綠色超高層多能源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究V12-5

物聯(lián)感知控制低碳

——綠色超高層多能源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究

總工程師

陳烈2014.5目錄背景簡介總體設(shè)計建模、預(yù)測與調(diào)度方法研究幾點感想超高層建筑發(fā)展現(xiàn)狀超高層建筑是評估區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要指標(biāo)是人口不斷增長的需要，能夠緩解城市壓力的高度競爭，展現(xiàn)了一個城市的信心和綜合實力。我國超高層建筑大量在建至2012年，超高層建筑約有1200幢，有超過200棟在造。預(yù)計五年內(nèi)，中國新建超高層總數(shù)將達到800棟。超高層建筑是能耗大戶由于建筑體量巨大、容納人數(shù)眾多、受天氣影響大、大量采用玻璃幕墻，消耗更多的能源。綠色超高層已成為必然趨勢上海中心(632m)、珠江新城項目(309m)、武漢中心(428m)都申請了綠色三星、LEED-NC金獎?wù)J證。上海中心成為中國首座雙認(rèn)證的綠色超高層建筑2011年已建成的世界前十最高建筑，六幢在中國未來美麗的陸家嘴建筑群綠色超高層建筑的設(shè)計評價分為設(shè)計和運行使用兩個階段，分別在施工圖完成后和竣工驗收并運營一年后進行。綠色超高層建筑評價指標(biāo)體系由節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運營管理六類指標(biāo)組成。綠色超高層建筑評價指標(biāo)分為控制項、一般項和優(yōu)選項。要點簡析綠色超高層建筑與能源運行的交叉點其他綠色建筑認(rèn)證(如LEED,BREEAM,CASBEE,DGNB,HKBEAM)綠色超高層建筑的能源形式、運行(產(chǎn)能、輸能、用能)等。+

大數(shù)據(jù)、云計算對超高層能源管理的影響無數(shù)據(jù)--粗放式的能源管理

只有總的能耗數(shù)據(jù)（月賬單、年賬單）對工藝及設(shè)施的能耗數(shù)據(jù)不了解

缺乏有效的能源管理機制有數(shù)據(jù)但缺乏數(shù)據(jù)管理和分析--基本能源管理有安排員工進行人工抄表，并對抄表數(shù)據(jù)進行匯總、制表有簡單的抄表和電力監(jiān)測系統(tǒng)缺乏對海量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、整理和分析能源管理系統(tǒng)—建立高效的智能能源網(wǎng)管理體系對能耗數(shù)據(jù)進行分析和整理對能源用量、能耗成本進行分?jǐn)偵筛鞣N關(guān)鍵能耗指標(biāo)根據(jù)系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)進行需求側(cè)管理利用能源管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)浪費利用能源管理系統(tǒng)進行績效考核

建筑能源管理水平的各階段數(shù)據(jù)本身不產(chǎn)生價值，數(shù)據(jù)只有通過分析才能產(chǎn)生價值！趨勢分析：利用物聯(lián)網(wǎng)、信息網(wǎng)感知能源與環(huán)境數(shù)據(jù)，形成供給、需求側(cè)高效互動；不僅利用實時信息，而且利用歷史信息，形成基于自適應(yīng)模型的調(diào)度和控制；建筑能源建設(shè)運行新模式和新機制涌現(xiàn)，促進行業(yè)分化。(適合超高層能源管理)目錄背景簡介總體設(shè)計建模、預(yù)測與調(diào)度方法研究幾點感想“垂直”的城市超五星級酒店國際標(biāo)準(zhǔn)甲級辦公樓奢侈品廣場特色觀光層文化休閑娛樂區(qū)特色會議場館上海中心基本情況介紹：總高度632米，總建筑面積57.6萬平方米預(yù)計共需制冷量約8萬kW

相當(dāng)于32萬臺普通家用空調(diào)的制冷量

預(yù)計每日耗電量20萬kWh

相當(dāng)于30個普通大型公建的耗電量上海中心能源特色：與金茂和環(huán)球不同，上海中心采用了多種能源為大樓供能。

三聯(lián)供：發(fā)電量2130kW、制冷量1680kW

地源熱泵：制熱量311kW、制冷量302kW

冰蓄冷：制冷量1.9萬kW

冷卻水免費供冷：9000kW

油氣兩用蒸汽鍋爐：8600kW地下層

4區(qū)3區(qū)5區(qū)2區(qū)1區(qū)6區(qū)7區(qū)9區(qū)

