★ 陕西高盛工程技术有限公司 王岩，周炜

★ 西安明德理工学院 何斌

关键词：医院；电力系统；智慧供电

随着信息化行业的飞速发展， 人民生活场景中的信息化、智能化应用与老旧医院电气智慧化程度形成鲜明的对比。而患者在治疗中使用的设备、信息化等都是以医院电气的良好运行为基础的。所以，如何在现有的电力系统中做到智慧监控、智慧决策，是一个非常重要的问题。文献 [1] [2] 以节能的角度阐述了医院供电系统的设计思路。文献 [3] [4] 以业务流为基础，构建了能源管理平台，以科室独立核算为基础，对能源进行分摊，从而做到能源管理与医院成本运营为基础。文献 [5] 以医院电气运维难度大，各类医疗设备维护难等痛点，以智能化平台为基石，以专家报告为指导方向，对全院的电气系统进行改造。文献 [6] [7] 以医疗电气的行业标准规范为准则，分析了智慧供电在医院供配电系统运维及检修状态的优点，将电能的消耗对应到了设备，并进行了图像化展示。

以上的研究内容大多针对医院的电能分摊、成本计算为目的，没有考虑医院基础配电设施众多、分散，运维人员素质参差不齐等老旧医院的电气智慧化实施。本文依据某市结核病医院智慧供配电系统为项目实绩，通过采集、中转、监控为系统的整体架构方式，对老旧医院的一二期及变压器室进行实时监测和控制。做到数据采集、远程监视与控制，分析能耗科室特点，指导科室进行节能增效。

1   系统整体的硬件组成

医院智慧供电系统的整体框架如图1所示，针对一期、二期、低压配电室所有电气设备及环境参数进行集中监控。采集电压、电流、功率、电能质量、变压器温度等关键数据。支持远程分合闸控制与设备状态监测。提供可视化监控界面、报警管理、历史数据查询与分析功能；构建安全可靠、可扩展的电力监控平台。接入层采用数据采集网关对10kV综合保护设备、低压配电设备、温控设备等进行数据采集和控制，数据转存采用接入交换机和汇集交换机相连，将数据采集到服务器中。

图1 智慧供电系统整体框图

2   系统软件架构设计

医院智慧供电管理平台主要是对10kV变电所配电单线图系统显示、温度系统显示、各个关键设备（综合保护参数显示）、事件记录和报警信息显示、历史报表查询等模块组成。

整体系统分为现场设备层、通信层、集中控制层、展示层。

现场设备层： 采集网关负责电气设备与平台需要的数据采集工作，是整个系统的执行层，直接控制变压器、综合保护等设备。

网络层： 负责将设备层的数据实时传输到集中控制系统，并将控制层指令下发到现场设备层。起到“桥梁”作用，实现设备与软件系统的互联互通。主要的设备有接入交换机和汇聚交换机。

集中控制层： 实现供配电系统的集中监控、数据处理和控制策略执行。提供人机交互界面及故障预警、统计分析等功能。

展示层： 负责全局监控、集中管理、大数据分析、调度优化和业务管理的展示。通过客户端可以对整个医院的配电系统进行查看和控制。

3   系统软件画面

3.1   10kV系统单线图

针对10kV系统网络拓扑，设计了简洁的系统画面如图2所示， 可以监控10kv系统的电流、电压、功率等主要信息。如果需要查询图2中设备的详细监控参数，可以电机相应的设备，弹出该设备的主要参数。如图3所示。

图2 10kV系统单线图

图3 10kV系统设备详细图

3.2   事件记录和报警

所有的电气操作及报警事件都需要记录并且标注事件优先级，并对紧急故障进行标注显示如图4所示。

系统出现了断路器事故动作、保护动作和其他报警信息时，本系统可以控制警铃进行动作，并直接跳出报警画面和部位详细信息图。需要操作人员手动操作后方可以进行系统监控，否则画面固定，并且根据事故的定级，警铃的声音可以进行选择，并将报警的事件写入到系统关系数据库中。

电气模拟量和非电气模拟量可设置上限、上上限，当越限时：画面闪烁提示，并在报警提示窗里显示当前越限值。所有告警事件可打印记录和写盘保存。所有的告警和事件记录，通过不同的颜色显示定义其报警等级和报警的状态。

