机关建筑能耗监测系统-能源管理平台建设方案合集3套方案.pdf

公共机构建筑能耗监测监管中心方案1公共机构建筑能耗监管中心方案公共机构建筑能耗监管中心方案同方股份有限公司公共机构建筑能耗监测监管中心方案2目目录录1 监管中心方案概述监管中心方案概述.11.1 系统总计架构.11.2 监管中心方案主要特色.31.2.1 采用统一，合理的分项能耗模型定义.31.2.2 规范合理的方法，保证数据的准确性.31.2.3 独有的能耗审计数据录入，复用能耗审计工作数据（可选）.41.2.4 独有的基于分项能耗数据的诊断平台（可选）.52 监管中心采用的分项能耗模型设计监管中心采用的分项能耗模型设计.62.1 定义分项能耗模型的基本思想.62.2 能耗分项模型的定义.62.2.1 底层能耗节点的定义.72.2.2 上层能耗节电的定义.82.2.3 能耗模型设计的原则和特点.93 后台处理软件及后台处理软件及 WEB 服务器软件系统设计服务器软件系统设计.113.1 软件系统组成.113.2 软件系统主要技术特点.123.3 系统软件功能介绍.143.3.1 总体框架.143.3.2 原始计量数据采集与存储软件及服务器.153.3.3 分项能耗数据计算软件.153.3.4 建筑配电支路信息配置软件.163.3.5 分项拆分计算后台软件.163.3.6 后台运行维护软件.173.3.7 公示管理软件.174 监管中心数据容量设计和网络带宽设计监管中心数据容量设计和网络带宽设计.184.1 数据容量设计.184.2 网络带宽设计.195 监管中心软硬件配置监管中心软硬件配置.20公共机构建筑能耗监测监管中心方案3插图目录插图目录图表 1XX 省公共机构建筑能耗监管中心总体架构示意图.1图表 2能耗审计数据的复用.错误！未定义书签。错误！未定义书签。图表 3能耗模型树形图.7图表 4软件系统组成.11图表 5拆分计算软件示意图.13图表 6诊断软件平台示意.14图表 7软件总体框架.14图表 8系统中的数据处理流程.15图表 9数据在拆分软件模块中的处理流程.16图表 10公示软件能耗总揽页.17公共机构建筑能耗监测监管中心方案11监管中心方案概述监管中心方案概述1.1 系统总计架构数据中心数据库服务器的构架见图 1 所示，该部分的功能是通过互联网将各楼网关转发的数据收集入数据库，即数据采集数据服务器，然后通过数据挖掘和计算整理，将能耗公示数据导入能耗公示服务器中，此时互联网各地各类型用户可通过软件或者网页访问能耗公示服务器，获知能耗信息。图表 1公共机构建筑能耗监管中心总体架构示意图数据获取监管中心获取能耗监测范围内公共建筑的能耗数据或下一级能耗监管中心转发的数据。因此有两种方式实现数据获取：1)直接接收监测范围内公共建筑的数据采集器发送的计量仪表原始数据公共机构建筑能耗监测监管中心方案22)接收下一级能耗监管中心定时转发的已经处理完成的能耗数据IBS 后台软件平台及 WEB 服务器本方案采用清华大学建筑节能研究中心和同方股份有限公司联合开发的能耗监管软件平台。即第三代政府机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗在线监测和实施分析系统（IBS 建筑节能管理平台）软件。IBS 建筑节能管理平台后台软件包括1)通讯系统软件：用于获取数据采集器采集的计量仪表原始数据或下一级数据中心转发的处理后的能耗数据。2)分精度计算软件：原始数据采集的频率一般为 115 分钟，对原始数据进行分精度整理，形成整点数据；数据单调性检查。3)支路能耗计算软件：将累计值转换为实际能耗；单相表处理；数据完整性处理；4)分项能耗计算软件：将支路能耗转化为分项能耗；IBS 建筑节能管理平台 WEB 服务器软件。基于 B/S 架构的服务器端软件，下辖各区县的能耗演示、横向比较；多建筑的一级分项能耗演示、横向比较；能耗图形和报表。IBS 建筑节能管理平台能耗审计数据服务器（可选部分）鉴于全国各省市包括 XX 省已经开展能耗审计工作。能耗审计工作主要通过人工采集数据的方式对建筑总能耗，水、电、热等分类能耗，空调用电、照明和插座用电、动力用电等用电一级分项进行统计。此外，也统计建筑功能、面积、人数等建筑基本状况。通过在线录入，能耗审计数据服务器可以存储并处理所有的通过能耗审计获取的数据。并通过 WEB 能耗演示平台进行演示。IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台（可选部分）能耗诊断平台具有以下功能：1)建筑能耗的评分系统建立2)建筑能耗问题自动诊断IBS 建筑节能管理平台运行管理子系统运行管理子系统安装于能耗监管中心工作站。用于监管中心运行维护人员对IBS 建筑节能管理平台运行情况进行监管。其主要功能有：1)各计量仪表原始数据查看2)各支路能耗数据查看3)分项计算后，各分项能耗数据查看4)报警功能，包括通讯异常报警，数据异常报警5)用户添加、删除、权限管理6)配电支路倒闸情况下的适应性处理公共机构建筑能耗监测监管中心方案31.2 监管中心方案主要特色1.2.1 采用统一，合理的分项能耗模型定义标准的分项能耗模型，满足建设部导则，申请标准的分项能耗模型，满足建设部导则，申请 ISO 标准标准IBS 建筑节能管理平台对水、电、气等能耗进行分类计量。对大型公建中构成复杂，难以表述清楚的用电进行分项计量。对电耗分成 32 个分项进行计量。包括 19 个底层分项和 13 个上层符合分项。该模型满足住房和城乡建设部国家机关办公建筑及大型公共建筑楼宇分项计量技术导则。国际标准化组织 ISO/TC163 技术委员会，成立 WG3 工作组，研究建立刻画建筑物实际用能状况的 ISO 标准。该工作组由清华大学建筑节能研究中心主持，即推荐此分项能耗模型。该能耗模型特点：1)分项详细，便于进行数据分析，寻找大型公建能耗漏洞，指出其节能潜力和节能方法。2)功能性：按照终端用能设备用能的不同特点，进行能耗划分。3)通用性：完全覆盖建筑中所有常见的用能设备4)可比性：通过横向比较比较不同建筑的分项能耗指标，得到清晰结论。支持多样化的能耗模型支持多样化的能耗模型对政府能耗监测平台来说，往往不需要监测很详细的分项能耗。比如只监测水、电、气分类能耗，建筑总用电，和导则要求的用电一级分项即可。用电一级分项包括：1)暖通空调用电2)照明和插座设备用电3)动力用电4)特殊功能设备用电IBS 建筑节能管理平台可以采用以上简单的能耗模型。便于政府监测平台降低单建筑监测造价，在同样的预算下，将更多的建筑纳入监测范围。对某些业主来说，不仅想获取分项能耗数据，还想获取分户能耗数据。IBS 建筑节能管理平台也可以根据具体需求对能耗模型进行调整。1.2.2 规范合理的方法，保证数据的准确性建筑实际配电系统与分项能耗不一致建筑实际配电系统与分项能耗不一致从建筑电气的角度，大型公共建筑的电力负荷一般分为照明负荷和动力负荷两种。照明负荷包括灯具、插座设备、计算机等 220V 单相电设备。动力负荷包括使用 380V三相电机的大功率设备，如电梯、冷机、水泵、风机等。公共机构建筑能耗监测监管中心方案4配电支路的划分与分项能耗模型的划分不一致，这就造成需要将某一“混合支路”中不同类型的用电设备的能耗拆分开。如某“照明支路”，包括室内照明、插座设备、厨房炊事设备、信息机房、空调末端风机盘管等多种设备用电。规范合理的能耗拆分计算方法规范合理的能耗拆分计算方法如何将“混合支路”中不同类型用电设备的能耗拆分开，是建筑能耗监测的重点和难点。一般有两种办法：1)多装表。这种方法不仅造成造价大幅度提高，在实际工程中也被证明是基本不可行的。因为要通过装表将“混合支路”中不同类型的用电设备的能耗分开，需要大量的电表，同时末端楼层配电箱也往往需要进行电路改造，工作量相当大。很多厂家往往为了工程实施下去，对一些无法拆分的“混合支路”不作处理。如“照明插座用电”往往包括“空调用电”“特殊功能设备用电”等。造成数据错误，无法进行后面的能耗监管和节能分析。2)间接计量方式。在全国范围内，仅 IBS 建筑节能管理平台采用能耗拆分计算的间接计量方式。按照一种算法，将直接计量得到的配电支路能耗，拆分为分项能耗。不仅降低装表数量，也是唯一可行得到准确分项能耗数据的方法。需要特别说明的是，虽然拆分算法有一定的不准确度，但一定比前一种在工程上不可行的方法得到的数据准确可靠。规范合理的系统设计方法规范合理的系统设计方法在建筑配电系统中的哪些支路上装表，有很多可能性。哪种方案得到的数据准确度更高。这是 IBS 建筑节能管理平台系统设计时需要解决的问题。好的装表方案可以在保证数据一定准确性的情况下，减少装表数量，节省项目投资。IBS 建筑节能管理平台的设计软件，可以对各种装表方案进行评价，系统设计阶段可以通过 IBS 建筑节能管理平台设计软件获得最有设计方案。1.2.3 独有的能耗审计数据录入，复用能耗审计工作数据（可选）将已有的建筑能耗审计工作获得的数据录入能耗审计数据服务器中，与通过实时采集获得的建筑分项能耗数据进行排名、比较。