實驗室電能管理&智慧安全用電系統(tǒng)解決方案
一、政策背景
- 2021年10月24日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》。
- 2022年10月26日,教育部關(guān)于印發(fā)《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設(shè)實施方案》的通知。
- 2022年8月,科技部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等9部門印發(fā)《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實施方案(2022—2030年)》。
- 2021年12月28日國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》。
- 2017年國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會下發(fā)了《關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知》。
- 2017年6月26日國務(wù)院教育部辦公廳發(fā)布了《關(guān)于開展教育系統(tǒng)電氣火災(zāi)綜合治理自查檢查的通知》。
二、項目背景
三、實驗室用電管理現(xiàn)狀
- 用電需求日益增長:實驗室精密儀器設(shè)備多、易燃易爆物品多、用電設(shè)備多,用電環(huán)境復(fù)雜,用能需求也相應(yīng)攀升。
- 節(jié)能隊伍建設(shè)薄弱:實驗室節(jié)能降耗工作基本由后勤保障,缺乏專業(yè)技術(shù)和專業(yè)培訓(xùn)。
- 用電安全監(jiān)管不夠:部分實驗室存在供電和用電設(shè)備老化嚴(yán)重,易出現(xiàn)漏電、短路、過載等安全隱患。
- 節(jié)能意識有待提高:實驗室能源利用率存在浪費(fèi)現(xiàn)象,“人走燈熄,隨手關(guān)水”等節(jié)能習(xí)慣尚未養(yǎng)成。
- 管理模式亟待優(yōu)化:實驗室普遍采用手動開關(guān)管理為主,人工成本投入大,需定期定時巡檢,形成管理漏洞。
四、建設(shè)方案
4.1 實驗室用電管理痛點
- 能源消耗浪費(fèi)嚴(yán)重:用電體量大,設(shè)備管理不合理導(dǎo)致用能浪費(fèi)嚴(yán)重,缺乏能源管理平臺和能效考核指標(biāo)。
- 人工排查、事后處置:運(yùn)維管理主要采用人力巡查為主的方式,容易存在檢查疏忽、遺漏,對潛在的安全隱患不能第一時間發(fā)現(xiàn)。
- 用電管理手段缺乏:能耗管理手段缺乏,智能化管理程度不夠,能源管理缺乏后端數(shù)據(jù)分析,對潛在的風(fēng)險預(yù)判不足。
- 違規(guī)用電、保護(hù)能力弱:存在因線路老化、用電設(shè)備老化、用電設(shè)備功率過大導(dǎo)致的各種電氣故障,用電隱患大,容易引起電氣火災(zāi)。
4.2 建設(shè)目標(biāo)
4.3 詳細(xì)設(shè)計
系統(tǒng)架構(gòu)
- 數(shù)據(jù)采集層:包括物聯(lián)網(wǎng)智能斷路器、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、電源模塊、智慧安全用電管理系統(tǒng)等,部署在實驗室區(qū)域。
- 傳輸層:為數(shù)據(jù)采集層提供網(wǎng)絡(luò)傳輸通道,主要是以太網(wǎng)為主鏈路,結(jié)合實際環(huán)境可搭配無線手段來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。
- 平臺層:采用BS架構(gòu)Web瀏覽訪問模式,主要包括服務(wù)器、平臺軟件等。
系統(tǒng)實施
五、應(yīng)用價值
5.1 設(shè)備智能控制
- 定時控制:根據(jù)工作安排預(yù)先設(shè)置空調(diào)、燈光、儀器設(shè)備、風(fēng)機(jī)等設(shè)備開啟、關(guān)閉時間,通過定時控制手段,在下班時間實驗室無需使用時斷電,避免出現(xiàn)無人情況下的開機(jī)等情況,有效節(jié)電。
