唐雪陽(yáng)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

樓宇電梯節(jié)能改造，如何搭建合規(guī)可靠的電能計(jì)量體系

如今商業(yè)綜合體、醫(yī)院、高校、政務(wù)辦公樓等公共建筑，都在推進(jìn)機(jī)電設(shè)備節(jié)能升級(jí)，電梯作為全天持續(xù)運(yùn)行的大功率負(fù)載，是節(jié)能改造重點(diǎn)板塊。不少項(xiàng)目會(huì)配套加裝能量回饋裝置回收電梯再生電能，但在實(shí)際落地、節(jié)能收益核算、特種設(shè)備驗(yàn)收環(huán)節(jié)，很多運(yùn)維方都會(huì)在電能計(jì)量環(huán)節(jié)踩坑，今天結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，科普一套適配電梯場(chǎng)景的計(jì)量搭建思路。

一、電梯再生電能的計(jì)量邏輯科普

電梯運(yùn)行存在兩種工況：滿(mǎn)載下行、空載上行時(shí)，曳引機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量再生電能，傳統(tǒng)方案會(huì)通過(guò)制動(dòng)電阻以熱能形式消耗，造成能源浪費(fèi)；能量回饋裝置可將這部分直流電逆變?yōu)楣ゎl交流電回送電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電。想要精準(zhǔn)算出這套設(shè)備的真實(shí)節(jié)能效果，不能只裝單一塊電表，需要分別在變頻器直流母線(xiàn)側(cè)、回饋裝置并網(wǎng)交流側(cè)同步采集數(shù)據(jù)，兩套數(shù)據(jù)結(jié)合才能完成轉(zhuǎn)換效率核算，這也是GB/T32271-2015標(biāo)準(zhǔn)里明確的驗(yàn)收要求。

1. 直流母線(xiàn)側(cè)：采集電梯全部再生發(fā)電量再生電能最先匯集在電梯變頻器直流母線(xiàn)上，這里的電表需要記錄直流電壓、電流、雙向直流電能、實(shí)時(shí)功率，區(qū)分電梯耗電、發(fā)電兩種狀態(tài)，所有再生電能總量都依靠此點(diǎn)位儀表統(tǒng)計(jì)，是計(jì)算節(jié)能效率的輸入基準(zhǔn)。

2. 交流并網(wǎng)側(cè)：統(tǒng)計(jì)實(shí)際回饋至電網(wǎng)的電量直流電經(jīng)過(guò)逆變模塊轉(zhuǎn)換后送入市電電網(wǎng)，交流側(cè)儀表計(jì)量回饋上網(wǎng)的有功、無(wú)功電量，同時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)諧波、功率因數(shù)等電能質(zhì)量參數(shù)。逆變環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生少量損耗，通過(guò)直流輸入電量與交流回饋電量做差值，就能算出回饋裝置真實(shí)轉(zhuǎn)換效率。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)轉(zhuǎn)換效率有明確分級(jí)：25%、50%、100%額定負(fù)載工況下，轉(zhuǎn)換效率需分別達(dá)到85%、90%、95%，缺少任意一側(cè)計(jì)量數(shù)據(jù)，都無(wú)法完成能效校驗(yàn)，節(jié)能收益測(cè)算也會(huì)出現(xiàn)巨大偏差。

二、電梯機(jī)房計(jì)量?jī)x表核心硬性要求

結(jié)合電梯機(jī)房狹小空間、特種設(shè)備驗(yàn)收、長(zhǎng)期穩(wěn)定采集的現(xiàn)場(chǎng)條件，計(jì)量?jī)x表有幾項(xiàng)不可忽視的硬性標(biāo)準(zhǔn)：

1. 精度等級(jí)達(dá)標(biāo)交直流計(jì)量?jī)x表精度不得低于0.5級(jí)，普通1級(jí)導(dǎo)軌電表在電梯輕載發(fā)電、微小逆流工況下容易漏計(jì)電量，最終導(dǎo)致節(jié)能收益被嚴(yán)重低估，無(wú)法支撐節(jié)能托管收益結(jié)算。

2. 雙向計(jì)量功能必電梯母線(xiàn)、并網(wǎng)回路電能均存在雙向流動(dòng)，電網(wǎng)會(huì)給電梯供電，電梯也會(huì)反向送電，無(wú)雙向區(qū)分功能的儀表會(huì)正負(fù)電量抵消，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)完失真。

3. 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)能力逆變?cè)O(shè)備運(yùn)行易產(chǎn)生諧波，國(guó)標(biāo)規(guī)定回饋電流總諧波畸變率THDi≤5%，儀表需具備諧波分析功能，實(shí)時(shí)記錄諧波數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足供電部門(mén)、第三方驗(yàn)收核查要求。

4. 適配機(jī)房安裝與遠(yuǎn)程采集電梯機(jī)房配電箱空間有限，優(yōu)先選用DIN35標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式儀表，無(wú)需額外柜體；標(biāo)配RS485通訊接口，可多臺(tái)儀表組網(wǎng)，統(tǒng)一將電壓、電流、分時(shí)電量、諧波數(shù)據(jù)上傳至樓宇能源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看、自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。