复用能耗审计工作数据，极大的扩大 XX 省公共机构能耗监管平台的监管范围和数据丰富程度。公共机构建筑能耗监测监管中心方案51.2.4 独有的基于分项能耗数据的诊断平台（可选）IBS 建筑节能管理平台提供基于分项能耗数据的能耗诊断平台。用于发现建筑能耗漏洞，提供能耗指标帮助建筑管理者进行耗能设备运行策略的调整。越来越多的人关注起建筑逐时分项能耗和逐时温湿度等测试数据，总结出通过某项特征值判断建筑物某方面问题的诊断方法。但是，苦于对数据库了解甚少，很难从中取得特定项、特定时间段历史数据加以分析，无法贯彻实验自己的诊断思想，更难将这些思想推广开，运用在其它类似建筑的节能诊断工作中。在 IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台的基础上，暖通工程师或其他机电设备工程师可以从通用接口调用分项能耗数据，进行能耗诊断算法编写和能耗诊断。IBS 建筑节能管理平台能耗诊断软件提供功能：能耗等级打分空调系统能效打分系统诊断：即依靠通过 IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台产生的诊断算法，对建筑某系统进行能耗问题诊断。公共机构建筑能耗监测监管中心方案62监管中心采用的分项能耗模型设计监管中心采用的分项能耗模型设计2.1 定义分项能耗模型的基本思想一方面，每座建筑的形式、系统、功能等都不相同，另一方面政府在实施节能行政监管时，又希望统一、可比，否则“各说各话”、导致混乱。解决这一难题的思路是：统一地定义某种大型公共建筑能耗数据模型，实现对大型公建各种复杂的用能系统同一的刻画；这一能耗数据模型应当是分层次的，这样可以实现各个建筑的各种用能系统在不同层次上的可比；位于这一能耗数据模型底层的分项能耗，应当具有非常清晰、具体的定义，在实际操作中就能将各种用能设备分别划分到底层分项能耗的范畴。这样就使得不同建筑、功能相同、形式相近的用能系统或设备，实现在底层分项能耗的可比，可明确地反映具体用能状况或问题；位于这一能耗数据模型上层的分项能耗，往往是由底层的分项能耗合并构成，具有更好的包容性，使得不同建筑、功能相同、但形式差别较大的用能系统或设备，也能实现在上层分项能耗的可比，也可在一定程度上综合反映用能状况。这样的基本思想，使得不论各个建筑物如何差异，总能在统一的能耗数据模型中找到某个层次上的可比性。基于这一基本思想，清华大学建筑节能中心根据十年来大型公建节能诊断、能耗统计等工程实践，提出了一种大型公建能耗数据模型，同一地刻画各种大型公建的用能状况和特点。需要说明的是，不论哪种能耗数据模型都无所谓“绝对的正确”，只是在大型公建能耗分项计量系统的推进过程中，需要一个能耗数据模型作为“统一的语言”。随着工程实践的深入，这一模型也会不断的改进和完善。2.2 能耗分项模型的定义本方案采用的分项能耗模型如下图所示：公共机构建筑能耗监测监管中心方案7图表 3能耗模型树形图在上图所示的能耗模型中：能耗节点：建筑中功能相同的设备的总称为能耗节点，简称节点；同类末端设备：属于同一个节点的设备称为同类末端设备；所有能耗节点的定义及树状结构关系称为能耗模型；按包含关系，若 A 包含 B，则称 A 为 B 的上级节点，B 为 A 的下级节点；位于能耗节点树末端或底层、没有下级节点的节点，称为底层能耗节点；其它节点称为上层能耗节点。目前，该能耗数据模型共有 32 个节点，其中 19 个是底层能耗节点，并组合成为 13个上层能耗节点。分项能耗就是指这些能耗数据模型中的节点。2.2.1 底层能耗节点的定义编号编号节点名称节点名称定义及描述定义及描述1室内照明建筑物内部（包括房间、走廊、大厅、地下）的照明灯具2夜景照明建筑物夜间外立面装饰用照明灯具3插座设备建筑中从插座取电的电器，包括计算机、打印机、复印机、传真机、饮水机、电视机、电冰箱、健身器材等，不包括电开水器、信息中心设备、厨房设备4电梯建筑物中所有电梯，包括货梯、客梯、消防梯、扶梯等5给排水系统生活水泵、排污泵、生活热水泵、中水泵等给排水水泵及水处理设备公共机构建筑能耗监测监管中心方案86电开水器用于集中制备饮用开水的电热设备，不包括使用桶装水的饮水机7信息设备信息中心的主要功能设备，如计算机、交换机等8信息中心专用空调专门为信息设备提供冷却服务的空调设备9厨房炊事设备直接为炊事服务的设备，包括各种电热设备、冰箱、洗碗机、消毒柜等10厨房空调风机专门为厨房提供空调、通风服务的空调机组、新风机、排风机等11特殊用途设备用途特殊（不同于其它 