EMS全时动态能源管理系统应用.pdf
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1、EMS介绍目录系统概述.3传统能耗监测管理模式.3EMS全时动态能源管理系统.3适用标准.4系统应用.4典型应用领域.4典型应用功能.4系统应用目标.5EMS 系统架构.5系统架构.5与现场控制系统的数据共享.6系统互联和设备兼容性与.7系统构建.7监测管理硬件.7数据通讯网络硬件.8数据处理系统硬件.8数据传输的网络介质.8系统拓扑结构.8电能系统管理.13冷(热)量管理.13燃气系统管理.13水资源系统管理.13建筑能耗监测.13技术文件和图纸.14EMS软件功能.14系统软件.14监测管理功能.14数据采集.14状态监测与报警.14操作管理.14能耗管理与数据报表.15历史记录与趋势分析
2、.15故障分析与设备维护管理.15成本分析.15EMS 系统数据处理硬件.16主站系统.16分区操作站EMS-DCU.16EMS系统软件.17EMS 网络设备.17EMS 典型案例.18行政大楼概况.18系统概况.18系统配置描述.18系统功能.20预期收益计算.20系统概述今天,能源已成为人类社会不可或缺的基本要素。在这个星球上,随着能源日益紧张和环境恶化,获得经济方便环保的能源变成一个关系人类生存与可持续发展的急迫问题,寻找提高能源利用效率的解决之道成为小到社会家庭,大到企业与政府等全社会的共同责任。各类水、电、气设备与分类能耗是工业设施、社会基础设施与各类建筑建设投资和日常运营成本的主要
3、构成部分之一,合理布局能源设施配置和管控功能可以显著提高设施与能源利用效率并降低成本。传统能耗监测管理模式局限的能耗监测 粗放的能源管理 大量管理盲区传统能源管理系统对能耗监测管理比较粗放,对能耗设施的耗能情况及耗能过程缺乏细致的管理,对建筑的各项能源消耗管理完全是事后统计的模式,表现为如下特征:运行参数与能源消耗统计粗放传统能源管理多局限于对一些主要的耗能节点进行监视(如配电系统的高低压进线,给排水系统的总进水管流量,暖通,空调的气体总流量等),只有整体能耗情况的统计,缺乏对实际能耗使用细节的关注,而且多采用手工记录,存在记录不同步于实时等问题,能耗数据与运行参数流于形式。存在大量能耗管理盲
4、区传统的能耗监测管理系统基本局限于对各主要耗能设施的耗情况的关注对设备数量极大、能量消耗主体的 能耗状态信息和能耗数据基本缺位,存在大范围管理盲区,故障排查困难,工作量大,导致管理效率低。对整体能耗缺少系统思考传统的能耗监测系统缺少对用户整体能耗状况的系统思考,对建筑各分类能耗数据(电量、水耗量、燃气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量等)的采集管理分散,对各类能耗设施的能耗管理条块分割,不成系统,能耗数据综合可用率低,不利于从整体上实施节能措施。同时,设施能耗管理过程中大量依赖员工个人经,缺乏系统手段,运行效率低,系统可利用率低。EMS全时动态能源管理系统完善的用户端能耗监测管理EMS 全时动
5、态能源管理系统实现了全面的能耗监测和综合管理功能;完善的能耗监测管理EMS 全时动态能源管理系统利用现代测量控制技术和数据处理与通讯技术,再经济合理的成本下实现对用户端包括电源进线到终端用电设备在内的全部配电用电系统以及其他能源实施的管理控制,大幅提高水,电,气等能源系统与设施的运行与管理效率,降低运营成本。运行抄表记录能耗数据自动生成。精益的能源消耗成本管理EMS 基于完善的能耗监测管理手段,建立了完善的用户能耗数据库和细致的管理手段,保障了设施内能耗数据的及时获得和数据的系统性,提供了丰富全面的数据报表与趋势分析,帮助用户实现降低运行能耗和成本的目标。完善合理的系统整合设计EMS 全时动态
6、能源管理系统采用了低成本的微处理器分散控制器和交流采样技术,凭借完善合理的功能配置,可以实现在合理成本下的用户整体能耗设施的能耗数据的信息化,达到对用户能耗设施能耗细节和能耗过程的完全掌握,帮助用户实现低成本运营。适用标准EMS 全时动态能源管理系统有关产品电气安全和抗干扰性能均通过严格测试,全面遵循有关国家标准和国际电气标准,包括:1.符合国际 IEC 255 IEC 687 IEC 1000-4 IEC 60255 IEEE519 相关标准规定;2.所有硬件通过欧盟 LVD 和 EMC 电气安全认证,产品附 CE 认证标志;3.系统平台软件符合国际软件标准,支持 ODBC、OPC 等标准应
