智慧能源管理系統(tǒng)

1、智慧能源管理系統(tǒng)一、建筑能源管理系統(tǒng)21.1系統(tǒng)概述21.2法規(guī)要求21.3設計依據(jù)21.4核心理念41.5優(yōu)勢特點51.6建設目標51.7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)61.8能源網(wǎng)絡組建7二、 建立綠色建筑評價體系92.1能源數(shù)據(jù)采集范圍92.2 建立用能計量體系122.3建立綠色建筑評價體系12三、 系統(tǒng)功能詳述133.1建筑基礎信息配置133.2能耗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測133.3建筑分類能耗分析133.4建筑分項能耗分析143.5能耗同比、環(huán)比分析143.6能耗數(shù)據(jù)分析143.7能耗指標統(tǒng)計153.8能源消耗分析15四、 界面展示設計164.1界面總覽示意圖164.2系統(tǒng)分析圖174.3實時數(shù)據(jù)監(jiān)測174.4設備分

2、項分析餅圖184.5空調(diào)能耗分析圖194.6能耗分戶計量圖194.7管理診斷示意圖20五、 用戶收益20一、建筑能源管理系統(tǒng)1.1系統(tǒng)概述綠色建筑是指最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共處的建筑。建筑能源管理系統(tǒng)以綠色建筑為核心，在保障高舒適的同時，堅持以“低碳、高效”為原則，打造低能耗、高舒適的綠色建筑。關鍵的核心產(chǎn)品采用非常先進的綠色建筑的能源管理技術，實時監(jiān)測各弱電子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)匯集到中心數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)自動分析各設備的能耗、能效情況并給出合理建議，從而進一步對設備進行優(yōu)化，以實現(xiàn)整個弱電系統(tǒng)信息資源的合理共享與分配，確保建筑

3、內(nèi)所有設備處于高效、節(jié)能的最佳運行狀態(tài)。側(cè)重于系統(tǒng)整體的節(jié)能運行，其運行管理模式及系統(tǒng)控制策略易于理解和應用。1.2法規(guī)要求為能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示、用能定額和超定額加價等制度的建立準備條件，促使辦公建筑和大型公共建筑提高節(jié)能運行管理水平，住房和城鄉(xiāng)建設部 在 2008 年 6 月正式頒布了一套國家機關辦公建筑及大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術導則，共包括 5 個導則u 分項能耗數(shù)據(jù)采集技術導則u 分 項能耗數(shù)據(jù)傳輸技術導則u 樓宇分項計量設計安裝技術導則u 數(shù)據(jù)中心建設與 維護技術導則u 系統(tǒng)建設、驗收與運行管理規(guī)范1.3設計依據(jù)綠色建筑評價標準公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范JGJ 176-20

4、09智能建筑設計標準GBT50314-2006中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能控制裝置技術規(guī)范GBT26759-2011民用建筑電氣設計規(guī)范JGJT 16-2008綜合布線工程設計規(guī)范GB50311-2007_電子計算機機房設計規(guī)范GB50174-93電子設備雷擊保護守則GB7450-87商業(yè)建筑物電信基礎結(jié)構(gòu)管理標準 TIA/EIA 607建筑設計防火規(guī)范 GBJ116-88商業(yè)建筑物電信布線標準TIA/EIA 568A商業(yè)建筑物電信接地和接線要求 ANSI/TIA/EIA 607商業(yè)建筑物電信布線標準TIA/EIA 568A電力系統(tǒng)中傳輸電能脈沖計數(shù)量配套標準IEC60870-5-102電能計量裝置技術

5、管理規(guī)程DL/T448-2000電測量儀表裝置設計技術規(guī)程SDJ9-87數(shù)字處理計算機硬件測試ISARP55.1儀表和控制系統(tǒng)功能表示法SAMA PMS21.1計算機軟件單元測試GB/T15532-1995電力系統(tǒng)中傳輸電能脈沖計量配套標準IEC-870-5-102繼電保護信息接口標準IEC-870-5-103電子設備雷擊導則GB7450-1997微型數(shù)字電子計算機通用技術條件GB9813計算機場地技術要求GB2887-1992不間斷電源設備GB7260電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程GB2423電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程SDJ9-1999電子測量儀器質(zhì)量檢測規(guī)則GB/T6593-1996交

