一. 背景

1.1 醫(yī)療需求不斷升級(jí)

根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)，中國(guó)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(huì)發(fā)展的重要趨勢(shì)，醫(yī)療服務(wù)數(shù)量和質(zhì)量需求不斷上升。

1.2 政府鼓勵(lì)醫(yī)院數(shù)字化升級(jí)

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于城市公立醫(yī)院綜合改革試點(diǎn)的指導(dǎo)意見(jiàn)》 國(guó)辦發(fā)〔2015〕38號(hào)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見(jiàn)》 國(guó)辦發(fā)〔2018〕26號(hào)《國(guó)家衛(wèi)生健康委辦公廳關(guān)于印發(fā)醫(yī)院智慧管理分級(jí)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)體系(試行)的通知》國(guó)衛(wèi)辦醫(yī)函〔2021〕86 號(hào)。

1.3 十四五發(fā)展規(guī)劃，加大醫(yī)院建設(shè)力度

《關(guān)于進(jìn)一步深化改革促進(jìn)鄉(xiāng)村醫(yī)療衛(wèi)生體系健康發(fā)展的意見(jiàn)》提出支持縣級(jí)醫(yī)院設(shè)施和服務(wù)能力建設(shè)，力爭(zhēng)常住人口超過(guò)5萬(wàn)人或服務(wù)半徑大的縣(市、旗)至少有1所縣級(jí)醫(yī)院(包含中醫(yī)醫(yī)院)達(dá)到二級(jí)甲等醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)能力。

1.4 碳達(dá)峰碳中和

根據(jù)ARUP(奧雅納)禾HCWH(國(guó)際無(wú)害衛(wèi)生保健組織)的報(bào)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(lái)源于醫(yī)療行業(yè)中全供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié):例如，醫(yī)療行業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程和醫(yī)院運(yùn)行所需的電力能源的生產(chǎn)和供應(yīng)過(guò)程;與醫(yī)院運(yùn)行有關(guān)的活動(dòng)所導(dǎo)致的排放。

二. 解決方案思路

a. 醫(yī)療行業(yè)要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，需要盡量使用清潔能源，光伏發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，醫(yī)院需要配置一定規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)作為電能的“蓄水池”，平抑電能供給波動(dòng)；還可以作為應(yīng)急的后備電源；電動(dòng)汽車普及帶來(lái)的大量充電需求，可通過(guò)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)降低擴(kuò)容需求，降低電力資產(chǎn)投資，柔性擴(kuò)容。

b. 未來(lái)醫(yī)院內(nèi)部的電網(wǎng)將由源（市政電網(wǎng)、分布式電源）、荷（可控負(fù)荷+不可控負(fù)荷）、儲(chǔ)能、控制中心組成一個(gè)小型發(fā)、配、用的“微電網(wǎng)”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療行業(yè)雙碳目標(biāo)，醫(yī)院側(cè)的微電網(wǎng)是必然需求。

c. 根據(jù)醫(yī)院的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)自動(dòng)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警，實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化、數(shù)字化，同時(shí)電網(wǎng)、分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)大平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度、協(xié)調(diào)運(yùn)行，這需要設(shè)計(jì)一套全面完整的EMS能效管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全面能源管控。

三. 安科瑞解決方案

醫(yī)療建筑整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)由能量流和信息流兩部分組成，醫(yī)院內(nèi)部電網(wǎng)一端連接市政大電網(wǎng)，同時(shí)將醫(yī)院內(nèi)的源（分布式光伏等）、內(nèi)部配電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能、充電樁連接在一起，內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)一方面接受電網(wǎng)調(diào)度指令，也集中監(jiān)視各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、匯總采集各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息互通、高效互動(dòng)。平臺(tái)根據(jù)最新的電網(wǎng)價(jià)格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，調(diào)整各系統(tǒng)控制策略并遠(yuǎn)程下發(fā)，使醫(yī)院微電網(wǎng)始終高效穩(wěn)定運(yùn)行。

在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)、分析、保護(hù)、治理裝置，通過(guò)高性能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)并上傳至醫(yī)院微網(wǎng)平臺(tái)，傳感器+監(jiān)測(cè)儀表+保護(hù)裝置+治理裝置+邊緣網(wǎng)關(guān)+軟件平臺(tái)。

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(lái)源，是分布式光伏的并網(wǎng)點(diǎn)和醫(yī)院內(nèi)部電力分配的源頭，是保障醫(yī)院可靠供電的核心場(chǎng)所，需要對(duì)變電所實(shí)現(xiàn)完整的配電監(jiān)控

