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淺談電力能源管理平臺在綠色醫院建設中的應用

更新時間：2023-03-24

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胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：在先進醫療管理理念,我國相關部門倡導綠色醫院的建設,在建設過程中,電力能源管理系統的應用是相當關鍵的內容,具有重要的地位。利用當今信息科技的發展,結合電力系統的相關知識,使得在綠色醫院建設當中,能夠更有效率地提高電能的利用,同時降低成本、緩解資源浪費問題。本文主要講述綠色醫院建設中電力能源管理系統的應用,希望能給醫療管理部提供相關的建議。

關鍵詞：電力能源管理系統綠色醫院應用

1、綠色醫院與電力能源管理的概念

1.1綠色醫院

綠色醫院是在“綠色建筑"的基礎上，延伸出的一個概念，通過對醫院各個過程的分析，包括醫院的建設建立、能源的使用、產品的報廢等，進行有效地施工和管理，從而能夠實現對水、電等資源的合理運用，為保護環境做出一點貢獻。結合醫院各個方面能源消耗的分析情況，得到主要的消耗來源于電力能源的使用，因此，在建設綠色醫院的過程中，應用電力能源管理系統是的一部分。通過對電力能源管理系統的有效管理和運用，實現節約電力資源的目標，進而可以瞞住綠色醫院的發展需要。

1.2電力能源管理

從以往來看，醫院的電力能源管理大多數是利用人工手段進行管理，是通過許多人的巡查實施的。這樣的做法不僅會造成人力資源的浪費，對醫院的正常運轉有一定的影響，而且不利于實現綠色醫院的發展要求。由于出現這種情況，很多專業人員就此進行探討分析，結合當今信息時代技術的發展，比較多種行業中的電力能源管理的運用，建立了醫院的電力能源管理系統，目的在于實現綠色醫院中電力的科學自動化使用，提高了能源的管理，并且減少相關的人力成本。這樣的電力資源管理系統，即保證醫院的利益要求，也符合綠色醫院的發展，是值得提倡的。

2、目前醫院電力能源管理存在的問題

2.1電力能源管理的效率不高、效果不好

電力能源管理的目的是保證醫院的電能能夠進行正常地供應，供應的效果主要依靠于醫院電力設備的有效運行。在如今的時代中，電氣資源的利用程度不斷提高，醫院相關的服務對電力資源的使用也不斷在提升，這樣的情況對電力能源的管理者的要求越來越高。在壓力之下，人工電力能源管理出現的問題也就越來越高，不僅會引發系統的故障，造成管理的效率不高，而且容易對醫院整個電力系統的運行造成嚴重的影響，管理效果不佳，這樣對醫院的發展是非常不利的。

2.2電力能源管理的軟件工具選擇不恰當

當今是大數據時代，是以科學信息技術為基礎的時代，各行各業當中都會涉及相應的計算機技術，讓人們的生活變得更加方便、更加智能化。在醫院的電力能源管理中，如果能夠融入信息技術，形成自動化的電力能源管理系統，就可以更好地解決電力管理所存在的問題。然而，在當前的軟件應用市場中，各種各樣的電能管理軟件層出不窮，容易導致管理人員選擇困難，如若不能夠對軟件進行有效地分析和篩選，就會造成選擇的管理軟件與醫院實際的運行機制不相符合，不能體現管理軟件帶來的先進效果，反而會影響醫院資源的利用，同時不利于建設綠色醫院。

2.3電力能源管理系統的高技術管理人員缺乏

由于醫院電能管理系統不僅涉及到醫院用電管理、電力電工技術等知識，而且還包括計算機科學技術相關知識，所以對相關的管理人員的要求也是特別高的，需要懂得醫院的用電模式和信息技術。這就導致了目前醫院對電力能源管理人才的培養越來越難，相關的技術人員也很缺乏，于是在實際中，相關人員對系統不能夠有效管理，系統應用和維護的過程中出現的相關問題也不能得到妥善處理。這就影響了電力能源管理的應用效果，難以保證電能管理系統能夠對醫院營造更好的管理環境。

