醫院智慧配電能效管理系統研究與實踐
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醫院智慧配電能效管理系統研究與實踐
在系統分析醫院能源管理現狀的基礎上，梳理醫院能源管理存在的突出問題，提出建設醫院智慧能源管理系統，以綜合提升醫院行業能源管理水平。文章設計了醫院智慧能源管理平臺的系統架構，明確了數據采集層、網絡傳輸層、管理平臺層的功能定位，給出了管理系統應用功能建議。*后，以江蘇某醫院智慧能源管理系統的建設實踐為例，通過數據分析對比表明了系統建設對醫院能源管理工作的積極意義。
隨著我國醫藥體制的改革，醫院建設處于快速發展時期，相比較其他建筑，醫院能源系統具有能耗組成復雜、能源形式多樣等特點，數據表明，我國醫院建筑能耗是一般公共建筑的1.6~2倍。降低醫院能耗，提高能源使用效率，對醫院節能減排尤為重要。在此情況下，醫院智慧能源管理系統作為有效的節能措施，在創建節能環保醫院大環境下顯得更為重要。
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醫院智慧配電能效管理系統研究與實踐
王鑫杰
技術交流： 安科瑞電氣股份有限公司
17321398360
摘要：在系統分析醫院能源管理現狀的基礎上，梳理醫院能源管理存在的突出問
題，提出建設醫院智慧能源管理系統，以綜合提升醫院行業能源管理水平。文章
設計了醫院智慧能源管理平臺的系統架構，明確了數據采集層、網絡傳輸層、管
理平臺層的功能定位，給出了管理系統應用功能建議。*后，以江蘇某醫院智慧
能源管理系統的建設實踐為例，通過數據分析對比表明了系統建設對醫院能源管
理工作的積極意義。
關鍵詞：醫院 ；能源管理 ；系統架構 ；系統功能
0引言
隨著我國醫藥體制的改革，醫院建設處于快速發展時期，相比較其他建筑，醫院
能源系統具有能耗組成復雜、能源形式多樣等特點，數據表明，我國醫院建筑能
耗是一般公共建筑的1.6~2倍。降低醫院能耗，提高能源使用效率，對醫院節能
減排尤為重要。在此情況下，醫院智慧能源管理系統作為有效的節能措施，在創
建節能環保醫院大環境下顯得更為重要。
1醫院能源管理現狀分析
醫院能源管理狀況進行分析可知，醫院在能源管理中還存在以下問題 ：
醫院用能設備數量與能源種類較多，對設備異常無法及時預警，造成醫院用能安
全隱患 ；醫院能源需求復雜，不同的功能區能源需求不同，同時醫院能源管理
缺少精細化的管控 ；醫院能源管理人員專業水平支撐不足，對醫院的能源使用
情況無法進行科學、合理的監督以及指導，容易造成能源浪費。
綜上所述，醫院在能源系統管理過程中還存在很多問題，具有相當大的改進空間，
通過本文的研究，提出適合醫院發展的智慧能源管理系統，提升醫院能源管理水
平。
2 醫院智慧能源管理系統架構研究
2.1總體架構
醫院智慧能源管理系統采用分層部署的組織架構，根據部署地點的不同劃分為三
層結構 ：管理平臺層、網絡傳輸層和數據采集層，如圖1所示。通過分層的架
構設計保證了系統穩定性與可靠性，同時各層布置方式可靈活配置，使得系統對
不同能源的適用性更高。2.2數據采集層
數據采集層是智慧能源管理系統的基礎層，是管理平臺對能源系統控制的依據。
數據采集層包含各類終端設備，應具有高速率、高精度采集特點 ；具備遠傳、
自診斷及自恢復的能力 ；支持通用的通信協議。
2.3網絡傳輸層
網絡傳輸層是智慧能源管理系統的連接層。網絡傳輸層將數據采集層的各類裝置
有機結合在一起，將數據傳輸至管理平臺 ；管理平臺通過網絡對現場執行器下
發指令，實現對能源系統的自動化控制。
2.4管理平臺層
管理平臺層是智慧能源管理系統的大腦，其通過設定的控制策略，經過網絡傳輸
層對數據采集層進行智能化管控，使得用能系統能夠自主、高效運行； 同時建
立預警機制，保障醫院能源系統安全。
3 系統功能研究
3.1能源設備設施管理
設立醫院設備臺賬，對設備使用年限及狀態進行全過程跟蹤，保證設備使用安
全 ；對醫院能源和設備設施進行能耗、工況的監測，提出節能改造方向 ；對設
備設施的事故進行記錄分析，提出預防方案，避免類似事故再發生。
3.2子系統智能控制
將不同的能源系統接至后臺，根據每個子系統運行特性建立對應的控制邏輯關系，
實現子系統智能化供給。如對照明系統進行場景控制，實現照明的精細化用能管
理和智能化節能控制；對配電系統進行分類分項計量與監控，保證用電安全。3.3運行數據分析
通過對醫院能源系統的數據統計、分析和對比，建立能耗曲線，挖掘可優化空間 ；
制定單位能耗指標，指導醫院能耗考核制度的建立 ；建立能耗公示及能耗審計
機制，加強醫院節能管理工作 ；通過系統分析，淘汰高污染、低效的能源系統，
改善醫院能源利用。
3.4運維作業管理
建立運維作業管理流程，利用其數據處理與分析能力，對系統實現全面監控 ；
制定運維計劃，對設備進行自動化巡檢，減少管理人員重復工作 ；通過累計的
運維記錄，提供專業的解決方案與保障措施。
本文以江蘇某醫院為例，通過已建設的醫院智慧能源管理系統，選取門診樓與住
院樓為研究對象，通過能源管理系統對醫院建筑用電量進行采集、分析，挖掘醫
院在日常管理過程中能耗方面存在的問題與改進的方向。
4 醫院智慧能源管理系統實踐
通過對門診樓設備組成情況進行分析，可知門診樓含有空調機房、網絡機房以及
中央空調系統占整棟建筑的能耗較大，對空調系統進行智能化節能改造具有很大
的經濟效益，是醫院進行節能改造的重點方向?？梢?，醫院建設智慧能源管理系
