一. 背景

1.1 醫(yī)療需求不斷升級

根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)，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(fā)展的重要趨勢，醫(yī)療服務數(shù)量和質量需求不斷上升。

1.2 政府鼓勵醫(yī)院數(shù)字化升級

《國務院辦公廳關于城市公立醫(yī)院綜合改革試點的指導意見》 國辦發(fā)〔2015〕38號《國務院辦公廳關于促進“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》 國辦發(fā)〔2018〕26號《國家衛(wèi)生健康委辦公廳關于印發(fā)醫(yī)院智慧管理分級評估標準體系(試行)的通知》國衛(wèi)辦醫(yī)函〔2021〕86 號。

1.3 十四五發(fā)展規(guī)劃，加大醫(yī)院建設力度

《關于進一步深化改革促進鄉(xiāng)村醫(yī)療衛(wèi)生體系健康發(fā)展的意見》提出支持縣級醫(yī)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(yī)院(包含中醫(yī)醫(yī)院)達到二級甲等醫(yī)院醫(yī)療服務能力。

1.4 碳達峰碳中和

根據(jù)ARUP(奧雅納)禾HCWH(國際無害衛(wèi)生保健組織)的報告，全球醫(yī)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(yī)療行業(yè)中全供應鏈的各個環(huán)節(jié):例如，醫(yī)療行業(yè)生產(chǎn)制造過程和醫(yī)院運行所需的電力能源的生產(chǎn)和供應過程;與醫(yī)院運行有關的活動所導致的排放。

二. 解決方案思路

a. 醫(yī)療行業(yè)要實現(xiàn)碳達峰、碳中和，需要盡量使用清潔能源，光伏發(fā)電具有波動性、間歇性的特點，醫(yī)院需要配置一定規(guī)模的儲能系統(tǒng)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(tǒng)降低擴容需求，降低電力資產(chǎn)投資，柔性擴容。

b. 未來醫(yī)院內部的電網(wǎng)將由源（市政電網(wǎng)、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(fā)、配、用的“微電網(wǎng)”系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)療行業(yè)雙碳目標，醫(yī)院側的微電網(wǎng)是必然需求。

c. 根據(jù)醫(yī)院的微電網(wǎng)結構，設計自動保護裝置，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測、故障報警，實現(xiàn)全面的自動化、數(shù)字化，同時電網(wǎng)、分布式電源、負荷、儲能相關的各個子系統(tǒng)通過一個大平臺統(tǒng)一調度、協(xié)調運行，這需要設計一套全面完整的EMS能效管理平臺，實現(xiàn)全面能源管控。

三. 安科瑞解決方案

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

在源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關鍵節(jié)點安裝監(jiān)測、分析、保護、治理裝置，通過高性能邊緣計算網(wǎng)關采集數(shù)據(jù)并上傳至醫(yī)院微網(wǎng)平臺，傳感器+監(jiān)測儀表+保護裝置+治理裝置+邊緣網(wǎng)關+軟件平臺。

3.1 電力監(jiān)控方案

醫(yī)院變電所連接市政電網(wǎng)，是醫(yī)院電能的重要甚至是唯一來源，是分布式光伏的并網(wǎng)點和醫(yī)院內部電力分配的源頭，是保障醫(yī)院可靠供電的核心場所，需要對變電所實現(xiàn)完整的配電監(jiān)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(shù)、狀態(tài)、溫度進行實時監(jiān)測，及時發(fā)出故障報警信息；

實時監(jiān)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(tài)，斷路器彈簧儲能狀態(tài)及遠方就地控制狀態(tài)；

實現(xiàn)對變電所溫濕度、水浸、煙感、門磁、空調等環(huán)境量的監(jiān)視和控制，保證變配電環(huán)境符合設備運行要求；

當出現(xiàn)電力故障時，發(fā)出報警信號，自動、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)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(xù)進行故障分析

3.2 智能配電系統(tǒng)

3.3 能耗管理

3.4 照明控制

中央控制：通過上位機集中控制

區(qū)域控制：區(qū)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(lián)動控制：接受外部條件聯(lián)動控制

場景控制：預先設置不同場景進行切換

3.5 電氣安全-用電安全

3.6 醫(yī)用隔離電源

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

3.7 新能源管理

光儲充：安科瑞微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案涵蓋分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、戶用光儲一體化系統(tǒng)、充電樁運營管理系統(tǒng)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(tǒng)、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(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設備，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經(jīng)濟、低碳的運行。

3.8. 解決方案運行流程

3.8.1 首先對醫(yī)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(jiān)測變壓器的負載率，當負載率超過設定的限值時，平臺下發(fā)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。

3.8.2 通過EMS平臺記錄的醫(yī)院負荷的歷史數(shù)據(jù)，再結合預測數(shù)據(jù)，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調整充發(fā)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。