18 个节点），且用能集中的专用设备及其附属设备，包括生活热水电热源、洗衣房设备、游泳池电热设备、溜冰场制冷设备、医院的 CT 机及大型电热蒸汽消毒柜等等12分散空调冷热源和室内侧输配系统一体的空调设备，包括电采暖设备、分体空调、VRV 空调、溶液除湿机组等13风冷冷热水机组主机和室外侧输配系统一体，采用空气作为废热、废冷输配介质的冷热源设备，包括各种风冷式的冷水机组、热泵机组等14空调辅助电热源 用于集中空调系统辅助加热（如末端再热、空调箱防冻等）的电热源15冷热源主机制备冷、热的主机设备，包括冷水机组、热泵机组、锅炉等16室外侧水泵用于将冷热源主机产生的废冷、废热输送到室外环境中去的水泵设备。如有地源热泵、水源热泵、海水源热泵，则应包括地源换热器介质循环泵、地下抽水/回灌循环泵、海水循环泵17室外侧风机用于将冷热源主机产生的废冷、废热散发到室外环境中去的风机设备。如冷却塔风机，或风冷机组的室外侧风机18室内侧水泵用于输送冷热源主机产生的冷、热的水泵，包括主机循环水泵、二次泵及加压泵、换热循环泵等19室内侧风机为室内房间提供冷、热和新风的风机，包括新风机、排风机、空调箱风机、风机盘管风机等2.2.2 上层能耗节电的定义编号编号节点名称节点名称定义及描述定义及描述公共机构建筑能耗监测监管中心方案91建筑总用电建筑物自身在低压侧实际消耗的总电量2暖通空调为建筑物自身服务的所有的供暖、通风、空调设备的能耗，但不包括采暖耗热量，也不包括信息中心和厨房的专用空调和风机等3非暖通空调除了暖通空调设备以外的其它设备用电，包括一般照明插座设备、一般动力设备、特殊功能设备4一般照明插座设备包括照明、插座设备和电开水器5一般动力设备包括电梯、给排水系统6特殊功能设备不属于暖通空调、一般照明插座设备、一般动力设备的特殊用能设备，常见的有信息中心、厨房设备等7照明建筑物内部的照明灯具及夜景照明灯具8信息中心信息机房中的信息设备及其附属设备（如专用空调）9厨房设备厨房中的炊事用电设备及其附属设备（如专用空调、专用新风机、排风机等）10集中空调采用集中冷热源和分散空调末端的空调系统，包括各种冷热源设备、室内输配设备。11集中空调冷热站加热或冷却室内循环水并将循环水送到空调末端的设备总称，包括集中空调冷热源和室内侧水泵12集中空调冷热源加热或冷却室内循环水的设备总称，包括水冷冷热源和风冷冷热水机组13水冷冷热源采用液体作为蒸发侧和冷凝侧输配介质的冷热源设备，包括冷热源主机、室外侧水泵和室外侧风机2.2.3 能耗模型设计的原则和特点功能性该模型服务于从终端用能出发的节能管理模式，因此，模型的体系结构、节点划分必须按照终端用能设备的不同功能用途进行划分。建筑用能设备的基本功能用途包括室内温湿度控制、照明、办公、给排水、炊事、电梯等几种基本类型，显然，能耗模型中应设置这些节点。需要说明的是，租户支路中往往包含多种不同功能的设备，在传统用于收费的“分户计量”的体系下，只需要按用能主体分别计量；但分项计量的公共机构建筑能耗监测监管中心方案10目的在于按终端用能设备将能耗分开，因此，并不需要区分用能主体，设计能耗节点的时候也不考虑。通用性能耗模型必须覆盖建筑中所有的常见用能设备，每个设备都能在能耗模型中的某个末端节点中找到。在这个能耗模型体系下，不存在说不清楚的“其它”设备。即使是某些少见的特殊设备，如生活热水电热源、洗衣房设备、游泳池电热设备、溜冰场制冷设备、医院的 CT 机及大型电热蒸汽消毒柜等等，也列入“特殊用途设备”节点。此外，某些能耗节点对应多种系统形式，典型如暖通空调系统，仅冷源设备就有水冷式电制冷机机组、风冷式电制冷机组、直燃机、地源热泵机组、自然冷源系统等；空调末端的形式也是多种多样，有风机盘管+新风系统、定风量全空气系统、变风量全空气系统、VAV 系统、辐射末端系统等。在设计能耗模型时，不能遗漏任何一种类型系统的设备。可比性不同建筑的分项能耗数据不能用来直接比较以说明“用能水平高低”、“节能潜力大小”的问题；分析上述问题，需要科学的设计能耗指标。如果在使用能耗指标时不需要的额外注释，通过简单的比较指标大小就能得出清晰的结论，那么这个指标就具有很好的可比性。在设计能耗节点的时候，也应该考虑未来的能耗指标设计，使得能耗节点本身尽可能有可比性。例如，信息中心、厨房设备两个节点没有作为一般的照明插座设备，而是放在“特殊功能设备”下面。