-09+92王金晶利用其数据处理与分析能力，对系统实现全面监控 ；制定运维计划，对设备进行自动化巡检，减少管理人员重复工作 ；通过累计的运维记录，提供的解决方案与保障措施。

本文以江苏某医院为例，通过已建设的医院智慧能源管理系统，选取门诊楼与住院楼为研究对象，通过能源管理系统对医院建筑用电量进行采集、分析，挖掘医院在日常管理过程中能耗方面存在的问题与改进的方向。

4 医院智慧能源管理系统实践

通过对门诊楼设备组成情况进行分析，可知门诊楼含有空调机房、网络机房以及中央空调系统占整栋建筑的能耗较大，对空调系统进行智能化节能改造具有很大的经济效益，是医院进行节能改造的重点方向。可见，医院建设智慧能源管理系统，有助于医院发现能源系统薄弱环节，为调整优化管理方向及重点措施提供依据，支撑高质量创建节约型医院。

5 AcrelEMS-MED医院能源管理平台

5.1平台概述

AcrelEMS-MED医院能源管理平台充分结合《医疗建筑电气设计规范》《绿色医院建筑评价标准》、《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，为医院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

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全面了解医院能源运行情况，关注消防和电气安全，及时预警异常情况，提高运维效率。安科瑞电气厂家1377+443/-09+92王金晶它集成了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

5.4.1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中心及其他设备通信，实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患，快速排除故障，提高医院供电可靠性。

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。

5.4.2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，安科瑞电气厂家1377+443/-09+92王金晶有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到工作人员手机上，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。

5.4.3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、除湿机、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，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，实现配电动力环境的分布式远程管理。

5.4.4医院能耗管理系统解决方案

对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量，对采集数据进行统计和分析。能够合理的确定各科室建筑能耗经济指标及绩效考核指标，发现能源使用规律和能源浪费情况，提高人员主动节能的意识。

①　对能耗的使用数据进行综合的分析、统计、打印和查询等功能，并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。为能耗运营管理部门提供可靠的依据；

②能耗竞争排名：各个科室能耗对比，实现能耗排名，增强全院工作人员的节能意识；

③　能耗数据采集，随时查询，并根据采集数据进行统计分析，监测异常能源用量，对能源智能仪表故障进行报警，提高系统信息化、自动化水平。

④　排碳数据化：安科瑞电气厂家1377+443/-09+92王金晶通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析（包括水、电、能量），实现低碳办公数据化；　

⑤　能耗评估管理：按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行分析单位面积能耗和人均能耗指标；

⑥　搭建医院智慧能源管理系统的基本框架，对各个用能环节进行实时监测；

⑦　同期能效比：实现同年、同期、同一区域能耗对比，方便节能数据分析；

⑧　区域能效比：实现建筑单位内区域能耗对比，方便能耗考核；

医院消防设备电源监控系统解决方案

医院消防安全非常重要，消防设备比较多，消防设备电源监控系统主要功能就是用于监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

消防设备电源监控监控系统采用消防二总线，以建筑为单位设置区域分机采集消防设备电源状态，区域分机通过二总线接收多台传感器的电压、电流信息和开关状态信息，以此实现对消防设备电源工作状态的实时监视。

医院有源谐波治理系统解决方案

都是谐波源，比如X光机、CT机等都会产生大量谐波，谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于医院的精密化验设备可能会产生干扰。

为了消除配电系统谐波对医院设备的影响，方案配置AnSinI有源滤波器，滤除电网2~31次谐波干扰。

AnSinI系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。

结束语

探讨适合医院发展的能源管理系统，通过对智慧能源管理系统在江苏某医院的实际应用，对能源管理系统在医院能源管理过程中的优势与实现效果进行了分析，为后续医院智慧能源管理系统的发展提供参考。

参考文献

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2. 杨毅，蔡宏武，邢怀岭，等.医院建筑能源与设备管理的现状及发展路径分析[J].中国医院建筑与装备，2017（11）：77-79.

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4. 游一成.浅析综合医院能源管理信息系统的建设[J].绿色建筑，2014（3）：47-48.

5. 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版．