3、綠色醫院建設中電力能源管理系統的應用

3.1系統功能的綜合分析和可行性設計

通過對醫院電力能源相關需求的調查，之后進行綜合探討和分析，才能夠設計相關的電力能源管理系統。管理人員在進行電能系統的應用時，首先對醫院的相關電力能源管理進行需求分析，確定系統所需要實現的功能和性能要求，保證設計出的系統能夠滿足醫院的需要，并且在未來的一段時間內能夠有效率地對醫院的電能進行管理。

3.2選擇適合的管理系統網絡體系

一個有效的管理系統，是通過網絡設備實現軟件和硬件的合理連接，才能得到有效的系統整體，更好地實施電力能源的管理。目前的科技中，在相關的電力系統設計當中，大多數軟件使用的網絡體系是TCP/IP體系，這樣能夠降低網絡成本，提高建設網絡體系的效率，讓電能系統在適合的網絡環境中，更好地應用與醫院管理之中。

3.3提供基礎的系統運行支持

在電能管理系統的應用當中，需要全面地分析系統建設和實際運行所需要的基礎支持，才能確保系統能夠有效進行工作。這樣的基礎支持包括三個方面：第一是高技術人才的培養和管理，經過篩選、鍛煉和培訓等一系列方式，培養出技術高超的管理人員；第二是進行資金投入，能夠確保該系統的設計和應用得到相對應的經濟支持；第三是醫院和電能系統的有效融合，在系統的運行過程中，要確保醫院的相關環境能夠支撐該系統，使系統更好地服務于醫院。

4、AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺

4.1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。

4.2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。

4.3平臺拓撲圖

4.4平臺子系統

4.4.1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。

4.4.2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發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，即時發現運行缺陷并做消缺處理。

4.4.3醫院配電房綜合監控系統解決方案

Acrel-2000E配電室綜合監控系統，可實現開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、母線及電纜測溫監測、環境溫濕度監測、有害氣體監測、安防監控，可對燈光、風機、除濕機、空調控制等設備進行聯動控制。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，優化動力環境，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，實現配電動力環境的分布式遠程管理。

4.4.4醫院能耗管理系統解決方案

對建筑各類耗能設備能耗數據進行實時測量，對采集數據進行統計和分析。能夠合理的確定各科室建筑能耗經濟指標及績效考核指標，發現能源使用規律和能源浪費情況，提高人員主動節能的意識。

①搭建醫院智慧能源管理系統的基本框架，對各個用能環節進行實時監測；

②排碳數據化：通過系統可實現建筑單位內人均能耗分析（包括水、電、能量），實現低碳辦公數據化；

③區域能效比：實現建筑單位內區域能耗對比，方便能耗考核；

④同期能效比：實現同年、同期、同一區域能耗對比，方便節能數據分析；

⑤能耗評估管理：按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

⑥能耗競爭排名：各個科室能耗對比，實現能耗排名，增強全院工作人員的節能意識；

⑦對能耗的使用數據進行綜合的分析、統計、打印和查詢等功能，并根據能耗監測管理系統的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據；

⑧能耗數據采集，隨時查詢，并根據采集數據進行統計分析，監測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統信息化、自動化水平。

4.4.5醫院智能照明控制系統解決方案

醫院人流比較密集，科室較多，照明用電在醫院電能消耗中約占到15%左右。所以合理使用照明控制系統，在提升醫生和患者的體驗情況下大程度使用自然光照明，通過感應控制做到人來燈亮，人走燈滅或保持地強度照明，盡量解決照明用電。

ASL1000智能照明控制系統可以實現場景控制、時間控制、區域控制、光照度感應控制以及紅外感應控制等多種控制方式，能有效避免公共區域的照明浪費，還可以幫助醫院管理照明。