这是因为，调研信息表明，一方面，它们往往占据较高的能耗比重，即使是同类建筑，信息中心、厨房设备的规模也很可能有很大差别，如果简单的列为“一般照明插座设备”，将降低该节点的可比性。另外，服务于同一功能的不同形式的设备系统，其系统总能耗节点是具有可比性的；对于比较复杂的设备系统，其子系统往往也具备很好的可比性，也应该为这些子系统设备设置能耗节点，使得它们能够在这个能耗模型中进行横向比较。公共机构建筑能耗监测监管中心方案113后台处理软件后台处理软件及及WEB服务器软件系统设计服务器软件系统设计3.1 软件系统组成整个软件平台系统由以下几个子系统组成：图表 4软件系统组成采集子系统电表配置软件：对建筑、网关、电表进行配置（增加、删除、修改）采集软件：实时采集电表数据，存储数据库运行监控软件：监控采集软件运行状态，建筑各网关运行状态数据整理子系统分精度整理软件：对电表原始数据进行整点整理，得到电表的整点值；提供开放的数据接口，进行错误数据的识别处理，保证分精度数据库内容的正确性支路能耗计算软件：将分精度数据库的数据进行差分，根据调研信息将变比、单相/三相信息融入数据，得到支路能耗数据库；提供开放的数据接口，对支路能耗进行修复拆分计算子系统拆分计算软件：对支路能耗进行拆分计算，得到末端能耗；提供开放的数据接口，加载各种拆分算法调研信息配置/管理软件：对建筑强电系统进行调研，上传到拆分计算系统公共机构建筑能耗监测监管中心方案12分项特征积累软件：通过长期积累实际末端数据及分项能耗数据，发现各分项能耗客观规律不断修正分项能耗特征，补偿实测过程中的偏差及错误。公示管理子系统展示配置软件：配置展示界面的结构信息，文字提示信息及用户权限。物业能耗管理软件：向物业管理人员全面实时地提供大楼能耗数据及各种对比能耗测算工具。行政公示软件：面向政府的对比能耗公示平台。系统全面实时地展示全部被监测建筑物的能耗变化、对比情况及额定指标。3.2 软件系统主要技术特点引入自进化分项能耗特征数据库、动态静态特征信息、不准确度计算等方法保证数据的准确。为了保证分项电耗的准确，技术方案引入了三大创新点（参见图表 5）：1)基于不确定度最小的最优化拆分算法。当一块电表带的支路包含不同类型的末端时。如何将不同类型的末端电量拆分开是拆分计算的核心所在。由于末端电量是随时间不停变化的，因此采用固定的拆分比例必定不能得到准确的拆分结果。我们的技术方案根据不同类型末端电量的变化特点，定义了不同的逐时特征集及相应的逐时不确定度集，每一时刻的拆分都采用不确定度最小作为最优化边界条件。这样的拆分算法兼顾了末端特点的共性与特定建筑末端的特性，在给出拆分结果的同时还给出了此种拆分情况下不确定性的大小。2)逐时特征数据库的统计与动态积累。逐时特征数据库的确切与否直接影响着拆分结果得好坏，使用错误的分项逐时特征数据库将导致不准确得拆分。我们在分析近百栋大楼直接计量末端全年电耗的基础上，得到各种末端的特性，按照建筑类型，系统形式、气象特性等特征进行分类，最后统计出各项逐时特征数据库。同时，数据库并不是一成不变的，每当一栋新楼加入我们的分项计量系统，分项特征积累软件都能自动根据新数据源修正原数据库，补偿偏差和错误，使特征库不断完善。3)支持大厦信息变更与电路倒闸等实际变化。实际大厦用电线路往往发生变更，常见的是倒闸现象，如果不支持倒闸后大厦配置信息的更新，将导致拆分结果完全错误，严重影响分项计量系统的准确性与稳定性。我们的技术方案支持倒闸等大厦信息的变化，时刻保证分项计量系统拆分结果得准确性。公共机构建筑能耗监测监管中心方案13图表 5拆分计算软件示意图使用统一规范的具有极高“可比性”的能耗数据模型大厦的实际用电支路多种多样，用电形式也不尽相同。例如有的建筑有单独的厨房餐厅，厨房具有单独的通风空调系统。如果把厨房空调归入大厦所有空调系统用电，则这栋建筑的空调系统只能和同样拥有厨房空调的建筑进行比较才合理，否则它就“天生”比没有厨房餐厅的建筑废电。因此，为了使更多功能相似的建筑具有更大范围的可比性，也为了使各大厦实际用电能够做为别人分项能耗数据搜集的基数，定义并采用科学、统一的能耗数据模型是非常有必要得。我们采用清华大学建筑节能研究中心定义的规范模型，所有分项计量系统数据拆分都基于相同的标准，因此样本内部具有极高的“可比性”，同时与同样按照规范定义的其他样本，也可进行 19 个分项及以上各级节电的横向比较。