覆盖源网荷储充！医疗建筑能效管理平台，守护供电安全还减碳

一. 发 展 背 景

1.1 医疗需求不断升级

根据第七次人口普查数据，中国60岁及以上人口为2.64亿，65岁以上人口1.9亿，人口老龄化是社会发展的重要趋势，医疗服务数量和质量需求不断上升。

1.2 十四五发展规划，加大医院建设力度

《关于进一步深化改革促进乡村医疗卫生体系健康发展的意见》提出支持县级医院设施和服务能力建设，力争常住人口超过5万人或服务半径大的县(市、旗)至少有1所县级医院(包含中医医院)达到二级甲等医院医疗服务能力。

1.3 碳达峰碳中和，“双碳”政策

根据ARUP(奥雅纳)和HCWH(国际无害卫生保健组织)的报告，医疗部门的碳排放占全部碳排放的4.4%。这些碳排放来源于医疗行业中全供应链的各个环节:例如，医疗行业生产制造过程和医院运行所需的电力能源的生产和供应过程;与医院运行有关的活动所导致的排放。

1.4 政府鼓励医院数字化升级

《关于城市公立医院综合改革试点的指导意见》 国办发〔2015〕38号关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》 国办发〔2018〕26号国家卫生健康委办公厅关于印发医院智慧管理分级评估标准体系(试行)的通知》国卫办医函〔2021〕86号

相关标准文件

二. 针对“痛点”，解决方案思路

• 医疗行业要实现碳达峰、碳中和，需要尽量使用清洁能源，光伏发电具有波动性、间歇性的特点，医院需要配置一定规模的储能系统作为电能的“蓄水池”，平抑电能供给波动；还可以作为应急的后备电源；电动汽车普及带来的大量充电需求，可通过配置储能系统降低扩容需求，降低电力资产投资，柔性扩容。
• 未来医院内部的电网将由源（市政电网、分布式电源）、荷（可控负荷+不可控负荷）、储能、控制中心组成一个小型发、配、用的“微电网”系统，实现医疗行业双碳目标，医院侧的微电网是必然需求。
• 根据医院的微电网结构，设计自动保护装置，实现实时在线监测、故障报警，实现全面的自动化、数字化，同时电网、分布式电源、负荷、储能相关的各个子系统通过一个大平台统一调度、协调运行，这需要设计一套全面完整的EMS能效管理平台，实现全面能源管控。

三. AcrelEMS-MED医疗建筑能效管理平台解决方案

医疗建筑整个微电网系统由能量流和信息流两部分组成，医院内部电网一端连接市政大电网，同时将医院内的源（分布式光伏等）、内部配电网、负荷、储能、充电桩连接在一起，内部通讯网络一方面接受电网调度指令，也集中监视各子系统的运行状态、汇总采集各子系统的数据，网络互联、信息互通、高效互动。平台根据新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，调整各系统控制策略并远程下发，使医院微电网始终高效稳定运行。

在源、网、荷、储、充的各个关键节点安装监测、分析、保护、治理装置，通过高性能边缘计算网关采集数据并上传至医院微网平台，传感器+监测仪表+保护装置+治理装置+边缘网关+软件平台。

3.1.建筑标准设计图集

3.2.微电网能效管理平台拓扑图

3.3 微电网能效管理平台设计说明及图例

四. EMS-MED医疗建筑能效管理平台子系统功能

4.1. 子系统——电力监控

医院变电所连接市政电网，是医院电能的重要甚至是来源，是分布式光伏的并网点和医院内部电力分配的源头，是保障医院可靠供电的核心场所，需要对变电所实现完整的配电监控

• 对35kV至0.4kV配电涉及的变压器、开关、无功补偿柜、直流屏、母排及电缆等配电相关设备的电气参数、状态、温度进行实时监测，及时发出故障报警信息；
• 实时监测开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态，断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态；
• 实现对变电所温湿度、水浸、烟感、门磁、空调等环境量的监视和控制，保证变配电环境符合设备运行要求；
• 当出现电力故障时，发出报警信号，自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，保护一次设备，防止事故扩散，迅速恢复供电，并可记录故障波形，供后续进行故障分析。

配套的硬件产品

AM微机保护测控装置

35kV及以下弧光保护装置

开关柜综合测控装置用于3~35kV户内开关柜，适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜；

电气接点在线测温

电能质量在线监测装置

电能质量在线监测装置实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等电能质量，记录各类电能质量事件，记录事件发生前后的波形，辅助用户分析电能质量发生的原因，为后续的电能质量治理方案提供数据基础；

有源谐波治理装置

DSP+FPGA控制方式，响应时间短，全数字控制算法，运行稳定；一机多能，兼补谐波无功，可对2～51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿；具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能；模块化设计，体积小，安装便利，方便扩容；采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制，使用方便，易于操作和维护；多机并联，达到较高的电流输出等级；