8區(qū)115F

8F

83F

632米LEED金獎?wù)J證綠色三星認(rèn)證

上海中心低區(qū)能源系統(tǒng)圖上海中心多能源利用的挑戰(zhàn)無前車之鑒這么多能源在樓宇中綜合使用極其少見，國內(nèi)外相關(guān)方向研究更是空白。多種能源，如何綜合利用？建設(shè)初期，單個產(chǎn)能設(shè)備、輸能管網(wǎng)雖已選定，但在能源綜合利用無系統(tǒng)的解決方案，迫切需要科研支撐。負(fù)荷復(fù)雜，如何感知？如何預(yù)測？如何測量——超高的特性、超大的體量、超廣的玻璃幕墻、巨大的容納人數(shù)、多用途的建筑功能，負(fù)荷復(fù)雜；如何預(yù)測——輸能距離長、空間大，滯后明顯，需提前供能，對于能源的預(yù)測和判斷尤為關(guān)鍵。如何建模與研究？如何實時監(jiān)控？缺少試驗平臺，模擬超高層用能特性、機組運行特性，對調(diào)度與控制策略、產(chǎn)能與輸能進行優(yōu)化。多能源管理平臺建模與控制方法調(diào)度策略專家?guī)旖ㄔO(shè)與評估導(dǎo)則實現(xiàn)高層建筑多能源利用供需平衡實現(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)施、設(shè)備的高效運行實現(xiàn)熱能、電能最優(yōu)互補綜合利用區(qū)域效應(yīng)社會效應(yīng)指導(dǎo)并支撐綠色高層建筑能源的建設(shè)為上海市“十二五”區(qū)域節(jié)能減排奠定基礎(chǔ)實現(xiàn)綠色、低碳、安全、宜居、便捷的人居環(huán)境在超高層能源系統(tǒng)設(shè)計已完成的情況下，通過有機集成先進的產(chǎn)能、供能、用能、蓄能、節(jié)能技術(shù)，并用物聯(lián)網(wǎng)將微電網(wǎng)、微熱網(wǎng)和信息網(wǎng)聯(lián)系在一起，實現(xiàn)超高層建筑安全、經(jīng)濟、低碳、宜居的能源保障目標(biāo)，并為超高層建筑的建設(shè)提供支撐。項目目標(biāo)多能源管理技術(shù)在超高型建筑中的應(yīng)用研究內(nèi)容技術(shù)路線接入感知實時數(shù)據(jù)采集、融合、傳輸數(shù)據(jù)挖掘及信息重構(gòu)可視化展示、多類型用戶支持、決策支持實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲、處理執(zhí)行研究內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)一、超高層產(chǎn)能、輸能、用能參數(shù)采集及融合研究:1）管網(wǎng)功率流實時在線分析技術(shù)，2）空間布點技術(shù)，3)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，4)多協(xié)議多介質(zhì)采集技術(shù)三、超高層用供能關(guān)鍵技術(shù)研究：1)多參數(shù)能源利用建模，2）智能控制算法，3）多目標(biāo)調(diào)度策略，4)綠色、經(jīng)濟性、安全評估技術(shù)二、海量建筑能源數(shù)據(jù)庫建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究:1)多元數(shù)據(jù)組織，2)海量存儲技術(shù)，3)多源多層次數(shù)據(jù)快速獲取五、高層建筑能源網(wǎng)建設(shè)與評估導(dǎo)則研究四、智能化能源綜合利用系統(tǒng)構(gòu)建：1）集成技術(shù)，2）多目標(biāo)決策，3）擬真技術(shù)，4)多系統(tǒng)交互調(diào)整、反饋、持續(xù)優(yōu)化控制總體架構(gòu)傳輸技術(shù)感知技術(shù)支撐技術(shù)應(yīng)用技術(shù)課題研究由業(yè)主牽頭，多家單位合作：1、暖通設(shè)計設(shè)計院、機電顧問等2、自控設(shè)計弱電顧問、設(shè)計院等3、關(guān)鍵技術(shù)研究(建模、預(yù)測、調(diào)度、控制等)設(shè)計院、弱電顧問、高等院校、主流廠商4、運營管理物業(yè)管理團隊、弱電顧問5、后期加入團隊的人員機電總包，系統(tǒng)承包方，物業(yè)管理人員6、綠色三星和智能化示范性建筑達標(biāo)研究院、弱電顧問組織架構(gòu)與工作流程第14