系統在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網關、耦合器、干接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導軌安裝。

安裝在控制現場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經過可以設定紅外感應控制亮燈，人離開后在設定的時間內熄燈，智能面板等手動控制設備，可實現自動控制、現場控制和值班室遠程控制相結合。

4.4.6醫院智慧消防平臺解決方案

智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

4.4.7醫院電氣火災監控系統解決方案

電氣火災監控系統作為火災自動報警系統的預警子系統，由電氣火災監控主機、電氣火災監控單元、剩余電流式電氣火災探測器以及測溫式電氣火災探測器組成，通過現場總線構成一套完整的預防電氣火災的監控系統，數據可集成至企業消控室監控系統。

醫院電氣火災監控系統以建筑為單位設置，采集數據后上傳至值班室監控主機，實現對建筑電氣安全預警。現場設置的傳感器監測配電系統回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發出報警信號，重點關注門診樓、住院樓、醫技樓等區域漏電或者電纜發熱等問題。

4.4.8醫院消防設備電源監控系統解決方案

醫院消防安全非常重要，消防設備比較多，消防設備電源監控系統主要功能就是用于監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

消防設備電源監控監控系統采用消防二總線，以建筑為單位設置區域分機采集消防設備電源狀態，區域分機通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關狀態信息，以此實現對消防設備電源工作狀態的實時監視。

4.4.9醫院防火門監控系統解決方案

醫院防火門數量比較多，由于部分區域經常有人走動，常開常閉防火門數量都不少，防火門監控系統的作用就是監測防火門開閉狀態，在發生火災后自動關閉常開防火門，防止煙霧擴散。防火門監控系統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接起來，用于監測和控制防火門狀態，當防火門發生異常位置信號時，防火門監控器能發出故障報警信號，指示故障報警部位并保存故障報警信息。發生火災時，關閉事故區域所有常開防火門，防止煙霧向安全區域擴散。

4.4.10醫院消防應急照明和疏散指示系統解決方案

醫院人員流動性強，密度大，消防比較復雜，一旦發生火災，疏散指示系統非常重要。消防應急照明和指示系統可以和火災報警系統聯動，提供應急照明和疏散路徑指示，指引人群快速找到疏散出口，并可以一鍵選擇疏散應急預案，提升人員逃生概率。

4.4.11醫院有源諧波治理系統解決方案

都是諧波源，比如X光機、CT機等都會產生大量諧波，諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現混亂。對于醫院的精密化驗設備可能會產生干擾。

為了消除配電系統諧波對醫院設備的影響，方案配置AnSin I有源濾波器，濾除電網2~31次諧波干擾。

AnSin I系列有源電力濾波裝置，以并聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量并實時注入電力系統，從而實現諧波治理和無功補償。

4.4.12醫院充電樁系統解決方案

醫院停車場有電動汽車和電動自行車，均需要提供充電樁。充電樁管理系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，解決物業、用電管理部門的充電樁使用、監控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式，電動汽車支持IC卡和掃碼充電方式。遠程充電樁系統可實時遠程完成啟動充電、強制停止、單價設置等控制指令，用戶可通過APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；能夠遠程控制，提供財務報表和數據分析等功能。

4.4.13醫院醫療隔離電源解決方案

《民用建筑電氣設計規范》14.7.6.3條明確規定：在電源突然中斷后，重大醫療危險的場所，應采用電力系統不接地（IT系統）的供電方式。同時《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002中規定：2類醫療場所在維持患者生命，外科手術和其他位于患者周圍的電氣裝置均應采用醫用IT系統。如：搶救室（門診手術室）、手術室、心臟監控治療室、導管介入室、血管照影檢查室等。

安科瑞電氣股份有限公司的醫療隔離電源解決方案是針對醫療Ⅱ類場所的供電需求而開發設計的，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關標準。