有源无功补偿装置

线性输出，无功功率全容性-全感性输出的同时，可滤除5、7、11、13次以内的谐波;具备三相不平衡治理及稳压功能，提高0.4kV配电安全性;补偿后系统功率因数≥0.99;采用进口IGBT，功率密度大，可靠性高;采用DSP高速检测和运算的数字控制系统;监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过PC机实时监控;模块化并联设计，故障模块不影响正常模块的运行，可靠性高。

嵌入式多功能电力仪表

电能质量治理设备-ANHPD300谐波保护器

医疗机器设备如核磁共振成像 (MRI) 、螺旋式CT扫描仪、等对电能质量要求较高。ANHPD300主要由电压箝位、低通滤波器以及吸收器组成，可以抑制和吸收用户用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰，而且能随时跟踪电压波形，瞬时滤除电源中的尖峰、浪涌、杂波，矫正因谐波影响而产生的高次谐波，从源头消除谐波污染，为精密医疗设备用电提供保护功能。

4.2. 子系统—能耗管理

相关标准：GB/T 51153-2015 绿色医院建筑评价标准 , DB37/T 5079-2016 医院建筑能耗限额标准。

建筑能耗计量体系结构图

导轨式计量仪表

导轨式计量仪表安装在主要配电节点、重点用能设备等处，系统实时采集用电数据，对用电数据进行逐时、逐日、逐月分析，并结合国家、行业标准，统计医院整体碳排放，为碳中和提供基础数据服务。医院用能总量数据和强度数据可上传至政府监管平台，满足政府碳排放监管要求。

模块化多回路计量电表

ADF400L系列多用户电能表，通过模块组合的方式大可实现12路三相或36路单相的直接接入测量或12路三相互感器接入测量、直接接入和互感器接入的混合测量方式。一个主模块最多可带 36 个回路（12 路三相，36 路单相或者单三相混合不超过 36 个回路），一个直接接入模块一路三相或者三路单相，一个互感器接入模块两路三相。

物联网仪表

提供多种类型的电能计量仪表，导轨式安装，支持RS485、Lora、4G、WIFI等数据上传模式，可实现免布线、免停电施工。仪表可自带开口式电流互感器，可大大提高施工改造效率，降低施工成本。

能耗预付费子系统拓扑图

4.3. 子系统——智能照明控制

控制：通过上位机集中控制，区域控制：区域照明一键开关，感应控制：红外/光照度/雷达/微动感应，定时控制：设定时间自动开关，联动控制：接受外部条件联动控制，场景控制：预先设置不同场景进行切换。

智能照明开关驱动器

智能照明触摸屏

智能照明传感器

4.4. 子系统—电气安全

故障电弧探测器

ASCP电气防火限流式保护器

当低压配电回路发生短路故障时，ASCP电气防火限流式保护器能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，特别适合配套充电桩使用。

智能微型断路器+智能终端

方案优势：

1.易于现场改造，末端配电箱空间紧凑，该方案最多仅需在原有空间增加3P位空间，不需要改动原线路甚至扩箱。避免线路大改带来的隐患。

2.可监可控，在实现用电安全精细化管控的同时，可控制总开实现一键断电保护功能。

智能安全配电装置

安科瑞AISD系列智能安全配电装置主要针对低压配电系统由于线路老化、绝缘损坏而引起的漏电、触电和电气火灾等常见电气安全故障而设计。通过隔离技术，将市电转化为安全电，并通过安全电给用电设备供电。火线接地不起火，不漏电，单相接地故障不断电，以及人体误触火线不伤人等功能。能从根本上解决触电伤人，接地打火的电气安全问题。符合DB43/T 2064-2021 《安全用电智能装置通用技术要求》。

ANSNP中线安防保护装置

具备对 3N 次谐波和三相不平衡引起的中性线过电流均可治理，消除安全隐患；具有过流反馈功能，可以自主设定过电流反馈值，进一步保障中性线安全；具有风扇自动调速功能，进一步降低模块能耗和运行噪音；具备电能质量数据上传、中性线过流自动断路、后台数据监测等功能。

终端综合治理装置

可治理谐波、无功、中性线电流过大、三相不平衡；

具备谐振保护、温度保护、过流保护、过压保护、欠压保护等功能；

具备电能质量数据上传、模块地址自动识别、中性线过流自动断路、后台数据监测。

4.5 . 子系统—隔离电源

隔离电源：为手术室（局部IT供电系统）、重症监护室（全IT供电系统）等2类医疗场所提供洁净电力供应，绝缘监测、故障报警、负载监测、温度监测、故障定位。

4.6. 子系统——新能源管理

安科瑞微电网系统解决方案涵盖分布式光伏发电系统、储能系统、户用光储一体化系统、充电桩运营管理系统等。通过各类硬件结合软件解决方案，帮助用户将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起，灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备，保证企业微电网始终安全、可靠、节约、高效、经济、低碳的运行。