/40頁1、調(diào)研、材料搜集,制定研究框架上海中心多能源綜合利用2、調(diào)度與控制策略研究，完成平臺設(shè)計3、構(gòu)建試驗平臺，對系統(tǒng)進行測試；編制導(dǎo)則；2010.102012.92013.122014.74、調(diào)試、試運行。2014.11研究計劃研究模式業(yè)主牽頭多方協(xié)同能源管控學(xué)科交叉課題項目緊密融合研究開發(fā)點面交互研究成果積極推廣系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)流海量數(shù)據(jù)采集、存儲、建模、CPMS提供參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)交互、數(shù)據(jù)融合能源控制(大群控)能耗數(shù)據(jù)的采集設(shè)施設(shè)備自動控制(小群控)低區(qū)高區(qū)目錄背景簡介總體設(shè)計建模、預(yù)測與調(diào)度方法研究幾點感想用能側(cè)供能側(cè)用能側(cè)分類、分項、分區(qū)域能耗計量用能側(cè)實時負(fù)荷自動調(diào)節(jié)、移峰填谷用能側(cè)智能化節(jié)能手段及方法供能側(cè)多能源需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)、綜合調(diào)度共性需求——合理供能與高效用能計量布點分析建立精細(xì)化動態(tài)計量系統(tǒng)分析采集數(shù)據(jù)和歷史信息研究復(fù)雜類型負(fù)荷特性建立負(fù)荷優(yōu)化模型統(tǒng)一調(diào)配超高層建筑負(fù)荷降低基礎(chǔ)電費與電網(wǎng)峰谷差單元、功能區(qū)、超高層能源管理系統(tǒng)按需節(jié)能采集用電信息和環(huán)境信息提高超高層整體的用能效率分析能源類型及品味差異建立供能側(cè)能源管理系統(tǒng)通過分析和建模形成理論模型通過模型分析，預(yù)知用戶側(cè)需求，提前供能實現(xiàn)供能側(cè)多能源綜合調(diào)度形成以用能側(cè)四層能源管理架構(gòu)為核心的高效、綜合用能管理系統(tǒng)實現(xiàn)供能側(cè)多能源互補與調(diào)度控制的綜合管理系統(tǒng)主要模塊關(guān)系圖CPMS、能源監(jiān)督管理模塊預(yù)測模塊調(diào)度模塊各能源系統(tǒng)建模各能源系統(tǒng)上海中心多制冷機組仿真模型負(fù)荷預(yù)測長時段調(diào)度（3小時）（混合整數(shù)規(guī)劃）短時段調(diào)度（30分鐘）連續(xù)規(guī)劃確定開啟的機組及負(fù)荷得到規(guī)則表得到確定性規(guī)律當(dāng)前負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化控制開啟的機組的負(fù)荷設(shè)定值多個頻段矯正功能調(diào)度與預(yù)測系統(tǒng)主要能源控制的約束條件主要能源控制的約束條件主要能源控制的約束條件綜合考量子系統(tǒng)運行下的費用能源系統(tǒng)經(jīng)濟性建模常規(guī)電制冷機模型：制冰工況：蓄冰槽供冷均價：(W為花銷)長時段冷源啟停狀態(tài)優(yōu)化基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM的日負(fù)荷預(yù)測研究

通過日負(fù)荷預(yù)測，可以為主機運行控制策略提供依據(jù)，提高能源利用效率。目錄背景簡介總體設(shè)計建模、預(yù)測與調(diào)度方法研究幾點感想幾點感想1、課題研究與工程實施緊密相連：要根據(jù)項目的