1. 項目概況

隨著近年來我國在醫療衛生的進步，為提高現代化管理水平和服務能力，加快智慧醫院建設，醫療場所近些年在大力實施互聯網+全流程改造升級。

醫院是公共建筑中功能最為復雜的建筑，為保障醫院的正常運轉，大量基礎設施和醫療設備需要安全、高效的能源供應保障系統。為了提升醫院的信息化管理水平，更加科學合理的促進醫院節能降耗工作，提高醫院后勤保障的能源管理技術手段，更加精細化的實現醫院各科室的能耗測評等工作。根據醫院的實際需求建設一套適合醫療行業專業醫院綜合能耗監測管理系統是非常必要的。醫院綜合能耗監測管理系統是根據《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，建設的一套包括電能計量、電力監控、電能質量治理、綜合能耗監測管理等技術服務的能源管理系統。系統能夠輔助醫院后勤管理人員進行能源供應系統及能耗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最佳的技術平臺

醫院在為人民健康保駕護航，它的安全運行是是一切救死扶傷活動的基礎。而目前，年限較久的醫院內各種用電設備和方法等均存在嚴重隱患和弊端，嚴重影響了醫院以及社會安全的建設，使得安全用電成為嚴重的隱患問題之一。因此加強醫院安全用電環境建設，把它作為目前醫院安全管理建設中一項至關重要的任務去完成，尤其是一下8類火災和用電隱患更應引起重視。

1) 病區加床普遍、疏散通道不暢、安全出口鎖閉:醫院走道、病房內、樓梯間臨時增設的床位和簡易床，易造成疏散通道堵塞；醫院為防止病人家屬無序探望，通常將安全出口加以鎖閉；夜間為防止偷盜行為的發生，醫院保安部門私自將安全出口進行鎖閉。

2) 用電設備數量多:醫院大量使用各類檢查、治療儀器和設備，往往用電數量大、用電荷載高，這種情況下多會因電器線路老化、觸點接觸不良、用電超負荷等引起電氣火災。

3) 用火或加熱設備多:治療用的紅外線、頻譜等加熱器械、放射機房內的X線機的電子能量在轉化為X射線時產生一定的熱能；酒精燈、煤氣燈等明火設施、電爐、烘箱等電熱設備，稍有不慎會造成火災；病理室在進行切片制作和處理過程中，經常使用乙醇、二甲笨等化學溶劑，在烘干時，極易發生火災等等。

4) 消防器材破損多:醫院內消防設備常常遭到安全意識不強、文明素養不高的人破壞。比如，醫院的安全疏散標志燈或應急照明燈、防火門閉門器被損壞，滅火器、消火栓內的水槍水袋被盜等等，一旦發生火災，影響人員逃生和初期火災撲救。

5) 建筑內部結構復雜，火災撲救難度大：醫院建筑主體部分有門診部、住院部、手術室等，輔助治療部分有放射、理療、病理生化檢驗等，后勤供給保障部分有藥房、制劑室和倉庫、車庫、配電房、鍋 爐房、設備維修間等。大部分建筑結構復雜，增大了傷亡機率。

6) 醫院按照對應規范應配備兩路及以上供電電源，并配備自備應急電源以保證對重要負荷的可靠供電。但是年限較久的醫院或建筑電源配置不符合要求，可靠性較低。用電設備維護不到位，高壓設備容量不足，絕緣老化不達標，預試大修超期，配電環境較差；低壓供電線路走徑混亂，且年久失修。

7) 電工配置不到位，業務水平薄弱：縣域部分醫院無專職電工或電工更換較為頻繁，對用電設備狀況不了解，業務水平及操作能力不足。

8) 安全生產監督檢查難度較大，常見隱患易反復：一是醫院實行全天24小時工作制，通常不能隨意停電，無法進行全面測試。二是醫院屬于救死扶傷的場所，性質較為特殊。如果存在大量火災隱患、用電隱患，不及時消除極有可能威脅公共安全。依據相關規定，需要采取臨時查封措施，這樣就勢必造成較大的負面影響，實施困難較大。 

2. 醫院需求

醫院能源管理系統的建立主要基于以下幾個方面需求：

新建醫院的供電系統在一次系統的設計上已經很好的保證了醫院供電可靠性，但是還需要對供電系統進行實時的監控；老舊醫院或建筑智能化程度很低，同時由于維修導致的配電結構混亂，導致的用電風險更大；因此適當的增加智能監控設備，對用電安全進行預警，對重要醫療設備運行工況和用能實時監視，這樣才能對供電系統可能存在的安全隱患和重要設備運行狀況有清楚、及時的了解。醫院配電系統運行維護人員對供配電系統要求有以下幾點：