3.8.3 通過平臺記錄的用電負荷歷史數(shù)據(jù)，識別醫(yī)院負荷的“峰”、“谷”出現(xiàn)的時間規(guī)律、功率、持續(xù)時間，經(jīng)計算后合理設置儲能系統(tǒng)的充放電時間段和持續(xù)時間，減少容量電費，降低用電成本，也可以降低擴容需求。

四. 系統(tǒng)軟件功能

4.1 電力監(jiān)控

實時監(jiān)測高低壓配電柜的電壓、電流、功率等電力參數(shù)，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調。

實時監(jiān)測各配電室溫濕度煙感門磁水浸有害氣體等環(huán)境參數(shù)有害氣體超標聯(lián)動排風系統(tǒng)。

實時監(jiān)測關鍵供配電設備運行情況，如變壓器、柴油發(fā)電機、UPS、直流屏等。

4.2 電能質量

監(jiān)測醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析醫(yī)院電能質量,判斷配電系統(tǒng)擾動方向，生成電能質量分析報告。

通過集中+就地整體電能質量治理模式，提高整個醫(yī)療供配電系統(tǒng)的電能質量。

4.3 環(huán)境監(jiān)測

展示變配電站內的環(huán)境狀態(tài)（包括當前環(huán)境溫度值、濕度值、水浸、煙感、開關門狀態(tài)、當日溫度曲線、當日濕度曲線、噪聲、局部放電、紅外、SF6氣體監(jiān)測、振動和粉塵信息等）。當日溫度曲線和當日濕度曲線是用多個溫濕度傳感器同一時刻的最大

4.4 能耗分析

為醫(yī)院搭建計量體系，顯示醫(yī)院的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助醫(yī)院分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域

采集醫(yī)院用電、用水、燃氣、冷熱量、醫(yī)療氣體消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

4.5 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(yī)院內職工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式；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。

4.6 智能照明

單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式。節(jié)能效果20%-50%，延長燈具壽命15%-30%對光照度有要求的特定區(qū)域實現(xiàn)調光控制；對醫(yī)院道路照明實現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時間的定時控制；對停車庫實現(xiàn)雷達感應控制。

4.7 電氣安全

監(jiān)測各電氣接點、母排溫度并實時預警；

實時監(jiān)測0.4kV饋線漏電電流，異常時報警；

實時監(jiān)測消防設備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時報警；

實時監(jiān)測建筑內防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時及時報警；

監(jiān)測建筑內消防應急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災時提供疏散應急預案，燈具有異常時報警；

4.8 微電網(wǎng)能量管理

主界面：微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷情況，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。

電能質量：對整個系統(tǒng)范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監(jiān)測。

儲能監(jiān)控：

系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)：電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù)；

運行模式：峰谷模式、計劃曲線、需量控制等；

統(tǒng)計電量、收益等數(shù)據(jù)；

儲能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對比圖，實時掌握儲能系統(tǒng)的整體運行水平。

光伏監(jiān)控：

光伏系統(tǒng)總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計

電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計，識別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統(tǒng)計(補貼收益、并網(wǎng)收益)

輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測

并網(wǎng)電能質量監(jiān)測及分析

光伏預測：

以海量發(fā)電和環(huán)境數(shù)據(jù)為根源；

以高精度數(shù)值氣象預報為基礎；

采用多維度同構異質BP、LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡光功率預測方法

時間分辨率：15min

超短期未來4h預測精度＞90%

短期未來72h預測精度＞80%

4.9 充電樁管理

監(jiān)控電瓶車充電樁、汽車充電樁的實時狀態(tài)，包括離線、故障、充電中、空閑等；

監(jiān)控變壓器負荷并對充電樁進行功率控制，根據(jù)用電負荷柔性調節(jié)充電功率。

對平臺和充電樁的運營情況進行統(tǒng)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。

4.10 故障報警

報警分類分級，報警訂閱，報警記錄，報警統(tǒng)計，語音播報。

4.11 設備檔案

設備登記、設備列表、保養(yǎng)記錄、保養(yǎng)提醒、巡檢項管理

4.12 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(fā)布任務、巡檢節(jié)點跟蹤、缺陷處理跟進、報警聯(lián)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(fā)送、變電所環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與評估、整改建議參考。

4.13 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(fā)布任務、巡檢節(jié)點跟蹤、缺陷處理跟進、報警聯(lián)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(fā)送、變電所環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與評估、整改建議參考。

4.14 用戶報告

4.15 碳排放報表

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

4.16 平臺優(yōu)勢

4.17 案例清單

五.總結

在人口老齡化醫(yī)療需求升級、政策推動醫(yī)院數(shù)字化與建設，且醫(yī)療行業(yè)需踐行 “雙碳” 目標的背景下，安科瑞提出醫(yī)院微電網(wǎng)能源管理解決方案，該方案涵蓋電力監(jiān)控、能耗管理等多模塊，依托EMS能效管理平臺實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)同調控，最終達到保障醫(yī)療供電安全、降低能耗成本、提升運維效率及減少碳排放的目標。

審核編輯 黃宇