科技园区能源管理系统平台方案设计.pdf
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1、目录目录一能源管理系统概述.2二系统设计内容.32.1 系统设计依据.32.2 系统设计原则.42.3 能源管理系统的作用.52.4 能源管理系统的意义.7三系统说明.83.1 系统架构说明.83.1.1 能源管理系统的体系.93.2.2 系统软件说明.103.3 能源管理策略分析.143.4 能源管控平台集成功能说明.193.5 数据采集设备参数说明.213.5.2 采集器扩展模块:.223.5.3 智能电表:.223.5.4 智能水表:.23一一能源管理系统能源管理系统概述概述能源管理系统是智能化的一个重要的组成部分。此系统是基于现代计算机技术、自动控制技术、通信技术及网络技术,通过前端采
2、集传感器、平台系统对建筑能耗数据进行挖掘、清洗、转储、处理,实现建筑用能的实时在线分类、分项、分户监测和计量,能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输、数据显示和打印、数据显示发布、能源设备优化策略等功能。由此完成分散采集、集中管理、实时动态监测以及能耗采集的综合自动化网络,提高能源管理的工作效率,并支持分时和实时计量、即时查询,并对以上能耗数据的异常变化做出即时报警。同时可对采集的数据进行综合分析、统计和查询等功能,并能根据用户需求选择打印,为今后物业管理以及能源计量收费提供可靠的依据。并且满足对从单店(STATION 模式)、同城多店、同地区多店(城域)、全国门店(广域)的楼宇
3、管理和能源消耗汇集体系。二二系统设计内容系统设计内容2.12.1 系统系统设计依据设计依据为了保证系统既能适应今后网络技术的发展,又具有极高的可靠性,系统设计遵从以下标准和规范:国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则国家机关办公建筑及大型公共建筑数据中心建设与维护技术导则国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗动态监测系统建设、验收与运行管理规范国家机关办公建筑及大型公共建筑楼宇分项计量安装技术导则公共建筑能耗监测系统技术规程(DGJ32/TJ111-2010)民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T154-2007多功能电能表通信规约
4、DL/T 645-1997多功能电能表DL/T614-1997电能计量装置技术管理规程DL/T 448-2000电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5137-2001电能计量装置安装接线规则DL/T 825-2002户用计量仪表数据传输技术条件CJ/T 188-2003自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002低压配电设计规范GB50044-95民用建筑电气设计规范电能计量柜基本试验方法DL/T549-1994电能计量柜GB/T16934-1997电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50168-2006建筑电气施工质量验收规范 GB50303-2002建筑与建筑群综合布
5、线系统工程验收规范GB/T50312-20002.22.2 系统系统设计原则设计原则以用户至上为原则,在符合国家规范的前提下,最大程度地满足业主的需求。根据我公司多个能耗采集系统的经验和本工程的特点,从满足业主利益的角度出发,本着技术先进、高效便利、投资合理的精神,我方认为本工程的能耗采集统设计应充分考虑以下基本原则:先进性先进性系统应采用当前国际基于主流的现场总线技术开发。支持包括 TCP/IP、MODBUS、MBUS、LONWORKS 在内的一些列协议。成熟性与实用性成熟性与实用性所提供的系统和技术都是已经经过实际工程检验的。并有相关行业的实际应用案例。灵活性和开放性灵活性和开放性本系统是
6、一个全开放性的系统,可以与未来扩展的设备具有互联性与互操作性,并且满足政府信息化平台的信息推送功能,将整合相关能耗数据、分析统计、节能控制、设备运行状况等相关内容,可按照要求自动发布到相关网站、信息显示屏、大屏幕及公共显示屏等。标准化和模块化标准化和模块化系统设计严格按照国家和地区有关标准进行系统设计和设备配置,并根据实际能耗系统总体结果要求,采用自由拓扑的网络结构,可以灵活的分布在被控设备附近,节约管线安装成本并且易于扩展。2.32.3能源管理系统的作用能源管理系统的作用统计数据统计数据有效的建筑能源管理系统能源管理系统可以给出管辖区域建筑物所消耗终端能耗的具体数据,定量描述区域内建筑能耗的