6、流采樣遠動終端技術條件DL/T630-19971.4核心理念u 在保障用戶舒適度的同時，側(cè)重于建筑整體節(jié)能合理的運行。 在保證整棟建筑環(huán)境適宜的情況下，合理使用能源，降低建筑能源消耗，提高能源利用效率，讓整棟建筑節(jié)能合理的運行。u 通過對弱電子系統(tǒng)的監(jiān)測，讓所有設備節(jié)能高效的運行。實時監(jiān)測各弱電子系統(tǒng)的能耗、能效和運行參數(shù)，通過相同設備能效指標對比，及時發(fā)現(xiàn)低能效設備，進而對設備進行優(yōu)化，提高設備性能；通過對設備運行參數(shù)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備故障，減少對設備的影響，延長設備壽命，讓所有設備節(jié)能高效的運行。u 對所有設備集中管控，實現(xiàn)資源調(diào)度、資源整合、資源共享。對所有設備集中管控，在“時間”維度上

7、避免浪費，實現(xiàn)在不該用能時段不用能，在該用能時段合理用能，讓所有設備協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)資源利用最大化。1.5優(yōu)勢特點u 人機交互技術基于人機交互的界面設計，采用WEB的展現(xiàn)方式，同時系統(tǒng)支持個性化需求，用戶可根據(jù)自己的喜好配置不同的展現(xiàn)形式，滿足不同人群的需求。u 多終端訪問滿足多種不同終端，即個人電腦、手機、Ipad等不同的終端訪問，支持多種主流瀏覽器。u 多樣化的數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)呈現(xiàn)豐富，功能配置靈活。采用數(shù)據(jù)層層挖掘技術，最大限度地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值。 u 設備運行管理關注設備的運行管理，通過監(jiān)測找出設備運行異常狀況，進而優(yōu)化設備，提高設備性能，延長設備使用壽命。u 分布式海量存儲技術分布式海量存儲技

8、術，能夠快速處理大數(shù)據(jù)量。u 強大的系統(tǒng)兼容性、開放性和擴展性。系統(tǒng)能夠與光伏發(fā)電系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、地熱采暖系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)完美對接，最終只需登錄我們的系統(tǒng)就可以滿足所有的需求。并且系統(tǒng)提供二次開發(fā)手冊、驅(qū)動開發(fā)、WEB接口，保證系統(tǒng)的開放性和擴展性。1.6建設目標建筑能源管理系統(tǒng)的總體建設目標實現(xiàn)“六化”，達到管理節(jié)能的目的。· 能耗數(shù)據(jù)化對能源資源消耗數(shù)據(jù)進行采集、使其以數(shù)據(jù)的形式展示出來。· 數(shù)據(jù)可視化在采集數(shù)據(jù)基礎上，通過綜合計算、對比分析等方式，從管理角度使數(shù)據(jù)更具有可視化。· 節(jié)能指標化：通過制定合理的節(jié)能指標化體系，實現(xiàn)

9、定額管理。· 管理動態(tài)化在數(shù)據(jù)可視化的基礎上更進一步進行加強管理，實現(xiàn)“可預測”的管理效果。· 決策科學化提供節(jié)能監(jiān)管決策數(shù)據(jù)的支持，便于領導科學決策。· 服務人性化平臺不僅提供管理的功能，更作為服務平臺提供人性化的能源管理服務。1.7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑能源管理系統(tǒng)是一整套的能源管理的解決方案，提供從硬件到軟件的設備和技術措施。硬件方面，支持國內(nèi)外大多數(shù)通訊采集儀表（支持OPC、Modbus、TCP/IP等協(xié)議）；軟件方面，包括數(shù)據(jù)采集、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、能源管理分析數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)展示、分析、控制等多個層面功能。1.硬件層：硬件層一般采用多功能智能儀表，實時動態(tài)

