★ 陜西高盛工程技術有限公司 王巖，周煒

★ 西安明德理工學院 何斌

關鍵詞：醫院；電力系統；智慧供電

隨著信息化行業的飛速發展， 人民生活場景中的信息化、智能化應用與老舊醫院電氣智慧化程度形成鮮明的對比。而患者在治療中使用的設備、信息化等都是以醫院電氣的良好運行為基礎的。所以，如何在現有的電力系統中做到智慧監控、智慧決策，是一個非常重要的問題。文獻 [1] [2] 以節能的角度闡述了醫院供電系統的設計思路。文獻 [3] [4] 以業務流為基礎，構建了能源管理平臺，以科室獨立核算為基礎，對能源進行分攤，從而做到能源管理與醫院成本運營為基礎。文獻 [5] 以醫院電氣運維難度大，各類醫療設備維護難等痛點，以智能化平臺為基石，以專家報告為指導方向，對全院的電氣系統進行改造。文獻 [6] [7] 以醫療電氣的行業標準規范為準則，分析了智慧供電在醫院供配電系統運維及檢修狀態的優點，將電能的消耗對應到了設備，并進行了圖像化展示。

以上的研究內容大多針對醫院的電能分攤、成本計算為目的，沒有考慮醫院基礎配電設施眾多、分散，運維人員素質參差不齊等老舊醫院的電氣智慧化實施。本文依據某市結核病醫院智慧供配電系統為項目實績，通過采集、中轉、監控為系統的整體架構方式，對老舊醫院的一二期及變壓器室進行實時監測和控制。做到數據采集、遠程監視與控制，分析能耗科室特點，指導科室進行節能增效。

1   系統整體的硬件組成

醫院智慧供電系統的整體框架如圖1所示，針對一期、二期、低壓配電室所有電氣設備及環境參數進行集中監控。采集電壓、電流、功率、電能質量、變壓器溫度等關鍵數據。支持遠程分合閘控制與設備狀態監測。提供可視化監控界面、報警管理、歷史數據查詢與分析功能；構建安全可靠、可擴展的電力監控平臺。接入層采用數據采集網關對10kV綜合保護設備、低壓配電設備、溫控設備等進行數據采集和控制，數據轉存采用接入交換機和匯集交換機相連，將數據采集到服務器中。

圖1 智慧供電系統整體框圖

2   系統軟件架構設計

醫院智慧供電管理平臺主要是對10kV變電所配電單線圖系統顯示、溫度系統顯示、各個關鍵設備（綜合保護參數顯示）、事件記錄和報警信息顯示、歷史報表查詢等模塊組成。

整體系統分為現場設備層、通信層、集中控制層、展示層。

現場設備層： 采集網關負責電氣設備與平臺需要的數據采集工作，是整個系統的執行層，直接控制變壓器、綜合保護等設備。

網絡層： 負責將設備層的數據實時傳輸到集中控制系統，并將控制層指令下發到現場設備層。起到“橋梁”作用，實現設備與軟件系統的互聯互通。主要的設備有接入交換機和匯聚交換機。

集中控制層： 實現供配電系統的集中監控、數據處理和控制策略執行。提供人機交互界面及故障預警、統計分析等功能。

展示層： 負責全局監控、集中管理、大數據分析、調度優化和業務管理的展示。通過客戶端可以對整個醫院的配電系統進行查看和控制。

3   系統軟件畫面

3.1   10kV系統單線圖

針對10kV系統網絡拓撲，設計了簡潔的系統畫面如圖2所示， 可以監控10kv系統的電流、電壓、功率等主要信息。如果需要查詢圖2中設備的詳細監控參數，可以電機相應的設備，彈出該設備的主要參數。如圖3所示。

圖2 10kV系統單線圖

圖3 10kV系統設備詳細圖

3.2   事件記錄和報警

所有的電氣操作及報警事件都需要記錄并且標注事件優先級，并對緊急故障進行標注顯示如圖4所示。

系統出現了斷路器事故動作、保護動作和其他報警信息時，本系統可以控制警鈴進行動作，并直接跳出報警畫面和部位詳細信息圖。需要操作人員手動操作后方可以進行系統監控，否則畫面固定，并且根據事故的定級，警鈴的聲音可以進行選擇，并將報警的事件寫入到系統關系數據庫中。

電氣模擬量和非電氣模擬量可設置上限、上上限，當越限時：畫面閃爍提示，并在報警提示窗里顯示當前越限值。所有告警事件可打印記錄和寫盤保存。所有的告警和事件記錄，通過不同的顏色顯示定義其報警等級和報警的狀態。