并网配套产品：防孤岛保护装置

AM5SEYG-IS/W6防孤岛保护装置主要适用于光伏发电、燃气发电、储能等新能源并网供电系统，防止电网停电时分布式电源向电网送电。具有：逆功率保护、频率保护（低频减载/高频保护）、频率突变跳闸、有压自动合闸、三段式过流保护（可经低电压闭锁、可带方向闭锁）、反时限过流保护（可经低电压闭锁）等保护功能

并网配套产品：电能质量监测装置

根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964的相关要求，光伏电站并网点应装设满足《电能质量检测设备通用要求》GB/T 19862标准要求的A类电能质量在线监测装置，且监测点应放置在并网点。对光伏电站可能引起的谐波、直流分量、电压波动和闪变、三相不平衡度、注入电网直流分量进行在线监测，装置具有通讯接口，具备远传电能质量数据功能，电能质量数据通过综合业务数据网上传至电能质量检测主站。

4.6.1 分布式储能

分布式储能配套产品

直流绝缘监测配套产品：AIMYG-D100-T系列通用型直流绝缘监测仪

直流绝缘监测配套产品：CA系列充电桩用绝缘监测仪

直流绝缘监测配套产品：AIMYG-D500-CA直流绝缘监测仪（配ACPD300耦合仪）

充电桩配套产品:  交/直流桩

充电桩配套产品: 分体式充电桩

充电桩配套产品: 电瓶车充电产品

电瓶车充电桩支持多路插座输出，满足多车同时充电，实现集中充电管理，减少私拉乱接；通过满电自停、过载保护、短路保护等功能减少电气火灾发生风险和人生安全事故，异常状态远程报警；支持投币、刷卡、WX心/支某宝扫码等多种支付手段。

五. 解决方案-运行流程

5.1 (有序用电) :  首先对医院内部用电负荷的重要性进行分级（可控、可中断、不可中断），实时监测变压器的负载率，当负载率超过设定的限值时，平台下发控制指令降低可控负荷（充电桩、景观照明等）的充电功率或直接停止供电。

5.2.( 需求响应) :  通过EMS平台记录的医院负荷的历史数据，再结合预测数据，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间；平台在需求响应时间段调整可控负荷功率、停止给可中断负荷供电。

5.3. ( 削峰填谷) : 通过平台记录的用电负荷历史数据，识别医院负荷的“峰”、“谷”出现的时间规律、功率、持续时间，经计算后合理设置储能系统的充放电时间段和持续时间，减少容量电费，降低用电成本，也可以降低扩容需求。

六. 平台功能界面

6.1 电力监控

6.2 电能质量

6.3 环境监测

6.4 能耗分析

6.5 水电费预付费管理

对照供电公司收费模式，电费可分为基础电费、尖峰平谷电费、力调电费、公摊电费等，并提供电费账单；对医院内职工宿舍进行水电收费管理，支持WX、支F宝等缴费方式；对职工宿舍进行负载管理，包括恶性负载识别管理、负载阈值管理，避免因为恶性负载引起火灾。

6.6. 智能照明

6.7 .电气安全

6.8. 微电网能量管理

光伏预测

6.9. 充电桩管理

监控电瓶车充电桩、汽车充电桩的实时状态，包括离线、故障、充电中、空闲等；监控变压器负荷并对充电桩进行功率控制，根据用电负荷柔性调节充电功率。对平台和充电桩的运营情况进行统计，并生成财务报表和运营报告，包括用户充值信息、充电量/充电金额/充电时长等充电信息、用户充值记录、用户消费记录等。

6.10 故障报警

6.11.设备档案

6.12. 运维管理

配置重要设备包括变压器、电气柜、高压电缆、空调主机、水泵等设备信息，配置设备二维码；流程化运维巡检、自动发布任务、巡检节点跟踪、缺陷处理跟进、报警联动消警、平台、APP通知；定期为用户生成月度报告、内容可在线编辑、定期邮箱发送、变电所环境监控、数据分析与评估、整改建议参考。

6.13.手机APP 

配置重要设备包括变压器、电气柜、高压电缆、空调主机、水泵等设备信息，配置设备二维码；流程化运维巡检、自动发布任务、巡检节点跟踪、缺陷处理跟进、报警联动消警、平台、APP通知；定期为用户生成月度报告、内容可在线编辑、定期邮箱发送、变电所环境监控、数据分析与评估、整改建议参考。