10、采集數(shù)據(jù)并上傳到數(shù)據(jù)層，二者之間通過采集軟件連接；2.數(shù)據(jù)傳輸層：將底層數(shù)據(jù)通過各種協(xié)議和規(guī)約上傳匯總到能源管理系統(tǒng)，交由系統(tǒng)進行處理和分析；3.數(shù)據(jù)層：包括實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、能源管理數(shù)據(jù)庫，是整個系統(tǒng)的核心基礎；4.數(shù)據(jù)處理層：對海量數(shù)據(jù)進行存儲和預處理，為分析和決策做好準備；5.系統(tǒng)應用層：包含3D展示、實時監(jiān)測、集中控制、動態(tài)分析等，是整個系統(tǒng)的核心和關鍵；6.系統(tǒng)管理層：包含基礎信息的配置和管理，以及整個軟件的配置。系統(tǒng)管理層系統(tǒng)應用層數(shù)據(jù)處理層數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)傳輸層設備測控層1.8能源網(wǎng)絡組建能源管理網(wǎng)絡用以完成能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸，計量儀表的狀態(tài)監(jiān)測等。包括兩個部分，一是計量儀表

11、與網(wǎng)關之間的網(wǎng)絡傳輸，二是網(wǎng)關與服務器之間的網(wǎng)絡傳輸。· 計量儀表與網(wǎng)關之間的網(wǎng)絡傳輸：提供RS485接口的電力監(jiān)測儀表、液體流量積算儀、氣體流量積算儀與以太網(wǎng)網(wǎng)關之間采用RS485總線，一條總線支持最大32臺從設備。· 網(wǎng)關與服務器之間的網(wǎng)絡傳輸：可以利用已有的通訊網(wǎng)絡，以太網(wǎng)接口就地接入到公司（大廈）內(nèi)部網(wǎng)絡中去。同時，為了系統(tǒng)的安全可靠性，需要公司（大廈）IT部門配合，為EMS能源管理系統(tǒng)開辟一個獨立的VLAN區(qū)域。同時EMS服務器提供雙網(wǎng)卡配置，接入公司（大廈）內(nèi)部辦公網(wǎng)絡，方便運行管理人員遠程訪問EMS系統(tǒng)信息。以下為能源監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖：二、 建立綠色建筑

12、評價體系2.1能源數(shù)據(jù)采集范圍1）用電能耗數(shù)據(jù)自動采集n 一級總計量配電室進出線（變配電監(jiān)測）· 采集對象：10kV/0.4kV變配電室所有進出線回路。· 采集類型：模擬量：I-電流、U-電壓、P-有功功率、Q-無功功率、PF-功率因數(shù)、E-電度量、THD諧波；狀態(tài)量：斷路器狀態(tài)、故障信號等。n 二級區(qū)域用電計量· 采集對象：辦公區(qū)域 1、樓層/房間 2、部門/科室公共區(qū)域 1、大廳 2、物業(yè) 3、食堂 4、車庫 5、室外· 采集類型：I-電流、U-電壓 P-有功功率 PF-功率因數(shù)E-電度量。n 三級區(qū)域用電計量· 采集對象：房間、小型辦公場

13、所· 采集類型：E-電度量。2）水量數(shù)據(jù)的自動采集n 采集對象主要針對建筑一次供水管網(wǎng)進水總管、二次供水管網(wǎng)各功能區(qū)域建筑進水總管進行實時用水監(jiān)測和計量。n 采集類型需在各監(jiān)測點合適位置加裝智能遠傳水表；通過智能通訊接口采集以下數(shù)據(jù)：累計流量3）空調(diào)冷熱量計量管理n 采集對象針對空調(diào)系統(tǒng)冷熱源輸出總管和各功能區(qū)域測點管道進行冷熱量計量n 采集類型瞬時流量、累計流量、進回水管溫度、冷熱量值4）市政熱力（或鍋爐）供暖計量管理n 采集對象針對供暖系統(tǒng)一、二次管網(wǎng)進行供暖計量n 采集類型一次蒸汽管網(wǎng)：瞬時流量、累計流量、管道內(nèi)蒸汽溫度、蒸汽質(zhì)量；二次供暖管網(wǎng)：瞬時流量、累計流量、進回水管溫度