提供开放的拆分算法接口、开放的节能特征诊断算法接口，可实现不同的拆分算法不同的节能诊断算法在同一个系统平台上运行计算“杀毒软件”式的节能特征诊断系统通过分项计量系统得到的分项电量除了可以通过横向、纵向对比看到节能潜力与改造效果外，还可能通过某写分项在时序上的某些特征看出更深一层次的高耗能问题，我们称之为“查毒”，这就是基于分项计量系统节能诊断方法。我们的方案为这些诊断“病毒”的方法设立了一个通用的平台，也就是“杀毒软件”。每个诊断方法为一个模块，输入为某栋大楼某分项历史数据，输出为是否患有此种“病毒”。诊断平台采用易于上手的方式，为高校、研究机构、大厦管理人员等提供实现节能诊断思想的手段。公共机构建筑能耗监测监管中心方案14图表 6诊断软件平台示意使用 silverlight2.0 技术搭建动态能耗网页展示平台，提供 Dashboard 式立体展示图表，可读性及逻辑性更强。Silverlight 是微软一种跨浏览器、跨客户平台的技术，能够设计、开发和发布有多媒体体验与富交互(RIA,Rich Interface Application)的网络交互程序。Silverlight 提供了一个强大的平台，能够开发出具有专业图形、音频和视频的 Web 应用程序，极大的增强了用户体验。Dashboard 立体展示图表能够将几个逻辑相关的图表放在同一个图层里显示。如：（详见图 3-5）软件允许我们在同一个页面显示一个楼的总电耗，分项并图，多楼总电耗对比图等等。为整个数据图表的说明提供了更强的可读性。3.3 系统软件功能介绍3.3.1 总体框架系统经过 IBS 第一代和第二代近三年的探索和重构，已经形成一套成熟稳定的软硬件平台体系，具有开放性和通用性的特点。系统软硬件平台架构如下图所示：图表 7软件总体框架公共机构建筑能耗监测监管中心方案15其中，实时计量的能耗数据在系统中的流程如下图所示：图表 8系统中的数据处理流程3.3.2 原始计量数据采集与存储软件及服务器数据采集服务器要实现的功能是对原始的、直接计量的能耗数据进行存储和查询，因此数据采集服务器内应配置分项计量数据采集软件。软件目的收取分项计量项目各建筑内的各种计量仪表所发送的实时数据流程从信息数据库获取计量相关的信息，包括建筑信息、仪表类型库、建筑内所有的计量仪表信息、数据采集器相关信息；根据采集器相关信息建立接受数据线程；根据其他信息建立数据处理线程；将接收到的数据包根据采集器解析-计量仪表解析的顺序进行解析，存储至计量数据库；对接收到的所有数据包记录状态，并留下历史记录以备查。功能介绍配置分项计量项目建筑与计量仪表信息实时采集计量仪表数据，提供简单的数据查看功能对数据采集情况进行简单统计对于所有出错的数据包进行文件记录以备查3.3.3 分项能耗数据计算软件建筑用能在线实时分析软件将根据实时采集的电耗数据、数据库中建筑物及各设备系统基本信息、结合运行中的实际情况，对建筑物的用电子系统进行实时跟踪排查，对其电耗进行评估并分析节能潜力，辅助分析改进措施及其节能效果。分析软件充分利用数据库中静态和动态的相应数据，将作为政府管理部门、科学研究机构、建筑物业主方、建筑物运行管理方等各种部门机构统计能耗数据、进行建筑用能分析的软件工具。公共机构建筑能耗监测监管中心方案16数据流程如图图表 9数据在拆分软件模块中的处理流程3.3.4 建筑配电支路信息配置软件在进行数据拆分时，需要调用建筑的配电支路详细信息，并将调研信息转化为拆分程序可以读取的文件。因此需要编写建筑配电支路信息配置软件软件目的提供结构化的建筑用能调研信息存储方法，对给定的装表方案预测其能耗计算误差。流程根据信息数据库的本地版本（软件可以脱离网络使用），提供配置一个建筑内的建筑信息、支路信息、支路关系、末端设备信息（包含使用方法）、末端设备所在支路、支路装表情况的界面，并根据所给定的信息、末端能耗估值方法以及最优化拆分支路能耗方法计算每一个末端的全年预估能耗和计算误差，并显示结果；提供操作步骤将本地数据库文件的内容提交至中心信息数据库。功能介绍1)配置支路关系、末端与支路关系、支路装表信息2)配置末端设备属性信息3)根据以上信息计算给定装表情况下的全年能耗拆分计算误差3.3.5 分项拆分计算后台软件软件目的定时地根据支路信息配置文件的内容以及原始计量数据库中的实时数据，对每个建筑、按照分项能耗间接计量算法等，计算该建筑的各个分项能耗，并将结果存入分项能耗数据库。流程公共机构建筑能耗监测监管中心方案17定时启动一个计算总调用线程并记录追踪该线程状态；总调用线程根据信息数据库的内容创建各计算任务线程，并记录追踪这些线程的状态；各计算任务线程从计量数据库导入实时数据，根据任务信息进行分项能耗拆分计算，计算结果存入数据库线程缓存，并提交计算中输出的消息；数据库线程实时将计算结果存入拆分结果数据库，并处理可能出现的错误。