覆蓋源網荷儲充！醫療建筑能效管理平臺，守護供電安全還減碳

一. 發 展 背 景

1.1 醫療需求不斷升級

根據第七次人口普查數據，中國60歲及以上人口為2.64億，65歲以上人口1.9億，人口老齡化是社會發展的重要趨勢，醫療服務數量和質量需求不斷上升。

1.2 十四五發展規劃，加大醫院建設力度

《關于進一步深化改革促進鄉村醫療衛生體系健康發展的意見》提出支持縣級醫院設施和服務能力建設，力爭常住人口超過5萬人或服務半徑大的縣(市、旗)至少有1所縣級醫院(包含中醫醫院)達到二級甲等醫院醫療服務能力。

1.3 碳達峰碳中和，“雙碳”政策

根據ARUP(奧雅納)和HCWH(國際無害衛生保健組織)的報告，醫療部門的碳排放占全部碳排放的4.4%。這些碳排放來源于醫療行業中全供應鏈的各個環節:例如，醫療行業生產制造過程和醫院運行所需的電力能源的生產和供應過程;與醫院運行有關的活動所導致的排放。

1.4 政府鼓勵醫院數字化升級

《關于城市公立醫院綜合改革試點的指導意見》 國辦發〔2015〕38號關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》 國辦發〔2018〕26號國家衛生健康委辦公廳關于印發醫院智慧管理分級評估標準體系(試行)的通知》國衛辦醫函〔2021〕86號

相關標準文件

二. 針對“痛點”，解決方案思路

• 醫療行業要實現碳達峰、碳中和，需要盡量使用清潔能源，光伏發電具有波動性、間歇性的特點，醫院需要配置一定規模的儲能系統作為電能的“蓄水池”，平抑電能供給波動；還可以作為應急的后備電源；電動汽車普及帶來的大量充電需求，可通過配置儲能系統降低擴容需求，降低電力資產投資，柔性擴容。
• 未來醫院內部的電網將由源（市政電網、分布式電源）、荷（可控負荷+不可控負荷）、儲能、控制中心組成一個小型發、配、用的“微電網”系統，實現醫療行業雙碳目標，醫院側的微電網是必然需求。
• 根據醫院的微電網結構，設計自動保護裝置，實現實時在線監測、故障報警，實現全面的自動化、數字化，同時電網、分布式電源、負荷、儲能相關的各個子系統通過一個大平臺統一調度、協調運行，這需要設計一套全面完整的EMS能效管理平臺，實現全面能源管控。

三. AcrelEMS-MED醫療建筑能效管理平臺解決方案

醫療建筑整個微電網系統由能量流和信息流兩部分組成，醫院內部電網一端連接市政大電網，同時將醫院內的源（分布式光伏等）、內部配電網、負荷、儲能、充電樁連接在一起，內部通訊網絡一方面接受電網調度指令，也集中監視各子系統的運行狀態、匯總采集各子系統的數據，網絡互聯、信息互通、高效互動。平臺根據新的電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況，調整各系統控制策略并遠程下發，使醫院微電網始終高效穩定運行。

在源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝監測、分析、保護、治理裝置，通過高性能邊緣計算網關采集數據并上傳至醫院微網平臺，傳感器+監測儀表+保護裝置+治理裝置+邊緣網關+軟件平臺。

3.1.建筑標準設計圖集

3.2.微電網能效管理平臺拓撲圖

3.3 微電網能效管理平臺設計說明及圖例

四. EMS-MED醫療建筑能效管理平臺子系統功能

4.1. 子系統——電力監控

醫院變電所連接市政電網，是醫院電能的重要甚至是來源，是分布式光伏的并網點和醫院內部電力分配的源頭，是保障醫院可靠供電的核心場所，需要對變電所實現完整的配電監控

• 對35kV至0.4kV配電涉及的變壓器、開關、無功補償柜、直流屏、母排及電纜等配電相關設備的電氣參數、狀態、溫度進行實時監測，及時發出故障報警信息；
• 實時監測開關柜內路斷路器、手車、隔離開關、負荷開關、地刀開關的分合狀態，斷路器彈簧儲能狀態及遠方就地控制狀態；
• 實現對變電所溫濕度、水浸、煙感、門磁、空調等環境量的監視和控制，保證變配電環境符合設備運行要求；
• 當出現電力故障時，發出報警信號，自動、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統中切除，保護一次設備，防止事故擴散，迅速恢復供電，并可記錄故障波形，供后續進行故障分析。