統，有助于醫院發現能源系統薄弱環節，為調整優化管理方向及重點措施提供依
據，支撐高質量創建節約型醫院。
5AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺5.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺充分結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫
院建筑評價標準》、《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》等行業規范、根據
醫院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數據，監測以
電能質量、智慧用電相關指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式
改革結合。能夠輔助醫院后勤管理人員進行能源供應系統及設備的運行管理工作，
幫助醫院管理層實時掌握醫院的能耗情況，為醫院能源信息化建設和節能管理提
供了良好的技術平臺。
5.2平臺組成
安科瑞醫院能源管理系統建立基于云平臺的“監、控、維”一體化的能源管理系
統，從數據采集、設備控制、數據分析、異常預警、運維派單、系統架構和綜合
數據服務等方面的設計，幫助醫院后勤管理部門全面了解醫院能源運行情況，關
注消防和電氣安全，及時預警異常情況，提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV
變電站電力監控系統、變電所運維云平臺，配電房綜合監控系統，能耗管理系統，
智能照明控制系統，智慧消防平臺，電氣火災監控系統，消防設備電源監控系統，
防火門監控系統，消防應急照明和疏散指示系統，充電樁管理系統，電能質量治
理解決方案，醫療隔離電源解決方案。
5.3平臺拓撲圖5.4平臺子系統
5.4.1醫院電力監控解決方案
電力監控系統實現對變壓器、柴油發電機、斷路器以及其它重要設備進行監視、
測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制中心及其他設備通信，實時
掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫院供電可靠性。
電力監控系統主要針對開閉所和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
出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫院重要設備如柴油發電機、無功補償裝
置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統狀態進行監測。
5.4.2醫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
關及大數據分析技術，通過智能網關采集現場數據并存儲在本地，再定時向云平
臺推送數據。平臺采集的數據包括變電所回路電氣參數和變壓器溫度、環境溫濕
度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發生10S 內通過短信和APP發出告
王鑫杰
技術交流： 安科瑞電氣股份有限公司
17321398360
摘要：在系統分析醫院能源管理現狀的基礎上，梳理醫院能源管理存在的突出問
題，提出建設醫院智慧能源管理系統，以綜合提升醫院行業能源管理水平。文章
設計了醫院智慧能源管理平臺的系統架構，明確了數據采集層、網絡傳輸層、管
理平臺層的功能定位，給出了管理系統應用功能建議。*后，以江蘇某醫院智慧
能源管理系統的建設實踐為例，通過數據分析對比表明了系統建設對醫院能源管
理工作的積極意義。
關鍵詞：醫院 ；能源管理 ；系統架構 ；系統功能
0引言
隨著我國醫藥體制的改革，醫院建設處于快速發展時期，相比較其他建筑，醫院
能源系統具有能耗組成復雜、能源形式多樣等特點，數據表明，我國醫院建筑能
耗是一般公共建筑的1.6~2倍。降低醫院能耗，提高能源使用效率，對醫院節能
減排尤為重要。在此情況下，醫院智慧能源管理系統作為有效的節能措施，在創
建節能環保醫院大環境下顯得更為重要。
1醫院能源管理現狀分析
醫院能源管理狀況進行分析可知，醫院在能源管理中還存在以下問題 ：
醫院用能設備數量與能源種類較多，對設備異常無法及時預警，造成醫院用能安
全隱患 ；醫院能源需求復雜，不同的功能區能源需求不同，同時醫院能源管理
缺少精細化的管控 ；醫院能源管理人員專業水平支撐不足，對醫院的能源使用
情況無法進行科學、合理的監督以及指導，容易造成能源浪費。
綜上所述，醫院在能源系統管理過程中還存在很多問題，具有相當大的改進空間，
通過本文的研究，提出適合醫院發展的智慧能源管理系統，提升醫院能源管理水
平。
2 醫院智慧能源管理系統架構研究
2.1總體架構
醫院智慧能源管理系統采用分層部署的組織架構，根據部署地點的不同劃分為三
層結構 ：管理平臺層、網絡傳輸層和數據采集層，如圖1所示。通過分層的架
構設計保證了系統穩定性與可靠性，同時各層布置方式可靈活配置，使得系統對
不同能源的適用性更高。2.2數據采集層
數據采集層是智慧能源管理系統的基礎層，是管理平臺對能源系統控制的依據。
數據采集層包含各類終端設備，應具有高速率、高精度采集特點 ；具備遠傳、
自診斷及自恢復的能力 ；支持通用的通信協議。
