醫(yī)院智慧配電能效管理系統(tǒng)研究與實(shí)踐

醫(yī)院智慧配電能效管理系統(tǒng)研究與實(shí)踐
王鑫杰
技術(shù)交流： 安科瑞電氣股份有限公司
17321398360
摘要：在系統(tǒng)分析醫(yī)院能源管理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，梳理醫(yī)院能源管理存在的突出問(wèn)
題，提出建設(shè)醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)，以綜合提升醫(yī)院行業(yè)能源管理水平。文章
設(shè)計(jì)了醫(yī)院智慧能源管理平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)，明確了數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、管
理平臺(tái)層的功能定位，給出了管理系統(tǒng)應(yīng)用功能建議。*后，以江蘇某醫(yī)院智慧
能源管理系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐為例，通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)比表明了系統(tǒng)建設(shè)對(duì)醫(yī)院能源管
理工作的積極意義。
關(guān)鍵詞：醫(yī)院 ；能源管理 ；系統(tǒng)架構(gòu) ；系統(tǒng)功能
0引言
隨著我國(guó)醫(yī)藥體制的改革，醫(yī)院建設(shè)處于快速發(fā)展時(shí)期，相比較其他建筑，醫(yī)院
能源系統(tǒng)具有能耗組成復(fù)雜、能源形式多樣等特點(diǎn)，數(shù)據(jù)表明，我國(guó)醫(yī)院建筑能
耗是一般公共建筑的1.6~2倍。降低醫(yī)院能耗，提高能源使用效率，對(duì)醫(yī)院節(jié)能
減排尤為重要。在此情況下，醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)作為有效的節(jié)能措施，在創(chuàng)
建節(jié)能環(huán)保醫(yī)院大環(huán)境下顯得更為重要。
1醫(yī)院能源管理現(xiàn)狀分析
醫(yī)院能源管理狀況進(jìn)行分析可知，醫(yī)院在能源管理中還存在以下問(wèn)題 ：
醫(yī)院用能設(shè)備數(shù)量與能源種類(lèi)較多，對(duì)設(shè)備異常無(wú)法及時(shí)預(yù)警，造成醫(yī)院用能安
全隱患 ；醫(yī)院能源需求復(fù)雜，不同的功能區(qū)能源需求不同，同時(shí)醫(yī)院能源管理
缺少精細(xì)化的管控 ；醫(yī)院能源管理人員專(zhuān)業(yè)水平支撐不足，對(duì)醫(yī)院的能源使用
情況無(wú)法進(jìn)行科學(xué)、合理的監(jiān)督以及指導(dǎo)，容易造成能源浪費(fèi)。
綜上所述，醫(yī)院在能源系統(tǒng)管理過(guò)程中還存在很多問(wèn)題，具有相當(dāng)大的改進(jìn)空間，
通過(guò)本文的研究，提出適合醫(yī)院發(fā)展的智慧能源管理系統(tǒng)，提升醫(yī)院能源管理水
平。
2 醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)架構(gòu)研究
2.1總體架構(gòu)
醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)采用分層部署的組織架構(gòu)，根據(jù)部署地點(diǎn)的不同劃分為三
層結(jié)構(gòu) ：管理平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和數(shù)據(jù)采集層，如圖1所示。通過(guò)分層的架
構(gòu)設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性，同時(shí)各層布置方式可靈活配置，使得系統(tǒng)對(duì)
不同能源的適用性更高。2.2數(shù)據(jù)采集層
數(shù)據(jù)采集層是智慧能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，是管理平臺(tái)對(duì)能源系統(tǒng)控制的依據(jù)。
數(shù)據(jù)采集層包含各類(lèi)終端設(shè)備，應(yīng)具有高速率、高精度采集特點(diǎn) ；具備遠(yuǎn)傳、
自診斷及自恢復(fù)的能力 ；支持通用的通信協(xié)議。
2.3網(wǎng)絡(luò)傳輸層
網(wǎng)絡(luò)傳輸層是智慧能源管理系統(tǒng)的連接層。網(wǎng)絡(luò)傳輸層將數(shù)據(jù)采集層的各類(lèi)裝置
有機(jī)結(jié)合在一起，將數(shù)據(jù)傳輸至管理平臺(tái) ；管理平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器下
發(fā)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
2.4管理平臺(tái)層
管理平臺(tái)層是智慧能源管理系統(tǒng)的大腦，其通過(guò)設(shè)定的控制策略，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸
層對(duì)數(shù)據(jù)采集層進(jìn)行智能化管控，使得用能系統(tǒng)能夠自主、高效運(yùn)行； 同時(shí)建
立預(yù)警機(jī)制，保障醫(yī)院能源系統(tǒng)安全。
3 系統(tǒng)功能研究
3.1能源設(shè)備設(shè)施管理
設(shè)立醫(yī)院設(shè)備臺(tái)賬，對(duì)設(shè)備使用年限及狀態(tài)進(jìn)行全過(guò)程跟蹤，保證設(shè)備使用安
全 ；對(duì)醫(yī)院能源和設(shè)備設(shè)施進(jìn)行能耗、工況的監(jiān)測(cè)，提出節(jié)能改造方向 ；對(duì)設(shè)
備設(shè)施的事故進(jìn)行記錄分析，提出預(yù)防方案，避免類(lèi)似事故再發(fā)生。
3.2子系統(tǒng)智能控制
將不同的能源系統(tǒng)接至后臺(tái)，根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行特性建立對(duì)應(yīng)的控制邏輯關(guān)系，
實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)智能化供給。如對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行場(chǎng)景控制，實(shí)現(xiàn)照明的精細(xì)化用能管
理和智能化節(jié)能控制；對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)分項(xiàng)計(jì)量與監(jiān)控，保證用電安全。3.3運(yùn)行數(shù)據(jù)分析
通過(guò)對(duì)醫(yī)院能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和對(duì)比，建立能耗曲線(xiàn)，挖掘可優(yōu)化空間 ；
制定單位能耗指標(biāo)，指導(dǎo)醫(yī)院能耗考核制度的建立 ；建立能耗公示及能耗審計(jì)