配套的硬件產品

AM微機保護測控裝置

35kV及以下弧光保護裝置

開關柜綜合測控裝置用于3~35kV戶內開關柜，適用于中置柜、手車柜、固定柜、環網柜等多種開關柜；

電氣接點在線測溫

電能質量在線監測裝置

電能質量在線監測裝置實時監測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質量，記錄各類電能質量事件，記錄事件發生前后的波形，輔助用戶分析電能質量發生的原因，為后續的電能質量治理方案提供數據基礎；

有源諧波治理裝置

DSP+FPGA控制方式，響應時間短，全數字控制算法，運行穩定；一機多能，兼補諧波無功，可對2～51次諧波進行全補償或指定特定次諧波進行補償；具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容；采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現參數設置和控制，使用方便，易于操作和維護；多機并聯，達到較高的電流輸出等級；

有源無功補償裝置

線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出的同時，可濾除5、7、11、13次以內的諧波;具備三相不平衡治理及穩壓功能，提高0.4kV配電安全性;補償后系統功率因數≥0.99;采用進口IGBT，功率密度大，可靠性高;采用DSP高速檢測和運算的數字控制系統;監控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監控;模塊化并聯設計，故障模塊不影響正常模塊的運行，可靠性高。

嵌入式多功能電力儀表

電能質量治理設備-ANHPD300諧波保護器

醫療機器設備如核磁共振成像 (MRI) 、螺旋式CT掃描儀、等對電能質量要求較高。ANHPD300主要由電壓箝位、低通濾波器以及吸收器組成，可以抑制和吸收用戶用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾，而且能隨時跟蹤電壓波形，瞬時濾除電源中的尖峰、浪涌、雜波，矯正因諧波影響而產生的高次諧波，從源頭消除諧波污染，為精密醫療設備用電提供保護功能。

4.2. 子系統—能耗管理

相關標準：GB/T 51153-2015 綠色醫院建筑評價標準 , DB37/T 5079-2016 醫院建筑能耗限額標準。

建筑能耗計量體系結構圖

導軌式計量儀表

導軌式計量儀表安裝在主要配電節點、重點用能設備等處，系統實時采集用電數據，對用電數據進行逐時、逐日、逐月分析，并結合國家、行業標準，統計醫院整體碳排放，為碳中和提供基礎數據服務。醫院用能總量數據和強度數據可上傳至政府監管平臺，滿足政府碳排放監管要求。

模塊化多回路計量電表

ADF400L系列多用戶電能表，通過模塊組合的方式大可實現12路三相或36路單相的直接接入測量或12路三相互感器接入測量、直接接入和互感器接入的混合測量方式。一個主模塊最多可帶 36 個回路（12 路三相，36 路單相或者單三相混合不超過 36 個回路），一個直接接入模塊一路三相或者三路單相，一個互感器接入模塊兩路三相。

物聯網儀表

提供多種類型的電能計量儀表，導軌式安裝，支持RS485、Lora、4G、WIFI等數據上傳模式，可實現免布線、免停電施工。儀表可自帶開口式電流互感器，可大大提高施工改造效率，降低施工成本。

能耗預付費子系統拓撲圖

4.3. 子系統——智能照明控制

控制：通過上位機集中控制，區域控制：區域照明一鍵開關，感應控制：紅外/光照度/雷達/微動感應，定時控制：設定時間自動開關，聯動控制：接受外部條件聯動控制，場景控制：預先設置不同場景進行切換。