功能介绍定时自动进行拆分计算3.3.6 后台运行维护软件此软件作为建筑能耗计量系统的后台软件，主要用于实时地监控数据采集状况，并负责维护采集软件、数据整理软件、拆分软件、展示软件的运行状态。同时，可以编辑用户权限和各大楼之间比较关系。3.3.7 公示管理软件配置展示界面的结构信息，文字提示信息及用户权限。向物业管理人员全面实时地提供大楼能耗数据及各种对比能耗测算工具。面向政府的对比能耗公示平台。系统全面实时地展示全部被监测建筑物的能耗变化、对比情况及额定指标。图表 10 公示软件能耗总揽页公共机构建筑能耗监测监管中心方案184监管中心数据容量设计和网络带宽设计监管中心数据容量设计和网络带宽设计4.1 数据容量设计采集数据库一年的采集数据量 Vol 根据如下公式计算：niiBfmVol1)1440365(其中，n 为建筑数量，mi为第 i 栋建筑中的电表数量，f 为采集频率（单位：分钟），B 为每条采集数据的存储字节数（单位：byte）。若数据库容量以容纳 100 座楼的数据为基准。根据经验，以每栋建筑安装 30 块计量表、每 5 分钟采集一次数据估算，假设每条采集数据中包含采集时刻（8 字节的时间量）、采集对象的唯一标识符（4 字节的整型量）、各相电压（3 个 4 字节浮点量）、各相电流（3 个 4 字节浮点量）、各相功率因素（3 个 4 字节浮点量）、有功及无功电度（2 个 4 字节浮点量）计算：年/18)812121248(5144036530100GBVol该数据库中除采集数据存储外的部分所占空间相对来说很小，因此考虑数据库本身一定的系统空间裕量后，确定数据库的存储需求量不超过 30 GB/年，以此推算 10 年数据量约为 300GB，因此，采集数据库容量可按照 300 GB 来规划设计，数据库要求有定期备份，也按此容量设计。报表公示数据库根据不同用途将会由分析软件自动生成，其数据库容量 Vol 计算公式为：ZiiBfmVol11440365其中，z 为建筑数量，mi为第 i 个分析指标所涉及涵盖的建筑数量，f为分析的频率（单位：分钟），B 为每条采集数据的存储字节数（单位：byte）。根据估算，对省建管中心报表公示数据库来说，按照最大容量计算，对 100 座本省建筑，每 15 分钟进行一次实时动态分析，分析目标为 100 个用能指标值，每个指标值记录中包含分析时间（8 字节的时间量）、分析对象建筑的唯一标识符（4 字节整型量）、分析目标量的唯一标识符（4 字节整型量）、分析方法的唯一标识符（4 字节整型量）、分析结果值（4 字节的浮点量），则报表公示数据库容量：年/9)44448(151440365100100GBVol因此，考虑一定裕量后，按照 10 年用量做初始设计，报表公示数据库及其备份数据库的容量可按照 400 GB 来选取。公共机构建筑能耗监测监管中心方案194.2 网络带宽设计监管中心网络是数据的汇集地，因此其最重要的设计参数是保证网络带宽。网络带宽分为本地局域网带宽 Bwl 和公网接入带宽 Bwp。由于目前局域网带宽较为宽裕，瓶颈在于公网接入处，也就是说一般来说 BwlBwp，因此设计中主要需保证 Bwp 满足数据量的需求。由于网络带宽需要承担三部分负载，一是采集原始数据传输，二是对原始数据的查询，三是对公示数据（经计算整理后的数据）的查询。Bwp（单位：bps）根据如下公式计算，等式右边第一项表示一次同时到来的采集数据在T1时间内传输完要求的带宽，第二项表示 1 周的采集数据（频率为 f）在 T2时间内查询完成所要求的带宽，第三项表示 1 周的公示数据在 T3时间内查询完成所要求的带宽。由于上述三个带宽是并行要求的，因此需累计计算。312111860)(860)(8)(TfPBnTfPBmTPBmBwpziiniinii其中，n 为建筑数量，mi为第 i 栋建筑中的电表数量，B 为每条采集数据的网络包字节数（单位：byte），P 为网络包中的地址、帧头等其他必要信息字节数（单位：byte），z 为用于公示的能耗分析指标数量，f 为采集数据的频率（分钟），f 是公示数据的计算生成频率（分钟），T1为网络数据包的允许最大延迟时间，T2为一周原始数据获取的容许时间，T3为一周公示数据获取的容许时间。该数据库容量以容纳 100 座楼（估计江苏省应监测建筑的数量）的数据为基准。