图4 事件记录和报警信息图

3.3   历史趋势和实时曲线

趋势曲线如图5所示，软件支持用鼠标拖拽和放大缩小局部实时信息的功能，系统的曲线分为实时和历史两大类。曲线是基于设备进行绘制和保存的。如继保装置的线电压、相电压、线电流、相电流等都是实时曲线，不停在显示画面中刷新。也可以根据时间和设备，查询某个设备某时间段的历史取曲线，可以进行曲线的放大、缩小等基本操作。

系统可以绘制单个或是多个物理量的趋势图，并对趋势进行合并图，可以直观地查看检测的物理量的趋势图。

可以记录多个用电回路的用电情况， 为专家分析提供数据支持。

可以查新每日、每月、每年的设备运行状况及主要物理量的对比分析图，可以分析上述数据的同比和环比，为专家分析提供数据支撑。

实时曲线和历史曲线都可以对展示的数据最大、最小、平均等进行计算，并判断出极值出现的时间等信息。

图5 历史趋势图

4   整体效益分析

4.1   项目投资效益

通过本次项目提升， 整个医院的用电安全和规范性得到了极大的提高，根据历史的报警和实时数据，根据行业专家建议，对整个系统的用电风险比较大的地方和用电量大的科室进行全面的梳理，提出了多项有针对性的节能省电建议。经过统计分析，整体项目全年可节约电能约6.7×105kW·h（67万度）。按国家通用火电折算标准计算，折合节约标准煤82.34吨，减少二氧化碳排放214.09吨，有效践行了绿色低碳发展理念，为节能减排工作贡献了重要力量，符合当前绿色发展的政策导向。

节能改造直接带来了显著的经济收益，按照当前工业/工商业电价标准测算，每年可节约用电费用约48.5万元。长期来看，改造后的供电系统运行稳定性提升，设备故障率降低，还可减少设备维修、保养等相关费用，进一步降低运营成本。

4.2   社会效益

本次改造提升了医院整体的供电系统的安全性和智慧化程度，优化了用电方式的选择及对节能做出了相应建议，有效改善了系统维护成本巨大的难题，提升了患者就医过程中的用电设备的用电安全性。

5   结论

本次医院智慧供电系统通过采用数据采集、数据中转、数据监控的简单三层数据架构，对原有的供电系统进行智慧化升级改造，并根据本系统采集到的数据进行分析整理，对多个科室用电情况进行了分析，并提出了多条节电措施，减少了电能的消耗又保证了供电的可靠性。获得了甲方的一致好评。

★ 基 金 项 目 ： 某 市 第 九 医 院 改 扩 建 项 目 工 程总 承 包 （EP C ） 1 0 kV 高 低 压 配 电 专 业 分 包 工 程（XM20220511005）。

作者简介：

王   岩（1990-），男，陕西渭南人，初级工程师，本科，现就职于陕西高盛工程技术有限公司，研究方向为电气工程及其自动化。

周   炜（1981-），男，陕西商洛人，中级工程师，本科，现就职于陕西高盛工程技术有限公司，研究方向为机械设计制造及其自动化。

何   斌（1985-），男，陕西西安人，高级工程师，硕士，现就职于西安明德理工学院，研究方向为控制理论与控制工程。

参考文献：

[1] 顾华. 医院综合楼的电气节能技术探究[J]. 智能建筑与智慧城市, 2025, (11) : 133 - 135.

[2] 郑良. 高质量发展背景下新建医院建筑电气设计探究[J]. 四川建材, 2024, 50 (04) : 230 - 232.

[3] 翁振锋, 覃卫, 宋文超, 等. 基于数据运营的医院能源智慧管理平台研究与探索[J]. 中国医院建筑与装备, 2025, 26 (01) : 62 - 66.

[4] 任毅, 许新蓉, 李磊, 等. 搭建基于 "BIM+物联网" 技术的医院后勤安全运维平台的实践与探索[J]. 现代医院,   2024, 24 (06) : 933 - 936 + 943.

[5] 张杰. 医院供配电系统节能设计及能效管理研究[J]. 资源节约与环保, 2024, (11) : 120 - 123.

[6] 许伟.某三级医院智慧配电系统设计探讨[J]. 建筑电气, 2024, 43 (11) : 24 - 28.

[7] 林坤河. 医疗建筑供配电设计探讨[J]. 福建建筑, 2020, (10) : 113 - 117.

摘自《自动化博览》2026年7月刊