圖4 事件記錄和報警信息圖

3.3   歷史趨勢和實時曲線

趨勢曲線如圖5所示，軟件支持用鼠標拖拽和放大縮小局部實時信息的功能，系統的曲線分為實時和歷史兩大類。曲線是基于設備進行繪制和保存的。如繼保裝置的線電壓、相電壓、線電流、相電流等都是實時曲線，不停在顯示畫面中刷新。也可以根據時間和設備，查詢某個設備某時間段的歷史取曲線，可以進行曲線的放大、縮小等基本操作。

系統可以繪制單個或是多個物理量的趨勢圖，并對趨勢進行合并圖，可以直觀地查看檢測的物理量的趨勢圖。

可以記錄多個用電回路的用電情況， 為專家分析提供數據支持。

可以查新每日、每月、每年的設備運行狀況及主要物理量的對比分析圖，可以分析上述數據的同比和環比，為專家分析提供數據支撐。

實時曲線和歷史曲線都可以對展示的數據最大、最小、平均等進行計算，并判斷出極值出現的時間等信息。

圖5 歷史趨勢圖

4   整體效益分析

4.1   項目投資效益

通過本次項目提升， 整個醫院的用電安全和規范性得到了極大的提高，根據歷史的報警和實時數據，根據行業專家建議，對整個系統的用電風險比較大的地方和用電量大的科室進行全面的梳理，提出了多項有針對性的節能省電建議。經過統計分析，整體項目全年可節約電能約6.7×105kW·h（67萬度）。按國家通用火電折算標準計算，折合節約標準煤82.34噸，減少二氧化碳排放214.09噸，有效踐行了綠色低碳發展理念，為節能減排工作貢獻了重要力量，符合當前綠色發展的政策導向。

節能改造直接帶來了顯著的經濟收益，按照當前工業/工商業電價標準測算，每年可節約用電費用約48.5萬元。長期來看，改造后的供電系統運行穩定性提升，設備故障率降低，還可減少設備維修、保養等相關費用，進一步降低運營成本。

4.2   社會效益

本次改造提升了醫院整體的供電系統的安全性和智慧化程度，優化了用電方式的選擇及對節能做出了相應建議，有效改善了系統維護成本巨大的難題，提升了患者就醫過程中的用電設備的用電安全性。

5   結論

本次醫院智慧供電系統通過采用數據采集、數據中轉、數據監控的簡單三層數據架構，對原有的供電系統進行智慧化升級改造，并根據本系統采集到的數據進行分析整理，對多個科室用電情況進行了分析，并提出了多條節電措施，減少了電能的消耗又保證了供電的可靠性。獲得了甲方的一致好評。

★ 基 金 項 目 ： 某 市 第 九 醫 院 改 擴 建 項 目 工 程總 承 包 （EP C ） 1 0 kV 高 低 壓 配 電 專 業 分 包 工 程（XM20220511005）。

作者簡介：

王   巖（1990-），男，陜西渭南人，初級工程師，本科，現就職于陜西高盛工程技術有限公司，研究方向為電氣工程及其自動化。

周   煒（1981-），男，陜西商洛人，中級工程師，本科，現就職于陜西高盛工程技術有限公司，研究方向為機械設計制造及其自動化。

何   斌（1985-），男，陜西西安人，高級工程師，碩士，現就職于西安明德理工學院，研究方向為控制理論與控制工程。

參考文獻：

[1] 顧華. 醫院綜合樓的電氣節能技術探究[J]. 智能建筑與智慧城市, 2025, (11) : 133 - 135.

[2] 鄭良. 高質量發展背景下新建醫院建筑電氣設計探究[J]. 四川建材, 2024, 50 (04) : 230 - 232.

[3] 翁振鋒, 覃衛, 宋文超, 等. 基于數據運營的醫院能源智慧管理平臺研究與探索[J]. 中國醫院建筑與裝備, 2025, 26 (01) : 62 - 66.

[4] 任毅, 許新蓉, 李磊, 等. 搭建基于 "BIM+物聯網" 技術的醫院后勤安全運維平臺的實踐與探索[J]. 現代醫院,   2024, 24 (06) : 933 - 936 + 943.

[5] 張杰. 醫院供配電系統節能設計及能效管理研究[J]. 資源節約與環保, 2024, (11) : 120 - 123.

[6] 許偉.某三級醫院智慧配電系統設計探討[J]. 建筑電氣, 2024, 43 (11) : 24 - 28.

[7] 林坤河. 醫療建筑供配電設計探討[J]. 福建建筑, 2020, (10) : 113 - 117.

摘自《自動化博覽》2026年7月刊