7、用;4.符合国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统技术导则。系统应用EMS 全时动态能源管理系统设计用于建筑与工业系统用户的电、水、燃气和其他能源系统的运行管理和能耗管理控制。典型应用领域EMS 全时动态能源管理系统的典型应用涵盖下列领域用户:大型公共建筑与综合建筑群:文化教育建筑、医疗卫生建筑、宾馆饭店建筑;办公楼、商场、体育建筑、综合建筑、其他建筑;工业企业:化工、钢铁、汽车、电子、机械制造、水泥、玻璃建材、造纸;矿山采掘:石油天然气开采、煤矿;大型园区:科技工业园区、物流园区、大学城;基础设施:电信枢纽、发电厂、机场、车站、港口、水厂等。EMS 全时动态能源管理系统可以实现涵盖上述用
8、户包括电力、燃气、水等各类能源在内诸如变配电系统设施、空调设施、集中供热/冷设施、给排水系统、锅炉系统等所有相关设施的耗能情况的全面监测管理。典型应用功能EMS 全时动态能源管理系统可实现企业与大型建筑电力、燃气、水等各类能耗的分类和分项数据的采集、在线监测和趋势分析等功能,对建筑的整体能耗状况进行统一监测管理;通过以太网与其他高级应用系统如 MIS、ERP/MRP II/MES、CIMS 等联结,为建筑节能管理和节能改造提供依据。EMS 采用现场总线测控网络连接电力、燃气、水等各类能耗系统,通过安装在各能耗系统上的智能电表、智能燃气表、智能水表、数字流量计等智能测量装置将电量、水耗量、燃气量
9、、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、其它能源应用量等能耗数据送到位于中央控制室的系统管理控制计算机,从而实现对整个建筑与设施的能耗数据的采集、存储和分析等。更多的,EMS 系统基于上述基本能耗数据采集功能提供了包括:建筑能耗状况在线监测、能耗趋势分析管理、能耗成本分摊分析等增强功能。系统应用目标EMS 全时动态能源管理系统帮助用户对于建筑能耗监测实现了以下目标:建筑整体能耗状况的实时监测和细致化管理;电力、燃气、水等分类能耗数据和电量各分项能耗数据的透明化;为其他高级应用提供建筑能耗的全方位数据;为用户建筑节能管理和节能改造提供依据;能耗总量统计和趋势分析;能耗成本结构优化;电力、燃气、水等能源
10、供应中断、事故跳闸、故障原因分析;趋势记录帮助优化资源和业务模式规划。EMS 系统架构EMS 全时动态能源管理系统采用分层分布式系统体系结构,对建筑的电力、燃气、水等各分类能耗数据进行采集、处理,并分析建筑能耗状况,实现建筑节能应用等。系统架构EMS 全时动态能源管理系统体系结构如下图所示:在上图EMS 全时动态能源管理系统整体架构中,清楚地标明了EMS 在工业系统、基础设施和大型楼宇等综合管理系统架构中的位置。在建筑管理应用方面EMS 全时动态能源管理系统直接嵌入 BAS 楼宇自控系统,作为该系统的子系统,实现对整个建筑的能耗监测及管理。与现场控制系统的数据共享EMS 全时动态能源管理系统底
11、层硬件既可以通过模拟量端口向现场工艺控制系统提供能耗参数,也可通过当地通讯服务器向工艺控制系统提供打包数据,极大简化现场能耗数据采集接线并优化工艺控制对能耗参数的要求,在节省控制系统数据采集和控制部分的硬件投资的同时,可以减少后续使用维护成本和工作量。系统互联和设备兼容性与ERP MRP-II MES CIMS 或 BAS 的数据交互EMS 系统软件的开放性和兼容性保证本系统可方便的接入其他系统,包括通过以太网接入ERP/MRP-II/MES 或 CIMS 等,及通过串口或以太网接入智能楼宇系统 BAS。硬件设备兼容性EMS 系统软件支持大量底层硬件装置,包括 IPM 系列各型号智能配电测控管
12、理单元、温度传感器、压力传感器和智能流量计测单元等。EMS 系统底层通讯服务器支持上百种通讯协议,支持各类符合 IEC 系列国际标准并具有标准通讯接口的 IED 装置,包括各国际化公司如 GE、SCHNEIDER、SIEMENS、ABBROCKWELL Ab 等的综合数字保护装置和测控装置。EMS 全时动态能源管理系统提供了各类总线通讯方式,包括通过以太网 RS485/422/232 等串行通讯联接到监测管理系统的计算机、PLC、DCS 或 RTU 等。系统构建EMS 全时动态能源管理系统的构件包括分布于电力、燃气、水各分类能源系统进行数据采集管理的智能测控装置、网络设备、网络传输介质、数据处
