建筑能耗作為能源消耗的重要部分，在我國已經(jīng)占到能源消耗總量的46%，居耗能首位。由于我國對建筑節(jié)能研究較晚，相關(guān)技術(shù)未能系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化，加上節(jié)能開發(fā)建設(shè)成本高，造成我國高能耗建筑比例大，在現(xiàn)有城鄉(xiāng)建筑中，只有不超過5%的建筑符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

為了實現(xiàn)建筑節(jié)能，滿足能源可持續(xù)發(fā)展，一方面需要大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，提高使用效率以節(jié)約能源；另一方面需要合理制定政策，發(fā)展節(jié)能市場，提倡可再生能源的利用，因此應(yīng)將建筑節(jié)能與可再生能源進(jìn)行有效結(jié)合。

太陽能具有取之不盡、用之不竭、無污染并且能夠自由利用等優(yōu)點，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以被安裝在建筑物的屋頂、外立面等構(gòu)成建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)。同時現(xiàn)代酒店中電梯數(shù)量十分可觀，電梯處于發(fā)電狀態(tài)可產(chǎn)生大量的可再生能源。將建筑光伏發(fā)電和電梯可再生能源綜合利用，進(jìn)行互補發(fā)電，不僅可以獲得可觀的電能，還能使電能穩(wěn)定。

可以籠統(tǒng)將酒店中的用電負(fù)荷分為照明負(fù)荷、動力負(fù)荷和工藝負(fù)荷，其中照明負(fù)荷包括照明燈具和插座用電，動力負(fù)荷包括風(fēng)機、空調(diào)、電梯、水泵等，工藝負(fù)荷是指為了滿足建筑生產(chǎn)、生活需要的用電負(fù)荷，如路由器、交換機等。在這些負(fù)荷中，有些在緊急情況下是不允許斷電的，如避難走道的應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志等應(yīng)急設(shè)備，電動防火卷簾等消防設(shè)備以及計算機控制系統(tǒng)，而有些在緊急情況下是可以斷電的，如熱水器、普通照明、風(fēng)機和空調(diào)等。

目前酒店中常采用柴油發(fā)電機和蓄電池作為應(yīng)急電源，存在不少缺點：噪聲大、污染環(huán)境、過載能力小、抗沖擊能力差、體積大及壽命短。建筑光伏發(fā)電和電梯可再生能源具有清潔無污染、成本低、使用靈活等優(yōu)點，故可將其作為酒店的備用應(yīng)急電源，以進(jìn)一步提高可靠性。

目前對電梯可再生能源的主要利用途徑是就地消耗或者供給其他負(fù)荷，將其用于備用應(yīng)急電源尚處于起步階段。文獻(xiàn)[9]指出能量管理目標(biāo)是為系統(tǒng)提供可靠穩(wěn)定的電力來源，并盡可能多地使用光伏等可再生能源，減少柴油的使用量，增加柴油發(fā)電機組的維護周期。

文獻(xiàn)[10]提出了由光伏、蓄電池、柴油發(fā)電機和負(fù)荷組成的光伏與柴油發(fā)電機互補微電網(wǎng)模型，并指出能量管理控制是以提供穩(wěn)定的電能為首要目標(biāo)，并盡可能多地利用光伏，同時使蓄電池比柴油發(fā)電機具有更高的優(yōu)先使用級。文獻(xiàn)[11]介紹了風(fēng)光柴蓄分布式微電網(wǎng)的管理控制，包括整個微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定控制和發(fā)電系統(tǒng)與用電負(fù)荷的功率平衡兩個方面。

本文利用建筑光伏發(fā)電和電梯可再生能源聯(lián)合發(fā)電，首先設(shè)計了酒店能量管理控制策略，核心就是通過檢測市電故障信號，根據(jù)可再生能源和蓄電池的狀態(tài)，通過開關(guān)的控制，實現(xiàn)對系統(tǒng)的能量管理，接著以嘉華酒店中的負(fù)荷為研究對象，進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計并進(jìn)行負(fù)荷匹配，最后對控制策略進(jìn)行了仿真。

1 電路原理圖設(shè)計

本文綜合利用建筑光伏發(fā)電和電梯可再生能源，一般情況下可再生能源不能滿足酒店所有負(fù)荷，故需尋找與可再生能源功率相匹配的酒店負(fù)荷。以此為基礎(chǔ)設(shè)計了酒店能量管理控制策略，其電路原理圖如圖1所示。