智能照明開關驅動器

智能照明觸摸屏

智能照明傳感器

4.4. 子系統—電氣安全

故障電弧探測器

ASCP電氣防火限流式保護器

當低壓配電回路發生短路故障時，ASCP電氣防火限流式保護器能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，特別適合配套充電樁使用。

智能微型斷路器+智能終端

方案優勢：

1.易于現場改造，末端配電箱空間緊湊，該方案最多僅需在原有空間增加3P位空間，不需要改動原線路甚至擴箱。避免線路大改帶來的隱患。

2.可監可控，在實現用電安全精細化管控的同時，可控制總開實現一鍵斷電保護功能。

智能安全配電裝置

安科瑞AISD系列智能安全配電裝置主要針對低壓配電系統由于線路老化、絕緣損壞而引起的漏電、觸電和電氣火災等常見電氣安全故障而設計。通過隔離技術，將市電轉化為安全電，并通過安全電給用電設備供電。火線接地不起火，不漏電，單相接地故障不斷電，以及人體誤觸火線不傷人等功能。能從根本上解決觸電傷人，接地打火的電氣安全問題。符合DB43/T 2064-2021 《安全用電智能裝置通用技術要求》。

ANSNP中線安防保護裝置

具備對 3N 次諧波和三相不平衡引起的中性線過電流均可治理，消除安全隱患；具有過流反饋功能，可以自主設定過電流反饋值，進一步保障中性線安全；具有風扇自動調速功能，進一步降低模塊能耗和運行噪音；具備電能質量數據上傳、中性線過流自動斷路、后臺數據監測等功能。

終端綜合治理裝置

可治理諧波、無功、中性線電流過大、三相不平衡；

具備諧振保護、溫度保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護等功能；

具備電能質量數據上傳、模塊地址自動識別、中性線過流自動斷路、后臺數據監測。

4.5 . 子系統—隔離電源

隔離電源：為手術室（局部IT供電系統）、重癥監護室（全IT供電系統）等2類醫療場所提供潔凈電力供應，絕緣監測、故障報警、負載監測、溫度監測、故障定位。

4.6. 子系統——新能源管理

安科瑞微電網系統解決方案涵蓋分布式光伏發電系統、儲能系統、戶用光儲一體化系統、充電樁運營管理系統等。通過各類硬件結合軟件解決方案，幫助用戶將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起，靈活調整微電網控制策略并下發給儲能、充電樁、逆變器等系統與設備，保證企業微電網始終安全、可靠、節約、高效、經濟、低碳的運行。

并網配套產品：防孤島保護裝置

AM5SEYG-IS/W6防孤島保護裝置主要適用于光伏發電、燃氣發電、儲能等新能源并網供電系統，防止電網停電時分布式電源向電網送電。具有：逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護（可經低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護（可經低電壓閉鎖）等保護功能

并網配套產品：電能質量監測裝置

根據《光伏發電站接入電力系統的技術規定》GB/T 19964的相關要求，光伏電站并網點應裝設滿足《電能質量檢測設備通用要求》GB/T 19862標準要求的A類電能質量在線監測裝置，且監測點應放置在并網點。對光伏電站可能引起的諧波、直流分量、電壓波動和閃變、三相不平衡度、注入電網直流分量進行在線監測，裝置具有通訊接口，具備遠傳電能質量數據功能，電能質量數據通過綜合業務數據網上傳至電能質量檢測主站。

4.6.1 分布式儲能

分布式儲能配套產品

直流絕緣監測配套產品：AIMYG-D100-T系列通用型直流絕緣監測儀

直流絕緣監測配套產品：CA系列充電樁用絕緣監測儀

直流絕緣監測配套產品：AIMYG-D500-CA直流絕緣監測儀（配ACPD300耦合儀）

充電樁配套產品:  交/直流樁

充電樁配套產品: 分體式充電樁

充電樁配套產品: 電瓶車充電產品

電瓶車充電樁支持多路插座輸出，滿足多車同時充電，實現集中充電管理，減少私拉亂接；通過滿電自停、過載保護、短路保護等功能減少電氣火災發生風險和人生安全事故，異常狀態遠程報警；支持投幣、刷卡、WX心/支某寶掃碼等多種支付手段。

