王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在先進醫(yī)療管理理念,我國相關部門倡導綠色醫(yī)院的建設,在建設過程中,電力能源管理系統(tǒng)的應用是相當關鍵的內(nèi)容,具有重要的地位。利用當今信息科技的發(fā)展,結合電力系統(tǒng)的相關知識,使得在綠色醫(yī)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(yī)院建設中電力能源管理系統(tǒng)的應用,希望能給醫(yī)療管理部提供相關的建議。
關鍵詞：電力能源管理系統(tǒng)綠色醫(yī)院應用
1、綠色醫(yī)院與電力能源管理的概念
1.1綠色醫(yī)院
綠色醫(yī)院是在“綠色建筑"的基礎上，延伸出的一個概念，通過對醫(yī)院各個過程的分析，包括醫(yī)院的建設建立、能源的使用、產(chǎn)品的報廢等，進行有效地施工和管理，從而能夠實現(xiàn)對水、電等資源的合理運用，為保護環(huán)境做出一點貢獻。結合醫(yī)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(yī)院的過程中，應用電力能源管理系統(tǒng)是重要的一部分。通過對電力能源管理系統(tǒng)的有效管理和運用，實現(xiàn)節(jié)約電力資源的目標，進而可以瞞住綠色醫(yī)院的發(fā)展需要。
1.2電力能源管理
從以往來看，醫(yī)院的電力能源管理大多數(shù)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(yī)院的正常運轉有一定的影響，而且不利于實現(xiàn)綠色醫(yī)院的發(fā)展要求。由于出現(xiàn)這種情況，很多專業(yè)人員就此進行探討分析，結合當今信息時代技術的發(fā)展，比較多種行業(yè)中的電力能源管理的運用，建立了醫(yī)院的電力能源管理系統(tǒng)，目的在于實現(xiàn)綠色醫(yī)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(tǒng)，即保證醫(yī)院的利益要求，也符合綠色醫(yī)院的發(fā)展，是值得提倡的。
2、目前醫(yī)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(yī)院的電能能夠進行正常地供應，供應的效果主要依靠于醫(yī)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(yī)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(xiàn)的問題也就越來越高，不僅會引發(fā)系統(tǒng)的故障，造成管理的效率不高，而且容易對醫(yī)院整個電力系統(tǒng)的運行造成嚴重的影響，管理效果不佳，這樣對醫(yī)院的發(fā)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(shù)據(jù)時代，是以科學信息技術為基礎的時代，各行各業(yè)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(yī)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(tǒng)，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(yī)院實際的運行機制不相符合，不能體現(xiàn)管理軟件帶來的先進效果，反而會影響醫(yī)院資源的利用，同時不利于建設綠色醫(yī)院。
2.3電力能源管理系統(tǒng)的高技術管理人員缺乏
由于醫(yī)院電能管理系統(tǒng)不僅涉及到醫(yī)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(yī)院的用電模式和信息技術。這就導致了目前醫(yī)院對電力能源管理人才的培養(yǎng)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(tǒng)不能夠有效管理，系統(tǒng)應用和維護的過程中出現(xiàn)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(tǒng)能夠對醫(yī)院營造更好的管理環(huán)境。
3、綠色醫(yī)院建設中電力能源管理系統(tǒng)的應用
3.1系統(tǒng)功能的綜合分析和可行性設計
通過對醫(yī)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(tǒng)。管理人員在進行電能系統(tǒng)的應用時，首先對醫(yī)院的相關電力能源管理進行需求分析，確定系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能和性能要求，保證設計出的系統(tǒng)能夠滿足醫(yī)院的需要，并且在未來的一段時間內(nèi)能夠有效率地對醫(yī)院的電能進行管理。
3.2選擇適合的管理系統(tǒng)網(wǎng)絡體系
一個有效的管理系統(tǒng)，是通過網(wǎng)絡設備實現(xiàn)軟件和硬件的合理連接，才能得到有效的系統(tǒng)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(tǒng)設計當中，大多數(shù)軟件使用的網(wǎng)絡體系是TCP/IP體系，這樣能夠降低網(wǎng)絡成本，提高建設網(wǎng)絡體系的效率，讓電能系統(tǒng)在適合的網(wǎng)絡環(huán)境中，更好地應用與醫(yī)院管理之中。
3.3提供基礎的系統(tǒng)運行支持
在電能管理系統(tǒng)的應用當中，需要全面地分析系統(tǒng)建設和實際運行所需要的基礎支持，才能確保系統(tǒng)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(yǎng)和管理，經(jīng)過篩選、鍛煉和培訓等一系列方式，培養(yǎng)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(tǒng)的設計和應用得到相對應的經(jīng)濟支持；第三是醫(yī)院和電能系統(tǒng)的有效融合，在系統(tǒng)的運行過程中，要確保醫(yī)院的相關環(huán)境能夠支撐該系統(tǒng)，使系統(tǒng)更好地服務于醫(yī)院。
4、AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺
4.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺充分結合《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價標準》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設技術導則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)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(shù)據(jù)，監(jiān)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(yī)院后勤管理人員進行能源供應系統(tǒng)及設備的運行管理工作，幫助醫(yī)院管理層實時掌握醫(yī)院的能耗情況，為醫(yī)院能源信息化建設和節(jié)能管理提供了良好的技術平臺。
4.2平臺組成
安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維"一體化的能源管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、設備控制、數(shù)據(jù)分析、異常預警、運維派單、系統(tǒng)架構和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計，幫助醫(yī)院后勤管理部門全面了解醫(yī)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(jiān)控系統(tǒng)、變電所運維云平臺，配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能耗管理系統(tǒng)，智能照明控制系統(tǒng)，智慧消防平臺，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)，防火門監(jiān)控系統(tǒng)，消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)，電能質量治理解決方案，醫(yī)療隔離電源解決方案。
4.3平臺拓撲圖
4.4平臺子系統(tǒng)
4.4.1醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案
電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設備進行監(jiān)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(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)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(shù)和用能情況。同時對醫(yī)院重要設備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。
4.4.2醫(yī)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(wǎng)關及大數(shù)據(jù)分析技術，通過智能網(wǎng)關采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地，再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所回路電氣參數(shù)和變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務到規(guī)定人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán)，提高運維效率，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。
4.4.3醫(yī)院配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控，可對燈光、風機、除濕機、空調控制等設備進行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，優(yōu)化動力環(huán)境，避免運行環(huán)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(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