三、分回路適配儀表選型方案

按照直流母線(xiàn)、交流并網(wǎng)兩個(gè)獨(dú)立計(jì)量點(diǎn)位，可搭配兩套標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)軌式計(jì)量?jī)x表，適配絕大多數(shù)新舊電梯改造項(xiàng)目：

1.變頻器直流母線(xiàn)計(jì)量?jī)x表

選用導(dǎo)軌式直流雙向電能表，支持雙路直流信號(hào)采集，0.5S高精度計(jì)量，適配電梯300V常規(guī)直流母線(xiàn)電壓，直接并聯(lián)接入變頻器母線(xiàn)正負(fù)極，不改動(dòng)電梯原有主回路接線(xiàn)，施工安全便捷。儀表獨(dú)立計(jì)量正向耗電、反向再生發(fā)電量，自動(dòng)記錄分時(shí)直流電量，搭配Modbus-RTU通訊協(xié)議，后臺(tái)可按月、按季度統(tǒng)計(jì)電梯再生發(fā)電總量，直觀(guān)體現(xiàn)回饋裝置的發(fā)電基數(shù)。

2.回饋裝置并網(wǎng)交流計(jì)量?jī)x表

回饋裝置與市電之間的交流回路，選用多功能三相導(dǎo)軌電力儀表，集成雙向有功無(wú)功計(jì)量、全次諧波監(jiān)測(cè)、功率因數(shù)、電壓電流超限報(bào)警功能，完整覆蓋并網(wǎng)側(cè)全部監(jiān)測(cè)參數(shù)。儀表可實(shí)時(shí)捕捉回饋上網(wǎng)電量，同步記錄諧波畸變數(shù)據(jù)，一旦THDi超標(biāo)、電壓異常自動(dòng)推送告警，提前規(guī)避電網(wǎng)污染、設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)；小巧導(dǎo)軌式機(jī)身，可直接嵌入電梯機(jī)房小型配電箱，適配老舊機(jī)房改造無(wú)擴(kuò)容空間的場(chǎng)景。

四、系統(tǒng)安裝、調(diào)試與長(zhǎng)期運(yùn)維要點(diǎn)

1. 前期現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)準(zhǔn)備加裝計(jì)量系統(tǒng)屬于電梯機(jī)電改造范疇，施工前需核實(shí)變頻器直流母線(xiàn)電壓等級(jí)、電網(wǎng)相序，提前排查原有電網(wǎng)諧波基礎(chǔ)值，避免后期數(shù)據(jù)受背景干擾；同時(shí)確認(rèn)施工單位具備電梯改造相關(guān)資質(zhì)，保障后續(xù)特種設(shè)備年檢順利通過(guò)。

2. 標(biāo)準(zhǔn)化接線(xiàn)規(guī)范直流儀表并聯(lián)在變頻器直流母線(xiàn)兩端；交流儀表串聯(lián)在回饋裝置與電網(wǎng)的并網(wǎng)線(xiàn)路中，所有二次接線(xiàn)做好絕緣包裹，遠(yuǎn)離電梯控制信號(hào)線(xiàn)，防止信號(hào)干擾造成數(shù)據(jù)跳變、采集中斷。

3. 現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)試錄入電梯額定功率、母線(xiàn)額定電壓、電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓，設(shè)置300Vdc左右回饋啟動(dòng)閾值，開(kāi)啟諧波超限、過(guò)壓、過(guò)流報(bào)警邏輯，搭配防逆流監(jiān)測(cè)功能。調(diào)試階段模擬滿(mǎn)載下行、空載上行等典型電梯工況，核對(duì)儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與回饋裝置本機(jī)參數(shù)，確保雙向電量累計(jì)準(zhǔn)確。

4. 長(zhǎng)期運(yùn)維價(jià)值整套計(jì)量系統(tǒng)可自動(dòng)留存數(shù)年分時(shí)電能、諧波、設(shè)備告警全量數(shù)據(jù)，一方面用于每年節(jié)能收益核算，量化電梯改造節(jié)電價(jià)值；另一方面完整歸檔監(jiān)測(cè)臺(tái)賬，可直接用于公共機(jī)構(gòu)節(jié)能申報(bào)、碳盤(pán)查、第三方現(xiàn)場(chǎng)核查，為樓宇能源數(shù)字化管理提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

結(jié)語(yǔ)

電梯能量回饋改造想要實(shí)現(xiàn)收益可量化、項(xiàng)目合規(guī)驗(yàn)收，一套交直流搭配的高精度雙向計(jì)量系統(tǒng)是核心配套。選擇導(dǎo)軌安裝、支持雙向分時(shí)計(jì)量、自帶諧波監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化儀表，既能一次性滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)驗(yàn)收規(guī)范，也能長(zhǎng)期穩(wěn)定采集樓宇機(jī)電能耗數(shù)據(jù)，助力公共建筑完成節(jié)能降碳數(shù)字化升級(jí)。