14、、熱量值5）天然氣計量管理n 采集對象針對燃氣進行總計量 n 采集類型瞬時流量、累計流量6）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電子系統(tǒng)開放通訊協(xié)議、通過OPC標準協(xié)議方式將相關電流、電壓、功率、電量、設備運行情況等數(shù)據(jù)上傳給能源管理平臺服務器。當光伏發(fā)電量不能滿足供電需求的情況下，可以自動切換至市電，保證供電系統(tǒng)的連續(xù)可靠運行。7）樓宇自控系統(tǒng)能源數(shù)據(jù)接入建筑物的節(jié)能措施主要通過建筑設備管理系統(tǒng)（BAS系統(tǒng)）來執(zhí)行。能源管理平臺和BAS系統(tǒng)的完美結(jié)合，是能源控制和管理措施實現(xiàn)的保障，通過OPC方式將BAS系統(tǒng)重要參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給能源管理平臺，從而實現(xiàn)能源管理平臺對樓宇自控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合。目前，能源管理和

15、BAS還分屬不同智能化系統(tǒng)，兩系統(tǒng)的相互融合應該是智能化系統(tǒng)。8）其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入平臺預留標準的網(wǎng)絡接口，可以接入其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，綜合進行能耗分析、考核和合理化管理。2.2 建立用能計量體系 結(jié)合建筑的實際情況，建立如下用能計量體系：2.3建立綠色建筑評價體系 根據(jù)國家頒布綠色建筑能耗指標，建立綠色建筑評價體系，對指標進行分析和考核：指標名稱單位采集頻率暖通空調(diào)系統(tǒng)耗電量指標KWh/m2每月照明系統(tǒng)耗電量指標KWh/m2每月室內(nèi)設備耗電量指標KWh/m2每月電梯系統(tǒng)耗電量指標KWh/m2每月給排水系統(tǒng)耗電量指標KWh/m2每月總耗電量指標KWh/m2每月供暖耗熱量指標GJ/ m2每月考核分析：&

16、#216; 建筑實際情況與綠色建筑指標評價進行對比，找到節(jié)能切入點。Ø 對建筑實際指標進行分析，包括指標值、指標趨勢分析等等。三、 系統(tǒng)功能詳述 3.1建筑基礎信息配置用戶可自由的在系統(tǒng)中配置所管轄的建筑信息，包括向系統(tǒng)中添加建筑、配置建筑的樓層及支路信息；配置樓層及房間用戶信息，能源收費及價格信息等等。當用戶管轄建筑增加或減少時，可以快速方便的自行配置。3.2能耗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測主要是對各儀表進行實時監(jiān)測，當發(fā)生故障時，通過監(jiān)測畫面，可及時找出出現(xiàn)故障的儀表，方便用戶及時跟蹤處理現(xiàn)場情況，主要內(nèi)容包括如下：Ø 網(wǎng)絡通訊狀態(tài)監(jiān)測：對整個樓宇的網(wǎng)絡通訊進行實時監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡通訊