機(jī)制，加強(qiáng)醫(yī)院節(jié)能管理工作 ；通過(guò)系統(tǒng)分析，淘汰高污染、低效的能源系統(tǒng)，
改善醫(yī)院能源利用。
3.4運(yùn)維作業(yè)管理
建立運(yùn)維作業(yè)管理流程，利用其數(shù)據(jù)處理與分析能力，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控 ；
制定運(yùn)維計(jì)劃，對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化巡檢，減少管理人員重復(fù)工作 ；通過(guò)累計(jì)的
運(yùn)維記錄，提供專(zhuān)業(yè)的解決方案與保障措施。
本文以江蘇某醫(yī)院為例，通過(guò)已建設(shè)的醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)，選取門(mén)診樓與住
院樓為研究對(duì)象，通過(guò)能源管理系統(tǒng)對(duì)醫(yī)院建筑用電量進(jìn)行采集、分析，挖掘醫(yī)
院在日常管理過(guò)程中能耗方面存在的問(wèn)題與改進(jìn)的方向。
4 醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)實(shí)踐
通過(guò)對(duì)門(mén)診樓設(shè)備組成情況進(jìn)行分析，可知門(mén)診樓含有空調(diào)機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房以及
中央空調(diào)系統(tǒng)占整棟建筑的能耗較大，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行智能化節(jié)能改造具有很大
的經(jīng)濟(jì)效益，是醫(yī)院進(jìn)行節(jié)能改造的重點(diǎn)方向?？梢?jiàn)，醫(yī)院建設(shè)智慧能源管理系
統(tǒng)，有助于醫(yī)院發(fā)現(xiàn)能源系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，為調(diào)整優(yōu)化管理方向及重點(diǎn)措施提供依
據(jù)，支撐高質(zhì)量創(chuàng)建節(jié)約型醫(yī)院。
5AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺(tái)5.1平臺(tái)概述
AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺(tái)充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》《綠色醫(yī)
院建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《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(hù)需求以及能源管理部門(mén)要求，采集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)以
電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標(biāo)以及其他用能指標(biāo)，并與國(guó)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(jìn)行能源供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行管理工作，
幫助醫(yī)院管理層實(shí)時(shí)掌握醫(yī)院的能耗情況，為醫(yī)院能源信息化建設(shè)和節(jié)能管理提
供了良好的技術(shù)平臺(tái)。
5.2平臺(tái)組成
安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)建立基于云平臺(tái)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(yùn)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(jì)，幫助醫(yī)院后勤管理部門(mén)全面了解醫(yī)院能源運(yùn)行情況，關(guān)
注消防和電氣安全，及時(shí)預(yù)警異常情況，提高運(yùn)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(yùn)維云平臺(tái)，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(tái)，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，
防火門(mén)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(tái)拓?fù)鋱D5.4平臺(tái)子系統(tǒng)
5.4.1醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案
電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、斷路器以及其它重要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、
測(cè)量、記錄、報(bào)警等功能，并與保護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)方控制中心及其他設(shè)備通信，實(shí)時(shí)
掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)開(kāi)閉所和10/0.4kV 變電所，對(duì)高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝
置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV 出線(xiàn)配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控
出線(xiàn)回路電氣參數(shù)和用能情況。同時(shí)對(duì)醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機(jī)、無(wú)功補(bǔ)償裝
置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
5.4.2醫(yī)院變電所運(yùn)維云平臺(tái)解決方案
AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力傳感器、無(wú)線(xiàn)通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)
關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，再定時(shí)向云平
臺(tái)推送數(shù)據(jù)。平臺(tái)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(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S 內(nèi)通過(guò)短信和APP發(fā)出告