五. 解決方案-運行流程

5.1 (有序用電) :  首先對醫院內部用電負荷的重要性進行分級（可控、可中斷、不可中斷），實時監測變壓器的負載率，當負載率超過設定的限值時，平臺下發控制指令降低可控負荷（充電樁、景觀照明等）的充電功率或直接停止供電。

5.2.( 需求響應) :  通過EMS平臺記錄的醫院負荷的歷史數據，再結合預測數據，決定以何種方式參與電網需求響應，平臺可通過給儲能系統下發控制策略，調整充發電時間；平臺在需求響應時間段調整可控負荷功率、停止給可中斷負荷供電。

5.3. ( 削峰填谷) : 通過平臺記錄的用電負荷歷史數據，識別醫院負荷的“峰”、“谷”出現的時間規律、功率、持續時間，經計算后合理設置儲能系統的充放電時間段和持續時間，減少容量電費，降低用電成本，也可以降低擴容需求。

六. 平臺功能界面

6.1 電力監控

6.2 電能質量

6.3 環境監測

6.4 能耗分析

6.5 水電費預付費管理

對照供電公司收費模式，電費可分為基礎電費、尖峰平谷電費、力調電費、公攤電費等，并提供電費賬單；對醫院內職工宿舍進行水電收費管理，支持WX、支F寶等繳費方式；對職工宿舍進行負載管理，包括惡性負載識別管理、負載閾值管理，避免因為惡性負載引起火災。

6.6. 智能照明

6.7 .電氣安全

6.8. 微電網能量管理

光伏預測

6.9. 充電樁管理

監控電瓶車充電樁、汽車充電樁的實時狀態，包括離線、故障、充電中、空閑等；監控變壓器負荷并對充電樁進行功率控制，根據用電負荷柔性調節充電功率。對平臺和充電樁的運營情況進行統計，并生成財務報表和運營報告，包括用戶充值信息、充電量/充電金額/充電時長等充電信息、用戶充值記錄、用戶消費記錄等。

6.10 故障報警

6.11.設備檔案

6.12. 運維管理

配置重要設備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調主機、水泵等設備信息，配置設備二維碼；流程化運維巡檢、自動發布任務、巡檢節點跟蹤、缺陷處理跟進、報警聯動消警、平臺、APP通知；定期為用戶生成月度報告、內容可在線編輯、定期郵箱發送、變電所環境監控、數據分析與評估、整改建議參考。

6.13.手機APP 

配置重要設備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調主機、水泵等設備信息，配置設備二維碼；流程化運維巡檢、自動發布任務、巡檢節點跟蹤、缺陷處理跟進、報警聯動消警、平臺、APP通知；定期為用戶生成月度報告、內容可在線編輯、定期郵箱發送、變電所環境監控、數據分析與評估、整改建議參考。

6.14. 用戶報告

6.15. 碳排放報表

不同站點所在地區的碳排放系數不同，多種能源類型系數不同。平臺支持靈活配置系數并自由組合成自定義報表。報表統計各項目在周期內的用能并核算出碳排放量數據

平臺優勢：使用方便，靈活，全面，安全，可靠，高效。

七. 典型案例分享

7.1 濟南市某某東部醫療中心

本項目在配電線進線處配置安科瑞DTSDYG1352導軌式電能計量儀表351只， 在照明配電箱出線處配置ASLYG220-Sx/16智能照明開關驅動器107只，另外在走廊、車庫等場合配置傳感器ASLYG220-PM/T 290只。在各弱電井設置Abox數據融合終端，采集數據并上傳至位于監控中心的AcrelEMS能效管理平臺，最終實現對整個院區的能耗監測、智能照明控制。