7、具体状况(如发展的特点、不同功能建筑能耗的特点、不同类型建筑能耗、建筑内不同终端用能特点等),是建筑节能工作的重要基础。对于能耗管理者而言,目前总的能耗数据统计渠道单一,对区域内能耗建筑的用能状况不能做到真正细致的掌握,这对于管理者与被管理者,往往存在一定的能耗盲点。使建筑节能工作一直有很大的盲目性,甚至误导工作方向和重点。尽快搭建区域内建筑能源管理系统能源管理系统,并使其有效运行,对于建筑节能来说是一项有深远意义的基础性工作。动态、完整、准确地能耗统计,能更好地确定建筑节能的重点、发展变化的趋势,指导建筑节能工作的开展,为制定节能计划和行政管理制度,提供了依据和基础。此外,以单体建筑形式的能
8、耗数据公开和公布制度,利用行政管理手段有效形成刺激和激励机制,用实际能耗数据来督促和教育建筑物的使用者,保持“随手关灯”、下半班时关灯、关电脑、关空调等“三关”的绿色节约型生活模式,促进区域内各个单体建筑时刻警醒自己是节能过程中的参与者。提高管理提高管理没有数据就没有管理。实时在线监测系统为区域主管部门提供了一个公平、定量衡量各建筑用能状况的“尺子”,在这些数据的基础上,可以对所管辖的建筑进行更准确更精细化的管理。区域管理者可通过建立能耗定额管理机制落实各类公共建筑运行能耗分项定额指标和各级用能子系统的综合能效指标。使用能源管理系统能源管理系统对各指标进行集中的动态监测和管理,时刻观察其各项用
9、能状况的变化,并不断与指标中规定的用能标准进行比对,杜绝各种由于管理运行的疏忽造成的用能增加,同时对各相同功能的建筑进行运行分项能耗的横向比较,奖优罚劣。并对实际的用能数据实施能耗定额管理,来不断督促能耗使用人员优化运行管理方法,保证系统节能运行。从而使建筑节能行政管理工作从目前粗放的定性管理模式变为科学的定量化管理模式。节能降耗节能降耗通过这个平台促进了节能运行和节能管理,在不增加其他任何投资的前提下可以降低运行能耗 5%-10%。通过这一平台促成建筑节能改造和节能运行后还可以产生 10%-20%的节能效果。该平台主要通过以下几方面达到节能的目地:找到管理漏洞或能耗漏洞:因物业使用者的节能意
10、识和管理水平的缺失,其管理的建筑往往存在较大的能耗漏洞(如夜间空调箱风机长期不关,消防风机不正常开启等)通过观测相关用能系统的不同时段的动态指标可以找到相应的能耗漏洞。加强管理后立即获得节能收益;优化系统运行策略:建筑物中的各用能子系统,特别是空调系统中的各子系统之间存在一定的关联关系。因其协调匹配(如冷机调节不当,冷冻站输配系统匹配不当、新风机系统调节不当、变风量箱调控不当等问题)不当而产生的用能浪费往往是物业管理人员不易发现,较难解决的。通过挖掘各用能子系统不同时间段的能效指标,暖通节能的专业人员可以较容易的发现运行策略不力的问题,长期不断地为物业管理人员提供合理的运行调节建议,进而达到降
11、低能耗的目地。发现系统中某些重点用能设备的故障:大楼中的某些大型设备发生故障时(如冷冻机、新风机、水泵故障、或者阀门堵塞、传感器故障),可能并不是无法实现其功能,或者产生某些异常的噪音及异象,而仅仅是其使用能耗急剧增加、或者与其关联的某些设备的使用能耗急剧增加,物业人员例行地维护和巡检工作往往很难发现这些问题。通过在线能耗监测,我们可以很轻易的找到这些故障设备能耗的异变,进而发现其故障,进行检修,避免了因设备故障而造成能耗增加。提升使用者的节能意识:美国智能电表概念的大热源于其近期得到的一个心理学研究成果表明,让每一个使用者实时地了解其能耗的使用情况,有利于促进他们的节能意识,进而通过有效的行
12、为节能的方式(如人走“三关”,夏季调高空调设定温度等等),降低建筑物的运行能耗。找到最佳的改造方向:同样是节能改造,同样需要那么多钱,有些方向是事半功倍,有些方向反之。拥有建筑物长期的分项能耗数据,就能够非常容易的让业主找到最合理的改造方向,估算改造潜力、节能预期及回收年限,谨慎合理地使用每一笔投资。评价效果评价效果因为建筑节能的目标应该是实际建筑能源消耗数量的降低,因此就应该以实际的能源消耗数据作为向导,作为建筑节能工作唯一的评价标准和追求目标。对既有大型公共建筑的节能改造不能简单地“加保温、换热泵、安装太阳能”,而是应该根据建筑能耗历史统计数据和现场必要的测试参数,发现高耗能环节,然后对节