根据经验，以每栋建筑安装 30 块计量表，假设每条采集数据中包含采集时刻（8 字节的时间量）、采集对象的唯一标识符（4 字节的整型量）、各相电压（3 个 4 字节浮点量）、各相电流（3 个 4字节浮点量）、各相功率因素（3 个 4 字节浮点量）、有功及无功电度（2 个 4 字节浮点量）计算 B=56Bytes，网络数据包其他部分长度按照 TCP/IP 协议计算（TCP 头和 IP 标准头长度均为 20bytes），则 P=40 Bytes。每个指标值记录中包含分析时间（8 字节的时间量）、分析对象建筑的唯一标识符（4 字节整型量）、分析目标量的唯一标识符（4 字节整型量）、分析方法的唯一标识符（4 字节整型量）、分析结果值（4 字节的浮点量），因此 B=24。网络包一般要求即使在 300 座建筑所有电表同时发回数据的最不利情况下，必须在 5 秒内能够处理完毕，即 T=5。另外，能耗结果分析指标值的个数约在 100 个左右，查询 300 个楼1 小时范围内数据均要求在 1 分钟内完成。因此根据以上参数，可计算最不利条件下的设计带宽：MBpsBwp16081560)4024(100100608560)405630(10058)405630(100可见，在数据中心建设中，本地网络采用普通 10/100/1000M 带宽网络均可满足要求，而接入公网带宽必须满足最少 2 MBps（专为采集能耗数据用途，考虑一定裕度）要求，可以此作为设计标准。公共机构建筑能耗监测监管中心方案205监管中心软硬件配置监管中心软硬件配置序号货物名称规格、型号、品牌性能参数产地制造商名称数量1建筑能耗监管系统中心版应用软件IBS 建筑节能管理平台包含单服务器版通讯系统软件，单服务器版分精度计算软件，单服务器版支路能耗计算软件，单服务器版分项能耗计算软件，单服务器版系统运行监控软件，政府级 Web 服务器软件（单服务器版）中国清华同方12工作站西门子 PC547BCPU：Core 2 Duo E4300 1.8GHZ；硬盘：250GB；内存：DDR 1GB（512M2）；集成显卡：显存可达 224MB；集成网卡声卡；扩展槽：4 个 PCI 插槽、2 个 PCI-E1 插槽；1 个 PCI-E16 插槽；中国西门子13服务器IBM Systemx3850 M2处理器：英特尔 至强 7402，主频 2.13 GHz（四核）处理器数量：2 个内存：4 GB存储容量：584 GB SAS（四块 146 GB 硬盘）RAID 支持：RAID-5中国IBM14A3 激光打印机HP5200L产品类别：黑白激打分 辨 率：600*600dpi(使用 HP FastRe打印速度：22 页/分最大打印：A3打印能力：50,000 页/月打印字体：103 种内置可扩展 PCL 字体打印内存：标配 32MB,最大内存 128MB中国惠普15服务器操作系统软件Windows 2008Server 中文标准版语言版本：中文版许可数量：5 用户详细说明：Windows Server 2008 Stan版本类型：标准版中国微软Mircosoft16数据库系统SQL SERVER2008 中文标准版语言版本：中文版本类型：标准版适用硬件环境：处理器:Intel 或兼容处理器版本号：2008适用软件环境：Microsoft Windows NT中国微软Mircosoft17客户端操作系统软件操作系统Windows XPProfessional详细型号：XP Pro SP2语言版本：简体中文版版本号：XP Pro SP2中国微软Mircosoft1公共机构建筑能耗监测监管中心方案218杀毒软件瑞星杀毒软件运行环境：Windows 2000/XP/2003/Vis功能模块：木马入侵拦截网站拦截详细说明：瑞星全功能安全软件 2009 基语言版本：简体中文，繁体中文和英文防火墙功：有中国瑞星19路由器（内置硬件防火墙）CISCO2801VXR配置：2801SecurityBundleAdvSecurity,64F/256DDRAM：256MB接口卡插槽：4 个插槽PN 硬件加速(在主板上)：DES，3DES，AES 128，AES 192，和 AES 256交流输入电压：100-240 VAC，自动调节工作温度：32-104F(0-40C)工作湿度：10-85%，非冷凝AIM 插槽：双 AIM 插槽支持多种并发服务，如硬件加速安全、ATM 划分和组装(SAR)、压缩和语音留言中国