1) 對項目變配電室各高低壓回路和變壓器溫度進行不間斷數據采集，實現遙測、遙信功能，并對異常工況進行預警，提高供電系統的安全可靠性并長期保持，特別是一級負荷，增加短信報警功能，并可通過移動端隨時隨地查看數據和缺陷申報，發布派工任務并監督執行；

2) 采集醫院各建筑、樓層、科室用電、用水、冷熱量等耗能數據，并形成各種能耗報表，要求可按照區域、科室、用電設備類型等進行區分；

3) 對UPS、發電機等應急電源工況實時監視，及時預警，確保醫院2類場所供電的可靠性和連續性；

4) 對醫院照明進行場景控制、區域控制、時間控制和感應控制，盡可能利用自然光源，降低能耗；

5) 對醫院診斷設備如CT機、X光機、核磁共振設備、生命維持系統設備電源進行不間斷監測，保證醫院精密設備的供電質量和運行可靠；

6) 實時監測手術室和重癥監護室IT配電系統的對地絕緣性能；

7) 實時監測末端用電回路的漏電電流和線纜溫度及異常報警；

8) 監測醫院消防設備電源狀態，發生異常及時預警；

9) 對醫院防火門狀態進行監測和控制；

10) 對門診樓、住院樓、醫技樓、辦公樓等人員密集的建筑消防疏散通道、出口有明顯的指示燈具，并可以通過不同應急預案進行緊急控制；

11) 監測門診樓、住院樓、醫技樓、辦公樓內部環境溫濕度，煙霧、CO、CO2等氣體監測和報警，對UPS間氫氣濃度進行監測和報警；

12) 以上監測數據，可通過瀏覽器、手機APP或短信等方式提供數據監測和異常報警，并可通過系統發布維保、巡檢及搶修派工任務。

3. 方案設計

3.1. 方案概述

下圖為典型醫療建筑的配電系統一次圖，從10kV配電室到末端用電回路，包括應急電源、UPS、IT配電系統等。

根據醫院能源管理系統相關要求，方案配置醫院能源管理云系統和相關系統解決方案。

n 電力監控子系統/變電所運維云平臺

n 智能照明控制子系統

n 電氣火災監控子系統

n 消防設備電源監控子系統

n 防火門監控子系統

n 消防應急照明和疏散子系統

n 智慧消防云平臺

n 醫療IT配電系統

n 電能質量監測和治理

n 能源管理云平臺

4.  網絡結構描述

方案建立基于云平臺的“監、控、維"一體化的能源管理系統，從數據采集、通信網絡、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。

電力監控系統實現對全部的斷路器進行監視、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；各間隔層單元保留應急手動操作跳、合閘手段，各就地單元相互獨立、互不影響，功能上不依賴于站控計算機，系統的可靠性和可用性強。

運維云平臺接入加裝在現場配電室內的智能儀表、智慧用電在線監控裝置、環境監測傳感器及攝像頭，用于實時監測各個配電室內煙霧，地溝進水，環境溫濕度，電纜接頭及線纜溫度，配電室門的開閉狀態，視頻畫面等。同時可以將本地的電力監控系統監測的電參量經數據轉發集成在云平臺上，從而達到遠程實時監控各個配電室的運行情況，在發生電參量超過設置值預警或環境異常變化時及時檢測到并手機APP或者短信報警給值班人員，可以及時響應安排維保人員到現場進行處理。

能源管理系統包含能耗數據采集、多維度能耗分析、能耗報表參數查詢等功能。通過分析能耗趨勢，為醫院的節能管理提供依據。設備管理功能包含照明智能控制、凈化空調監控、漏水智能檢測、醫用氣體檢測、空氣質量智能檢測等功能。通過監測設備的運行狀態，及時上報告警信息，同時通過對設備的智能控制，在保障醫療環境和醫療業務的同時，降低設備負荷，減少能源浪費。

智慧消防平臺涵蓋用電安全、消防設備電源監控、防火門監控、消防應急照明指示系統、煙霧報警、可燃氣體探測、消防水系統等監測和異常報警。

5. 系統功能

5.1電力監控子系統

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。

5.2. 電力監控子系統設備選型

變電所高低壓柜主要配置如下：

5.3. 電力監控子系統功能

l 實時監測

系統人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合分狀態、柴油發電機狀態、柴油液位、UPS狀態、電池信息等，以及有關故障、告警等信號。

l 詳細電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。

l 運行報表

查詢各回路或設備時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等. 

l 實時報警

電力監控系統具有實時報警功能，系統能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。電力監控系統具有實時語音報警功能，系統能夠對所有事件發出語音告警。

l 歷史事件查詢

電力監控系統能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

l 電能統計報表

電力監控系統以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。

l 用戶權限管理

電力監控系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

l 遙控操作

電力監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。例如配電系統維護人員可以通過監控系統的主界面點擊相應的斷路器遙信點調出遙控操作界面，可以及時執行調度系統或站內相應的操作命令。

l 網絡拓撲圖

電力監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。