- 實時計量:實時監(jiān)測實驗室空調(diào)、燈光、儀器設(shè)備、風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行情況及用電量實時監(jiān)測,根據(jù)智能化對比統(tǒng)計和分析,可以實時了解能耗情況,生成報表,為科學(xué)調(diào)控節(jié)能環(huán)保、減少能耗成本等提供數(shù)據(jù)支撐。
- 實時監(jiān)測:實時監(jiān)測線路電流、電壓、溫度、功率、功率因素、三相不平衡、缺相,不間斷監(jiān)測線路,自動生成數(shù)據(jù)報表,了解用電線路及用電設(shè)備的健康狀況,最大程度保障用戶電路安全。
- 故障預(yù)警及報警:實時監(jiān)測線路溫度,當(dāng)線路溫度過高時會實時預(yù)警和斷電保護(hù)報警,當(dāng)因電氣故障引起的電火花、強(qiáng)電弧隱患時會實時預(yù)警和斷電保護(hù)報警。還具備短路保護(hù)報警、漏電保護(hù)報警、過載保護(hù)報警、過欠壓保護(hù)報警、缺相保護(hù)報警、三相不平衡保護(hù)報警、外部聯(lián)動報警等異常報警功能。
5.2 強(qiáng)電遠(yuǎn)程監(jiān)控
5.3 設(shè)備智慧運(yùn)維
5.4 能耗統(tǒng)計分析
- 能耗數(shù)據(jù)采集:定時管控,設(shè)置定時場景策略,遠(yuǎn)程終端控制。
- 節(jié)能服務(wù):洞悉能耗結(jié)構(gòu),定制數(shù)據(jù)化節(jié)能改造方案。
- 安全管理:故障預(yù)警,快速定位,實時報警斷電,提高用電安全性。
- 數(shù)據(jù)分析:年、月、日多時間跨度用能統(tǒng)計,導(dǎo)出報表、用能排名對比、能耗同比和環(huán)比報表。
六、經(jīng)濟(jì)價值
- 提升實驗室能耗管理水平:通過建立實驗室綜合能耗管理平臺,解決當(dāng)前學(xué)校如:空調(diào)、風(fēng)機(jī)等大功率用電設(shè)備能源浪費(fèi)問題,利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)對用電設(shè)備遠(yuǎn)程管控,實現(xiàn)權(quán)限范圍內(nèi)的自動化控制,科學(xué)調(diào)控,提高實驗室能耗管理水平。
- 助力實驗室節(jié)能數(shù)字化轉(zhuǎn)型:通過數(shù)據(jù)可視化的方式,用數(shù)據(jù)圖表直觀呈現(xiàn),對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷,實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置,能耗歷史數(shù)據(jù)查詢,監(jiān)督實驗室整體用能情況,隨時調(diào)取用能數(shù)據(jù)的日報、周報、年報,并依據(jù)數(shù)據(jù)做出能耗優(yōu)化相關(guān)決策,為用能預(yù)測提供數(shù)據(jù)支撐,進(jìn)一步挖掘節(jié)能空間,構(gòu)建互聯(lián)互通、節(jié)能低碳安全高效、可持續(xù)的綠色智慧實驗室新形態(tài)。
- 落實建設(shè)安全實驗室目標(biāo):針對實驗室重點區(qū)域,對用電設(shè)備智能運(yùn)維能有效降低用電設(shè)備的故障率、減少人工管理成本,減少安全事故的發(fā)生,為建設(shè)安全實驗室提供數(shù)據(jù)趨勢分析和科學(xué)研判以輔助決策,保證實驗室設(shè)施安全穩(wěn)定的運(yùn)行,落實建設(shè)安全實驗室的目標(biāo)。
七、效益分析
- 消除電氣火災(zāi):有效監(jiān)測這些電氣火災(zāi)因素(電流、電壓、剩余電流、溫度)。
- 節(jié)約人工成本:實現(xiàn)無人值班,在規(guī)避違規(guī)的同時至少節(jié)省50%以上的人員成本。
- 降低能耗:實時記錄用電量、分時段記錄用電量,了解各時段的用電情況。
- 提升響應(yīng)效率:由以前人工通報到查找原因的20分鐘,縮減到10秒。
- 縮短應(yīng)急搶修時間:由以前的3個小時以上,縮減到1小時以內(nèi)(時刻待命)。
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