4.4.4醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)解決方案
對建筑各類耗能設備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各科室建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識。
①搭建醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測；
②排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水、電、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；
③區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比，方便能耗考核；
④同期能效比：實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比，方便節(jié)能數(shù)據(jù)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(xiàn)能耗排名，增強全院工作人員的節(jié)能意識；
⑦對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)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(jù)；
⑧能耗數(shù)據(jù)采集，隨時查詢，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，監(jiān)測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。
4.4.5醫(yī)院智能照明控制系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院人流比較密集，科室較多，照明用電在醫(yī)院電能消耗中約占到15%左右。所以合理使用照明控制系統(tǒng)，在提升醫(yī)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(tǒng)可以實現(xiàn)場景控制、時間控制、區(qū)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(qū)域的照明浪費，還可以幫助醫(yī)院管理照明。
系統(tǒng)在配電箱內(nèi)的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網(wǎng)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(xiàn)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(jīng)過可以設定紅外感應控制亮燈，人離開后在設定的時間內(nèi)熄燈，智能面板等手動控制設備，可實現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠程控制相結合。
4.4.6醫(yī)院智慧消防平臺解決方案
智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)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(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，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(yī)院電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)作為火災自動報警系統(tǒng)的預警子系統(tǒng)，由電氣火災監(jiān)控主機、電氣火災監(jiān)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(xiàn)場總線構成一套完整的預防電氣火災的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成至企業(yè)消控室監(jiān)控系統(tǒng)。
醫(yī)院電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)以建筑為單位設置，采集數(shù)據(jù)后上傳至值班室監(jiān)控主機，實現(xiàn)對建筑電氣安全預警。現(xiàn)場設置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發(fā)出報警信號，重點關注門診樓、住院樓、醫(yī)技樓等區(qū)域漏電或者電纜發(fā)熱等問題。
4.4.8醫(yī)院消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院消防安全非常重要，消防設備比較多，消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測消防設備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災時消防設備可以正常投入使用。
消防設備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以建筑為單位設置區(qū)域分機采集消防設備電源狀態(tài)，區(qū)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(tài)信息，以此實現(xiàn)對消防設備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。
4.4.9醫(yī)院防火門監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院防火門數(shù)量比較多，由于部分區(qū)域經(jīng)常有人走動，常開常閉防火門數(shù)量都不少，防火門監(jiān)控系統(tǒng)的作用就是監(jiān)測防火門開閉狀態(tài)，在發(fā)生火災后自動關閉常開防火門，防止煙霧擴散。防火門監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，用于監(jiān)測和控制防火門狀態(tài)，當防火門發(fā)生異常位置信號時，防火門監(jiān)控器能發(fā)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(fā)生火災時，關閉事故區(qū)域所有常開防火門，防止煙霧向安全區(qū)域擴散。
4.4.10醫(yī)院消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院人員流動性強，密度大，消防比較復雜，一旦發(fā)生火災，疏散指示系統(tǒng)非常重要。消防應急照明和指示系統(tǒng)可以和火災報警系統(tǒng)聯(lián)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(yī)院有源諧波治理系統(tǒng)解決方案
都是諧波源，比如X光機、CT機等都會產(chǎn)生大量諧波，諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)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(xiàn)混亂。對于醫(yī)院的精密化驗設備可能會產(chǎn)生干擾。
為了消除配電系統(tǒng)諧波對醫(yī)院設備的影響，方案配置AnSin I有源濾波器，濾除電網(wǎng)2~31次諧波干擾。
AnSin I系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，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(chǎn)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(tǒng)，從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。
4.4.12醫(yī)院充電樁系統(tǒng)解決方案
醫(yī)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(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，解決物業(yè)、用電管理部門的充電樁使用、監(jiān)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(tǒng)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(tǒng)發(fā)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(shù)據(jù)分析等功能。
4.4.13醫(yī)院醫(yī)療隔離電源解決方案
《民用建筑電氣設計規(guī)范》14.7.6.3條明確規(guī)定：在電源突然中斷后，重大醫(yī)療危險的場所，應采用電力系統(tǒng)不接地（IT系統(tǒng)）的供電方式。同時《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB50333-2002中規(guī)定：2類醫(yī)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(yī)用IT系統(tǒng)。如：搶救室（門診手術室）、手術室、心臟監(jiān)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(yī)療隔離電源解決方案是針對醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設計的，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監(jiān)護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關標準。
5、相關平臺部署硬件選型清單
5、小結
在如今的綠色醫(yī)院建設過程中，電力能源管理系統(tǒng)的應用是*主要的，也是不可忽視的。相關部門和人員應該提供相對應的支持，確保在電能系統(tǒng)應用的過程中，能夠更好地解決實際中的問題，更好地推進系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，做到節(jié)能減排，保護環(huán)境，推廣綠色理念的發(fā)展。
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