建筑能耗作為能源消耗的重要部分，在我國已經占到能源消耗總量的46%，居耗能首位。由于我國對建筑節能研究較晚，相關技術未能系統化、標準化，加上節能開發建設成本高，造成我國高能耗建筑比例大，在現有城鄉建筑中，只有不超過5%的建筑符合節能標準。

為了實現建筑節能，滿足能源可持續發展，一方面需要大力發展節能技術，提高使用效率以節約能源；另一方面需要合理制定政策，發展節能市場，提倡可再生能源的利用，因此應將建筑節能與可再生能源進行有效結合。

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點，光伏發電系統可以被安裝在建筑物的屋頂、外立面等構成建筑光伏發電系統。同時現代酒店中電梯數量十分可觀，電梯處于發電狀態可產生大量的可再生能源。將建筑光伏發電和電梯可再生能源綜合利用，進行互補發電，不僅可以獲得可觀的電能，還能使電能穩定。

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

目前酒店中常采用柴油發電機和蓄電池作為應急電源，存在不少缺點：噪聲大、污染環境、過載能力小、抗沖擊能力差、體積大及壽命短。建筑光伏發電和電梯可再生能源具有清潔無污染、成本低、使用靈活等優點，故可將其作為酒店的備用應急電源，以進一步提高可靠性。

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荷，將其用于備用應急電源尚處于起步階段。文獻[9]指出能量管理目標是為系統提供可靠穩定的電力來源，并盡可能多地使用光伏等可再生能源，減少柴油的使用量，增加柴油發電機組的維護周期。

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

本文利用建筑光伏發電和電梯可再生能源聯合發電，首先設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，根據可再生能源和蓄電池的狀態，通過開關的控制，實現對系統的能量管理，接著以嘉華酒店中的負荷為研究對象，進行負荷統計并進行負荷匹配，最后對控制策略進行了仿真。

1 電路原理圖設計

本文綜合利用建筑光伏發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荷，故需尋找與可再生能源功率相匹配的酒店負荷。以此為基礎設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電參數的檢測，并以此控制所有開關。開關K1為控制開關，用于控制蓄電池的充電。當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，此時應注意避免過充。開關K2為控制開關，用于控制蓄電池的放電。

當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行供電。當利用蓄電池供電時，應注意避免過放。開關K3為控制開關，用于控制市電或柴油發電機向負荷供電。當可再生能源與蓄電池能量不能滿足負荷時，K3閉合，由市電或者柴油發電機進行供電。開關K4為控制開關，用于選擇由柴油發電機供電。

當可再生能源與蓄電池能量不能滿足負荷且市電故障時，K4閉合，由柴油發電機供電，此時K3閉合。開關K5為限制開關，用于限制允許斷電負荷的用電，當市電故障時，K5斷開，禁止用電；當市電無故障時，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

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

系統的能量管理控制策略：正常情況下，可以對允許斷電負荷進行供電，當可再生能源充足時，由可再生能源向負荷供電，此時，若蓄電池能量不足，則可再生能源對蓄電池進行充電；當可再生能源不足時，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載供電。

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

3 酒店負荷匹配（略）

嘉華酒店的建筑光伏發電系統采用2586塊TSM-180的光伏電池，取綜合系數為0.8，則系統提供的功率為372.39kW。嘉華酒店共有11部電梯，主要參數見表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

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變壓器供電的應急照明功率為180kW，功率總和為408kW，小于系統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，消防設備和應急照明為不可停電負荷，景觀用電和夜景燈為可停電負荷。

4 仿真驗證（略）

經過分析，可知仿真結果與設計的要求一致，說明本文所提出的能量管理控制策略能夠保證應急照明的連續供電，協調分配可再生能源、蓄電池、市電和柴油發電機之間的能量，驗證了能量管理控制策略的正確性和有效性。

結論

本文設計了一種酒店能量管理控制策略，其核心就是依據檢測市電故障信號、可再生能源狀態信號以及蓄電池狀態信號，通過控制電路控制系統中5個開關的關斷狀態，從而實現系統的能量管理，保證可再生能源優先和不許斷電負荷優先，提高系統供電的可靠性和經濟性。仿真結果表明，所設計的能量管理控制策略能達到控制目的。

目前，風能也是常見的可再生能源，故應將風能引入酒店的能量管理控制策略中，以此進一步研究風能對該控制策略的影響。