圖1 電路原理圖

圖1中，檢測控制電路用于故障信號、可再生能源和蓄電池相關(guān)電參數(shù)的檢測，并以此控制所有開關(guān)。開關(guān)K1為控制開關(guān)，用于控制蓄電池的充電。當(dāng)可再生能源充足且蓄電池未充滿時，K1閉合，可再生能源對蓄電池充電，此時應(yīng)注意避免過充。開關(guān)K2為控制開關(guān)，用于控制蓄電池的放電。

當(dāng)可再生能源不足且蓄電池能量充足時，K2閉合，由蓄電池和可再生能源一起進(jìn)行供電。當(dāng)利用蓄電池供電時，應(yīng)注意避免過放。開關(guān)K3為控制開關(guān)，用于控制市電或柴油發(fā)電機向負(fù)荷供電。當(dāng)可再生能源與蓄電池能量不能滿足負(fù)荷時，K3閉合，由市電或者柴油發(fā)電機進(jìn)行供電。開關(guān)K4為控制開關(guān)，用于選擇由柴油發(fā)電機供電。

當(dāng)可再生能源與蓄電池能量不能滿足負(fù)荷且市電故障時，K4閉合，由柴油發(fā)電機供電，此時K3閉合。開關(guān)K5為限制開關(guān)，用于限制允許斷電負(fù)荷的用電，當(dāng)市電故障時，K5斷開，禁止用電；當(dāng)市電無故障時，K5閉合，允許用電，由K2、K3、K4的組合選擇由可再生能源、蓄電池或者市電供電。

2 控制流程圖

根據(jù)圖1的電路原理圖和上文所說的工作原理，設(shè)計的能量管理控制策略流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)的能量管理控制策略：正常情況下，可以對允許斷電負(fù)荷進(jìn)行供電，當(dāng)可再生能源充足時，由可再生能源向負(fù)荷供電，此時，若蓄電池能量不足，則可再生能源對蓄電池進(jìn)行充電；當(dāng)可再生能源不足時，若蓄電池能量充足，由蓄電池和可再生能源一起供電，若蓄電池能量不足，則由市電和可再生能源一起向負(fù)載供電。

故障情況下，禁止斷電負(fù)荷用電，當(dāng)可再生能源充足時，由可再生能源向負(fù)荷供電，當(dāng)可再生能源不足時，若蓄電池能量充足，則由蓄電池向負(fù)荷供電；若蓄電池能量不足，則由柴油發(fā)電機和可再生能源一起進(jìn)行供電。

3 酒店負(fù)荷匹配（略）

嘉華酒店的建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)采用2586塊TSM-180的光伏電池，取綜合系數(shù)為0.8，則系統(tǒng)提供的功率為372.39kW。嘉華酒店共有11部電梯，主要參數(shù)見表1，全部選用奧的斯Regen能源再生電梯。

圖2 能量管理控制策略流程圖

表1 嘉華酒店電梯參數(shù)

嘉華酒店采用8臺變壓器，其中Tj5、Tj6為一組，兩臺分列運行，由Tj5供電的五層和一層景觀用電均為64kW，夜景燈為100kW，由Tj6變壓器供電的應(yīng)急照明功率為180kW，功率總和為408kW，小于系統(tǒng)總的可再生能量功率487.05kW，故可選擇可再生能源對四者供電，消防設(shè)備和應(yīng)急照明為不可停電負(fù)荷，景觀用電和夜景燈為可停電負(fù)荷。

4 仿真驗證（略）

經(jīng)過分析，可知仿真結(jié)果與設(shè)計的要求一致，說明本文所提出的能量管理控制策略能夠保證應(yīng)急照明的連續(xù)供電，協(xié)調(diào)分配可再生能源、蓄電池、市電和柴油發(fā)電機之間的能量，驗證了能量管理控制策略的正確性和有效性。

結(jié)論

本文設(shè)計了一種酒店能量管理控制策略，其核心就是依據(jù)檢測市電故障信號、可再生能源狀態(tài)信號以及蓄電池狀態(tài)信號，通過控制電路控制系統(tǒng)中5個開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的能量管理，保證可再生能源優(yōu)先和不許斷電負(fù)荷優(yōu)先，提高系統(tǒng)供電的可靠性和經(jīng)濟性。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的能量管理控制策略能達(dá)到控制目的。

目前，風(fēng)能也是常見的可再生能源，故應(yīng)將風(fēng)能引入酒店的能量管理控制策略中，以此進(jìn)一步研究風(fēng)能對該控制策略的影響。