6.14. 用户报告

6.15. 碳排放报表

不同站点所在地区的碳排放系数不同，多种能源类型系数不同。平台支持灵活配置系数并自由组合成自定义报表。报表统计各项目在周期内的用能并核算出碳排放量数据

平台优势：使用方便，灵活，全面，安全，可靠，高效。

七. 典型案例分享

7.1 济南市某某东部医疗中心

本项目在配电线进线处配置安科瑞DTSDYG1352导轨式电能计量仪表351只， 在照明配电箱出线处配置ASLYG220-Sx/16智能照明开关驱动器107只，另外在走廊、车库等场合配置传感器ASLYG220-PM/T 290只。在各弱电井设置Abox数据融合终端，采集数据并上传至位于监控中心的AcrelEMS能效管理平台，最终实现对整个院区的能耗监测、智能照明控制。

医疗建筑作为大型公共建筑实施建筑能耗监测及上传的政策性要求，积极响应国家节约型医院建设和绿色建筑行动方案的要求；

实现对医疗中心各类能源使用过程的实时化、可视化、透明化集中监管，确保管理者可实时掌握医院用能的详细分布和流向，杜绝能源浪费；大幅提升医院用能计量考核的准确性和能耗统计汇总工作的效率, 帮助用户建立东部医疗中心各建筑、各部门科室、主要用能设备的用能指标考核体系以及定额管理机制，通过能耗超预警及时发现不合理用能并加以改善；为管理者提供节能监管的信息化管理手段和准确、可靠的节能改造决策依据。

本项目门诊大厅、走廊公共区域、病房、诊室、办公区域等区域是智能照明控制的对象。这些区域可以通过监控中心AcrelEMS平台做统一的照明管理与维护，编辑与修改定时计划；监控灯具工作状态，发生故障时能够及时报警，安排维护与检修；统计照明能耗，分析历史数据，为节能减排措施提供依据和支撑。

7.2  吉林某某医院智慧能源运管平台

1.针对各个配电室高压柜，低压柜上的多功能仪表进行组网通讯，一共430面低压柜，86面高压柜，共接入1700台仪表，

2.在所有高压柜以及，低压柜当中加装无线测温装置，ATE400 共456块, ATE300M共162台

3.各配电室高压柜加装导轨表共计66台、电能质量监测仪6台、弧光保护12台、局放82台。

4.每个配电室分别安装1台通讯屏/箱，现场设备接入ANet智能网关，由网关完成协议解析、报警生成、逻辑控制、本地存储等边缘计算任务，数据经医院院内网上传至AcrelEMS综合能效管理平台。

项目改造效果：改造前医院配电室设备老旧 ， 需要投入的运维人员较多  改造后实现了13座10/0.4kV变电站的数字化监控和自动运维 ，管理效率大幅提高  同时统计能耗数据 帮助医院配电室节能减排。

• 集中监视、 统一管理： 通过值班室的大屏集中监视整个医院配电室的变电所运行情况 ，统一管理。
• 规范作业流程： 制定日常巡检计划并自动下发到手机 APP ， 固化巡检流程。
• 故障报警、 现场排查： 通过手机APP、 短信、 语音等多 种方式随时随地接收报警信息 ， 报警关联生成消警单 ， 由巡检人员到现场核实报警情况后消除故障 ， 闭环处理。
• 数据统计、 智能分析： 自定义能耗报表 ， 自动生成能耗 数据和用户报告

7.3 上海某某医院 能源管理系统

能源管理系统借助于图形化手段，系统可根据医院建筑配电分布情况的能源消耗状况，定时段各类能源的流向图。

能源管理系统可以按照个科室进行能耗统计与显示。其中，日同比分析图展示各科室当日与昨日的能耗值对比图柱状图。

能源管理系统可以按照区域（楼栋）进行能耗统计与显示。区域用能采用棒图、累积图、饼图按日、过去31天统计用能进行能同比分析、趋势分析。

备品备件：能源管理系统可记录医院本次安全隐患排查改造的备品备件，医院可实时滚动备品备件使用情况。

能源管理系统实时采集柴油发电机运行状况，保障医院供电，对安全隐患及时预警。

八. 总 结

面对人口老龄化带来的医疗需求增长及“双碳”目标压力，医院建设正朝着绿色、智慧方向转型。AcrelEMS-MED医疗建筑能效管理平台应运而生，为核心痛点提供系统性解决方案。该平台通过构建融合“源（光伏）、网（电网）、荷（负荷）、储（储能）、充（充电桩）”的医院微电网，并集成电力监控、能耗管理、智能照明、电气安全及新能源管理等子系统，实现能源流的全景监视与智能调度。

不仅保障了医院供电的可靠性与医疗设备的用电安全，更能通过精细化的能效分析和优化控制，助力医院节能降耗、降低运营成本，最终推动医疗行业实现数字化升级与可持续发展目标。已有济南、吉林、江苏、浙江、宁夏、上海多地医院应用案例，显著提升管理效率、降低能耗与运维成本。