17、異常時，可及時有針對性的對通訊異常的網(wǎng)絡進行維護。Ø 各儀表通訊狀態(tài)：對每個儀表通訊狀態(tài)進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)沒通訊上及通訊中斷情況進行及時的報警及高亮顯示，方便用戶有針對性的維護，而不用人為的每個都去檢查一遍。Ø 參數(shù)實時監(jiān)測：對各儀表采集量進行實時監(jiān)測，用戶可隨時判斷各個采集點的失壓、失流和采不上數(shù)據(jù)的點，方便及時發(fā)現(xiàn)及時處理。Ø 供水管網(wǎng)監(jiān)測：對各供水采集儀表進行監(jiān)測，可查看各儀表的實時流量、累積流量等，當儀表有故障時，可及時發(fā)現(xiàn)和處理。3.3建筑分類能耗分析Ø 系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)處理與上傳的同時，將建筑能耗進行分類分析，該部分功能符合114號文的定義，即將建

18、筑能耗分類為如下六類：Ø 1、耗電量Ø 2、耗水量Ø 3、耗氣量（天然氣量或者煤氣量）Ø 4、集中供熱耗熱量Ø 5、集中供冷耗冷量Ø 6、其他能源應用量（如集中熱水供應量、煤、油、可再生能源等）Ø 可選擇樓層，查看該樓層多有燈具的開啟狀況、照度、功率等。Ø 可手動控制燈具的開關、照度強弱，并可根據(jù)預設方案或人體感應技術自動控制燈具開關和照度，從而達到節(jié)能的目的。3.4建筑分項能耗分析Ø 照明插座用電：為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用

19、電。Ø 空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。Ø 動力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風機用電。Ø 特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。Ø 建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標準煤量之和。Ø 總用電量各變壓器總表直接計量值Ø 分類能耗量各分類能耗計量表的直接計量值Ø 分項用電量各分項用電計量表的直接計量值Ø 單位建筑面積用電量總用電量/總建筑面積Ø 單位空調(diào)面積用電量總用電量/總空調(diào)面積3.5能耗同比、環(huán)比分析統(tǒng)計建筑或片區(qū)能耗的時用量、日

20、用量和年用量，以曲線圖、柱狀圖等不同方式顯示，支持報表輸出。3.6能耗數(shù)據(jù)分析通過對建筑的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，結(jié)合模型建筑物能耗對比，確定建筑物能耗對比，確定建筑物的能耗狀況和設備能耗效率，從而提供建筑物能源管理優(yōu)化措施。能耗數(shù)據(jù)分析模塊是能耗管理軟件的精髓所在，目前市場上各家軟件的算法不盡相同，其效果還需市場驗證。然而，以模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的計算機智能控制技術的發(fā)展將極大推動能源管理水平。3.7能耗指標統(tǒng)計以圖表形式展現(xiàn)以下能耗指標：建筑總能耗、總用電量、單位建筑面積用電量、單位空調(diào)面積用電量、單位建筑面積分類能耗量、單位空調(diào)面積分類能耗量、單位建筑面積分項能耗量、單位空調(diào)面積

21、分項能耗量；并顯示同類建筑的各項指標平均值，使用戶對建筑的用能情況一目了然。3.8能源消耗分析包含能耗構(gòu)成分析和能耗趨勢分析，能耗構(gòu)成分析采用餅狀圖的形式展現(xiàn)指定時間段內(nèi)各類能耗所占總能耗的百分比情況；能耗趨勢分析采用折線圖的形式展現(xiàn)指定時間段內(nèi)指定能源的消耗趨勢情況。Ø 能耗報表管理自動生成所需要的數(shù)據(jù)（日/月/季度/年）報表、定期階段報表和事件報表，并能以用戶所需要的格式和方式保存、導出或打印。報表的類型、內(nèi)容和格式可由用戶動態(tài)調(diào)整。Ø 能耗報表分析系統(tǒng)可提取各類能耗數(shù)據(jù)進行自動分析，確立標桿值并對各監(jiān)控點的能耗情況進行能耗水平判定，對能耗改善提出一套完整的診斷流程，并提供能耗分析報告，幫助用戶進行節(jié)能措施及設備改造。Ø 人工數(shù)據(jù)上傳針對尚未安裝自動采集儀的支路或無法使用數(shù)據(jù)采集儀進行自動采集的能源消耗（例如汽油、煤