13、理设备与数据处理系统软件以及对应的各能耗设备等。EMS 全时动态能源管理系统的监测管理对象主要是企业和建筑设施内所有电力、水、燃气及其他各类能源系统以及相应耗能设备,监测各个设备的能耗状况,有关能耗分项包括:照明与插座用电:计算机等办公设备、灯具照明设备等设备;空调用电:冷水机组、冷冻泵、采暖循环泵、全空气机组、新风机组、分体式空调器等;动力用电:电梯、水泵、风机等;特殊用电:信息中心、洗衣房、厨房、园艺设施、游泳池或其他特殊用电;有关水资源消耗:生活设施、喷泉园艺设施等;用气:燃气锅炉、燃气空调等;其他能源消耗:集中供热与供冷系统设施。监测管理硬件EMS 全时动态能源管理系统的监测管理功能在
14、底层主要依靠分散布置在各能耗系统设备中的下列装置实现能耗数据的采集和操作管理,包括:电力、压力、流量、温度等的测量、控制、管理装置;电动机、馈电回路、发电机组、配电变压器数字综合保护装置;电动机保护控制管理单元、软启动器或变频驱动装置;无功功率调节控制器;可编程控制器 PLC、柴油发电机组控制器;流量计、温度传感器、压力传感器等燃气、水的监测与计量装置;冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、新风机组中装设的智能装置等。数据通讯网络硬件EMS 全时动态能源管理系统通过现场总线网络实现系统管理软件与下层监测管理装置即电、燃气、水等分类能耗计量装置之间的数据传输,包括下列网络硬件:网络连接组件;通讯
15、子站等数据汇集与协议处理设备(包括智能通讯服务器等)。数据处理系统硬件EMS 全时动态能源管理系统的所有数据的收集存储和分析处理以及操作控制主要由系统管理计算机平台实现,包括硬件:系统服务器和操作管理计算机;网络交换与路由设备;网络浏览服务器(选项)。数据传输的网络介质EMS 通过两种标准工业网络实现数据传输:RS485 现场总线,支持 MODBUS RTU,需要时可采用 PROFIBUS;TCP/IP 工业以太网络。通讯介质采用同轴电缆、双绞线、光纤、无线数据传输链路(如 GPRS 等)。如果需要与上述两种标准之外其他网络的进行集成连接和互联,可通过EMS 提供的通讯服务器网关实现。系统拓扑
16、结构EMS 全时动态能源管理系统根据用户能耗系统规模可分为小规模系统、中型规模系统以及大型系统等。小规模系统下图是采用EMS 全时动态能源管理系统构建的一个单主机小型动态能源管理系统的拓扑结构,单主机系统也是构建大型动态能源管理系统的基础和局部网络。图二典型适用对象适用于中小规模的能耗单位,如较大规模的单体建筑、能耗设备相对集中且数量不大的工厂、水厂和其他基础设施等。大型全时动态能源管理系统对于大型工业企业、大型区域建筑群(如大学城、大型居住区等)、大型工业园区(如港口、空港以及物流园区等),将采用以单主机动态能源管理系统为基础功能模组的大型EMS 全时动态能源管理系统,将所有单中心节点的局部
17、系统采用高可靠性和数据通讯能力的网络实现全局联网接入系统中央监控系统,构建数据共享交换,既可当地操作也能上传下达的分层分布系统。系统中央监控管理站EMS 全时动态能源管理系统在大型设施中应用时,根据用户管理需要设置全设施能耗统一的监控管理中心(CMS),又称为全设施能耗中央监控站,以方便进行全设施能耗系统的统一管理。这样的监控中心往往设置在与其他智能系统公用的建筑内统一调度管理控制中心。有关的实际中央监控站的情形可参见右图。图三EMS 全时动态能源管理系统中央监控管理站包括主备服务器、应用操作站、维护工程师站、报表打印机、告警管理设备以及网络通讯设备等,此外还包括系统工作电源系统(UPS 等。
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- EMS 动态 能源 管理 系统 应用
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