2.3網絡傳輸層
網絡傳輸層是智慧能源管理系統的連接層。網絡傳輸層將數據采集層的各類裝置
有機結合在一起，將數據傳輸至管理平臺 ；管理平臺通過網絡對現場執行器下
發指令，實現對能源系統的自動化控制。
2.4管理平臺層
管理平臺層是智慧能源管理系統的大腦，其通過設定的控制策略，經過網絡傳輸
層對數據采集層進行智能化管控，使得用能系統能夠自主、高效運行； 同時建
立預警機制，保障醫院能源系統安全。
3 系統功能研究
3.1能源設備設施管理
設立醫院設備臺賬，對設備使用年限及狀態進行全過程跟蹤，保證設備使用安
全 ；對醫院能源和設備設施進行能耗、工況的監測，提出節能改造方向 ；對設
備設施的事故進行記錄分析，提出預防方案，避免類似事故再發生。
3.2子系統智能控制
將不同的能源系統接至后臺，根據每個子系統運行特性建立對應的控制邏輯關系，
實現子系統智能化供給。如對照明系統進行場景控制，實現照明的精細化用能管
理和智能化節能控制；對配電系統進行分類分項計量與監控，保證用電安全。3.3運行數據分析
通過對醫院能源系統的數據統計、分析和對比，建立能耗曲線，挖掘可優化空間 ；
制定單位能耗指標，指導醫院能耗考核制度的建立 ；建立能耗公示及能耗審計
機制，加強醫院節能管理工作 ；通過系統分析，淘汰高污染、低效的能源系統，
改善醫院能源利用。
3.4運維作業管理
建立運維作業管理流程，利用其數據處理與分析能力，對系統實現全面監控 ；
制定運維計劃，對設備進行自動化巡檢，減少管理人員重復工作 ；通過累計的
運維記錄，提供專業的解決方案與保障措施。
本文以江蘇某醫院為例，通過已建設的醫院智慧能源管理系統，選取門診樓與住
院樓為研究對象，通過能源管理系統對醫院建筑用電量進行采集、分析，挖掘醫
院在日常管理過程中能耗方面存在的問題與改進的方向。
4 醫院智慧能源管理系統實踐
通過對門診樓設備組成情況進行分析，可知門診樓含有空調機房、網絡機房以及
中央空調系統占整棟建筑的能耗較大，對空調系統進行智能化節能改造具有很大
的經濟效益，是醫院進行節能改造的重點方向?？梢?，醫院建設智慧能源管理系
統，有助于醫院發現能源系統薄弱環節，為調整優化管理方向及重點措施提供依
據，支撐高質量創建節約型醫院。
5AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺5.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺充分結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫
院建筑評價標準》、《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》等行業規范、根據
醫院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數據，監測以
電能質量、智慧用電相關指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式
改革結合。能夠輔助醫院后勤管理人員進行能源供應系統及設備的運行管理工作，
幫助醫院管理層實時掌握醫院的能耗情況，為醫院能源信息化建設和節能管理提
供了良好的技術平臺。
5.2平臺組成
安科瑞醫院能源管理系統建立基于云平臺的“監、控、維”一體化的能源管理系
統，從數據采集、設備控制、數據分析、異常預警、運維派單、系統架構和綜合
數據服務等方面的設計，幫助醫院后勤管理部門全面了解醫院能源運行情況，關
注消防和電氣安全，及時預警異常情況，提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV
變電站電力監控系統、變電所運維云平臺，配電房綜合監控系統，能耗管理系統，
智能照明控制系統，智慧消防平臺，電氣火災監控系統，消防設備電源監控系統，
防火門監控系統，消防應急照明和疏散指示系統，充電樁管理系統，電能質量治
理解決方案，醫療隔離電源解決方案。
5.3平臺拓撲圖5.4平臺子系統
5.4.1醫院電力監控解決方案
電力監控系統實現對變壓器、柴油發電機、斷路器以及其它重要設備進行監視、
測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制中心及其他設備通信，實時
掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫院供電可靠性。
電力監控系統主要針對開閉所和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
出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫院重要設備如柴油發電機、無功補償裝
置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統狀態進行監測。
5.4.2醫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
關及大數據分析技術，通過智能網關采集現場數據并存儲在本地，再定時向云平
臺推送數據。平臺采集的數據包括變電所回路電氣參數和變壓器溫度、環境溫濕
度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發生10S 內通過短信和APP發出告