13、能指标从上至下进行层层分解测试或计算,直至找到节能诊断和改造的具体对象,明确问题症结所在,再实施具体的节能改造措施。在节能改造之后,需要通过能耗监测系统的长期监测节能指标的具体变化,对节能改造的成果给予合理评价。有利于合理评价每一笔节能资金可产生多少切实的节能效果,找到并推广先进恰当的建筑节能技术。2.42.4能源管理系统的意义能源管理系统的意义能源管理系统能源管理系统是一个关于社会建筑能耗的生态系统,它包含了能耗使用者(企业、建筑物)、能耗管理者等一系列的角色。它改变了以往节能领域单纯的监控、改造的模式,提供更为有效,更为具有延续性的解决方案。从设备安装开始,能耗数据被连续不断的采集上来,经
14、过归类、整理、分析等处理,形成最后能耗管理者进行公示、定额管理或者为能耗使用者提供服务的依据,由能耗管理者将信息反馈给用户,由专业服务商提供节能意见,形成行为节能或改造节能的效果。这种行为将不断的循环,直至能好使用者的用能状态达到最优。能源管理系统更注重基础层面的建设能源管理系统更注重基础层面的建设一切的管理模式,无论有多么先进,都应该是基于数据的。只有更多、更准确的数据才能为行业的发展和技术的进步提供可能。能源管理系统能源管理系统的核心正是基于数据的不断累积和对数据更加深入的分析,它提供了能耗数据从采集、整理到分析、服务的全方位解决方案。能源管理系统提供更长久的影响力能源管理系统提供更长久的
15、影响力能源管理系统能源管理系统的外延是十分巨大的,它包含着从能耗监测、系统改造、系统评估等多个方向的前沿工作。历史数据的累积为这些方向提供了更准确、更公正的标准。更为重要的是,能源管理系统能源管理系统是综合型、系统型的解决方案,是所有能源管理的基础,它将为推动节能产业远远不断的提供源动力。能源管理系统提供了更多的发展方向能源管理系统提供了更多的发展方向数据使一切更高标准的管理成为可能,能源管理系统能源管理系统改变了点对点的服务方式,提供了更多模式,而这些不断出现的新模式也将会同时对产业产生更多的正向影响。能源管理系统真正达到了节能降耗能源管理系统真正达到了节能降耗无论是能耗管理者的定额管理,各
16、个能耗建筑的能耗公示,对节能效果的评价,还是通过数据对业主的奖惩,都无疑会提高单体建筑整体的用能效率和节能效果。三三系统说明系统说明3.13.1系统架构说明系统架构说明本系统由系统管理软件、能源管理中心机、数据信息处理服务器、数据浏览服务器、数据存储服务器、数据备份服务器、数据库软件、能耗采集功能模块、基础底层软件、能耗采集器、能耗控制器、通讯网关、计量表具(水/电/气)、展示系统、展示界面软件、移动终端控制等设备组成。满足建筑的水、电、气、冷(热)、新能源等综合能源以及室外环境(温、湿度)、室内环境(温、湿度)、重点区域冷(热)负荷等参数的信息化管理需求,包括能源数据的分项计量、统计、分析、
17、指标体系建立、节能量统计等功能。3.1.13.1.1 能源管理系统的体系能源管理系统的体系能源管理系统的整体构架设计,满足从单店(STATION 模式)、同城多店、同地区多店(城域)、全国门店(广域)的楼宇管理和能源消耗汇集体系。单店(STATION 模式)就是指本地原则是负责数据的采集、设备最佳控制和日程管理功能,简单的数据和报表功能;关于能源数据上传至总部系统或我司远程服务器,本地需要查看能源分析数据和能耗建议,需要登陆服务器,在授权后进行查询。从某店面到城域和广域的扩展,需要在构架上有完整的信息交换机制和支持逐次、渐进扩展的能力。能源管理系统本身的内部架构采用的是分布实施数据库的方式,各
18、个某店面(楼)的上层服务器(SUPERVISOR)通过内部的 FOX 协议,基于公共互联网或者企业 VPN 进行某店面间的信息交换。在未来的广域体系中,可以增加新的 APP SERVER 来提供在各个某店面之上的信息集成和服务支持。用户可以在网络可达的环境,方便得通过浏览器管理广域的楼宇或者进入到某一个某店面进行具体的管理工作。在广域的楼宇能源中,能源管理系统可以提供对于广域楼宇的一些增值应用,比如不同地方的单位建筑能耗的比较,比如同一地区的公共照明的开启时间的差异,各类机电设备的运行效率横向比较等等。构架示意如下:3.2.23.2.2 系统软件说明系统软件说明能源管理软件平台结构是一种突破性
19、技术。它的监控平台采用了与当今世界流行的Windows操作系统完全相同的体系结构,可方便地附加项目能源管理系统所需的许多增值应用。(如:实现大范围的物流管理、远程监督管理各分支系统、能耗的统计、计费及机电设备控制,)。我公司的能源管理系统平台为现代化楼宇中各种设备(设施)的集成管理提供了最为经济、有效(透过Internet的随时、随地访问)的手段。由于能源管理系统体系结构采用了Java技术,所开发的Appley可在不同的操作系统中重复使用,同时可将安全验证深入到每个控制动作(也就是说对于不同的登录用户,所能控制的设备可以不同)。系统界面能源管理系统体系的关键性能:访问、查询及操作。云架构模式,
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