對(duì)35kV至0.4kV配電涉及的變壓器、開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償柜、直流屏、母排及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、狀態(tài)、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信息；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、地刀開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)，斷路器彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)及遠(yuǎn)方就地控制狀態(tài)；

實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所溫濕度、水浸、煙感、門磁、空調(diào)等環(huán)境量的監(jiān)視和控制，保證變配電環(huán)境符合設(shè)備運(yùn)行要求；

當(dāng)出現(xiàn)電力故障時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保護(hù)一次設(shè)備，防止事故擴(kuò)散，迅速恢復(fù)供電，并可記錄故障波形，供后續(xù)進(jìn)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(guò)上位機(jī)集中控制

區(qū)域控制：區(qū)域照明一鍵開(kāi)關(guān)

感應(yīng)控制：紅外/光照度/雷達(dá)/微動(dòng)感應(yīng)

定時(shí)控制：設(shè)定時(shí)間自動(dòng)開(kāi)關(guān)

聯(lián)動(dòng)控制：接受外部條件聯(lián)動(dòng)控制

場(chǎng)景控制：預(yù)先設(shè)置不同場(chǎng)景進(jìn)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(shù)室（局部IT供電系統(tǒng)）、重癥監(jiān)護(hù)室（全I(xiàn)T供電系統(tǒng)）等2類醫(yī)療場(chǎng)所提供潔凈電力供應(yīng)，絕緣監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、負(fù)載監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、故障定位。

3.7 新能源管理

光儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)、戶用光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)、充電樁運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等。通過(guò)各類硬件結(jié)合軟件解決方案，幫助用戶將分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車、電能路由器聚合在一起，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲(chǔ)能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設(shè)備，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經(jīng)濟(jì)、低碳的運(yùn)行。

3.8. 解決方案運(yùn)行流程

3.8.1 首先對(duì)醫(yī)院內(nèi)部用電負(fù)荷的重要性進(jìn)行分級(jí)（可控、可中斷、不可中斷），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的負(fù)載率，當(dāng)負(fù)載率超過(guò)設(shè)定的限值時(shí)，平臺(tái)下發(fā)控制指令降低可控負(fù)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(guò)EMS平臺(tái)記錄的醫(yī)院負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)，再結(jié)合預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng)，平臺(tái)可通過(guò)給儲(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調(diào)整充發(fā)電時(shí)間；平臺(tái)在需求響應(yīng)時(shí)間段調(diào)整可控負(fù)荷功率、停止給可中斷負(fù)荷供電。

3.8.3 通過(guò)平臺(tái)記錄的用電負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，識(shí)別醫(yī)院負(fù)荷的“峰”、“谷”出現(xiàn)的時(shí)間規(guī)律、功率、持續(xù)時(shí)間，經(jīng)計(jì)算后合理設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電時(shí)間段和持續(xù)時(shí)間，減少容量電費(fèi)，降低用電成本，也可以降低擴(kuò)容需求。

四. 系統(tǒng)軟件功能

4.1 電力監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高低壓配電柜的電壓、電流、功率等電力參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(biāo)聯(lián)動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵供配電設(shè)備運(yùn)行情況，如變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、UPS、直流屏等。

4.2 電能質(zhì)量

監(jiān)測(cè)醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析醫(yī)院電能質(zhì)量,判斷配電系統(tǒng)擾動(dòng)方向，生成電能質(zhì)量分析報(bào)告。

通過(guò)集中+就地整體電能質(zhì)量治理模式，提高整個(gè)醫(yī)療供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

4.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)

展示變配電站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)（包括當(dāng)前環(huán)境溫度值、濕度值、水浸、煙感、開(kāi)關(guān)門狀態(tài)、當(dāng)日溫度曲線、當(dāng)日濕度曲線、噪聲、局部放電、紅外、SF6氣體監(jiān)測(cè)、振動(dòng)和粉塵信息等）。當(dāng)日溫度曲線和當(dāng)日濕度曲線是用多個(gè)溫濕度傳感器同一時(shí)刻的最大

4.4 能耗分析

為醫(yī)院搭建計(jì)量體系，顯示醫(yī)院的能源流向和能源損耗，通過(guò)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?xì)狻⒗錈崃?、醫(yī)療氣體消耗量，同環(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