醫療建筑作為大型公共建筑實施建筑能耗監測及上傳的政策性要求，積極響應國家節約型醫院建設和綠色建筑行動方案的要求；

實現對醫療中心各類能源使用過程的實時化、可視化、透明化集中監管，確保管理者可實時掌握醫院用能的詳細分布和流向，杜絕能源浪費；大幅提升醫院用能計量考核的準確性和能耗統計匯總工作的效率, 幫助用戶建立東部醫療中心各建筑、各部門科室、主要用能設備的用能指標考核體系以及定額管理機制，通過能耗超預警及時發現不合理用能并加以改善；為管理者提供節能監管的信息化管理手段和準確、可靠的節能改造決策依據。

本項目門診大廳、走廊公共區域、病房、診室、辦公區域等區域是智能照明控制的對象。這些區域可以通過監控中心AcrelEMS平臺做統一的照明管理與維護，編輯與修改定時計劃；監控燈具工作狀態，發生故障時能夠及時報警，安排維護與檢修；統計照明能耗，分析歷史數據，為節能減排措施提供依據和支撐。

7.2  吉林某某醫院智慧能源運管平臺

1.針對各個配電室高壓柜，低壓柜上的多功能儀表進行組網通訊，一共430面低壓柜，86面高壓柜，共接入1700臺儀表，

2.在所有高壓柜以及，低壓柜當中加裝無線測溫裝置，ATE400 共456塊, ATE300M共162臺

3.各配電室高壓柜加裝導軌表共計66臺、電能質量監測儀6臺、弧光保護12臺、局放82臺。

4.每個配電室分別安裝1臺通訊屏/箱，現場設備接入ANet智能網關，由網關完成協議解析、報警生成、邏輯控制、本地存儲等邊緣計算任務，數據經醫院院內網上傳至AcrelEMS綜合能效管理平臺。

項目改造效果：改造前醫院配電室設備老舊 ， 需要投入的運維人員較多  改造后實現了13座10/0.4kV變電站的數字化監控和自動運維 ，管理效率大幅提高  同時統計能耗數據 幫助醫院配電室節能減排。

• 集中監視、 統一管理： 通過值班室的大屏集中監視整個醫院配電室的變電所運行情況 ，統一管理。
• 規范作業流程： 制定日常巡檢計劃并自動下發到手機 APP ， 固化巡檢流程。
• 故障報警、 現場排查： 通過手機APP、 短信、 語音等多 種方式隨時隨地接收報警信息 ， 報警關聯生成消警單 ， 由巡檢人員到現場核實報警情況后消除故障 ， 閉環處理。
• 數據統計、 智能分析： 自定義能耗報表 ， 自動生成能耗 數據和用戶報告

7.3 上海某某醫院 能源管理系統

能源管理系統借助于圖形化手段，系統可根據醫院建筑配電分布情況的能源消耗狀況，定時段各類能源的流向圖。

能源管理系統可以按照個科室進行能耗統計與顯示。其中，日同比分析圖展示各科室當日與昨日的能耗值對比圖柱狀圖。

能源管理系統可以按照區域（樓棟）進行能耗統計與顯示。區域用能采用棒圖、累積圖、餅圖按日、過去31天統計用能進行能同比分析、趨勢分析。

備品備件：能源管理系統可記錄醫院本次安全隱患排查改造的備品備件，醫院可實時滾動備品備件使用情況。

能源管理系統實時采集柴油發電機運行狀況，保障醫院供電，對安全隱患及時預警。

八. 總 結

面對人口老齡化帶來的醫療需求增長及“雙碳”目標壓力，醫院建設正朝著綠色、智慧方向轉型。AcrelEMS-MED醫療建筑能效管理平臺應運而生，為核心痛點提供系統性解決方案。該平臺通過構建融合“源（光伏）、網（電網）、荷（負荷）、儲（儲能）、充（充電樁）”的醫院微電網，并集成電力監控、能耗管理、智能照明、電氣安全及新能源管理等子系統，實現能源流的全景監視與智能調度。

不僅保障了醫院供電的可靠性與醫療設備的用電安全，更能通過精細化的能效分析和優化控制，助力醫院節能降耗、降低運營成本，最終推動醫療行業實現數字化升級與可持續發展目標。已有濟南、吉林、江蘇、浙江、寧夏、上海多地醫院應用案例，顯著提升管理效率、降低能耗與運維成本。