4.5 預(yù)付費(fèi)管理

對(duì)照供電公司收費(fèi)模式，電費(fèi)可分為基礎(chǔ)電費(fèi)、尖峰平谷電費(fèi)、力調(diào)電費(fèi)、公攤電費(fèi)等，并提供電費(fèi)賬單；對(duì)醫(yī)院內(nèi)職工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理，支持微信、支付寶等繳費(fèi)方式；對(duì)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識(shí)別管理、負(fù)載閾值管理避免因?yàn)閻盒载?fù)載引起火災(zāi)。

4.6 智能照明

單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。節(jié)能效果20%-50%，延長(zhǎng)燈具壽命15%-30%對(duì)光照度有要求的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制；對(duì)醫(yī)院道路照明實(shí)現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時(shí)間的定時(shí)控制；對(duì)停車庫(kù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)感應(yīng)控制。

4.7 電氣安全

監(jiān)測(cè)各電氣接點(diǎn)、母排溫度并實(shí)時(shí)預(yù)警；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)0.4kV饋線漏電電流，異常時(shí)報(bào)警；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)報(bào)警；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)及時(shí)報(bào)警；

監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供疏散應(yīng)急預(yù)案，燈具有異常時(shí)報(bào)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(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷情況，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。

電能質(zhì)量：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。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(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示，并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

儲(chǔ)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(yùn)行模式：峰谷模式、計(jì)劃曲線、需量控制等；

統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù)；

儲(chǔ)能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對(duì)比圖，實(shí)時(shí)掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。

光伏監(jiān)控：

光伏系統(tǒng)總出力情況

逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)，識(shí)別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)

輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)

并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析

光伏預(yù)測(cè)：

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(yù)報(bào)為基礎(chǔ)；

采用多維度同構(gòu)異質(zhì)BP、LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光功率預(yù)測(cè)方法

時(shí)間分辨率：15min

超短期未來(lái)4h預(yù)測(cè)精度＞90%

短期未來(lái)72h預(yù)測(cè)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(shí)時(shí)狀態(tài)，包括離線、故障、充電中、空閑等；

監(jiān)控變壓器負(fù)荷并對(duì)充電樁進(jìn)行功率控制，根據(jù)用電負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。

對(duì)平臺(tái)和充電樁的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成財(cái)務(wù)報(bào)表和運(yùn)營(yíng)報(bào)告，包括用戶充值信息、充電量/充電金額/充電時(shí)長(zhǎng)等充電信息、用戶充值記錄、用戶消費(fèi)記錄等。

4.10 故障報(bào)警

報(bào)警分類分級(jí)，報(bào)警訂閱，報(bào)警記錄，報(bào)警統(tǒng)計(jì)，語(yǔ)音播報(bào)。

4.11 設(shè)備檔案

設(shè)備登記、設(shè)備列表、保養(yǎng)記錄、保養(yǎng)提醒、巡檢項(xiàng)管理

4.12 運(yùn)維管理

配置重要設(shè)備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調(diào)主機(jī)、水泵等設(shè)備信息，配置設(shè)備二維碼；流程化運(yùn)維巡檢、自動(dòng)發(fā)布任務(wù)、巡檢節(jié)點(diǎn)跟蹤、缺陷處理跟進(jìn)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)消警、平臺(tái)、APP通知；定期為用戶生成月度報(bào)告、內(nèi)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(píng)估、整改建議參考。

4.13 手機(jī)APP

配置重要設(shè)備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調(diào)主機(jī)、水泵等設(shè)備信息，配置設(shè)備二維碼；流程化運(yùn)維巡檢、自動(dòng)發(fā)布任務(wù)、巡檢節(jié)點(diǎn)跟蹤、缺陷處理跟進(jìn)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)消警、平臺(tái)、APP通知；定期為用戶生成月度報(bào)告、內(nèi)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(píng)估、整改建議參考。

4.14 用戶報(bào)告

4.15 碳排放報(bào)表

不同站點(diǎn)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(tái)支持靈活配置系數(shù)并自由組合成自定義報(bào)表。報(bào)表統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)目在周期內(nèi)的用能并核算出碳排放量數(shù)據(jù).

4.16 平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

4.17 案例清單

五.總結(jié)

在人口老齡化醫(yī)療需求升級(jí)、政策推動(dòng)醫(yī)院數(shù)字化與建設(shè)，且醫(yī)療行業(yè)需踐行 “雙碳” 目標(biāo)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(tái)實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)控，最終達(dá)到保障醫(yī)療供電安全、降低能耗成本、提升運(yùn)維效率及減少碳排放的目標(biāo)。

審核編輯 黃宇