智慧能源管理平台建设方案书

智慧能源管理平台建设方案书 济南华汉电气科技有限公司 2016 年 6 月 智慧能源管理平台建设方案书 I 目 录 第一章 概述 1 1 1 实施背景 1 1 2 现状分析 2 1 3 能耗类型分析 2 1 3 1 能耗类型分析 2 1 3 2 能耗面临的问题及解决措施 2 1 4 能源管理平台基本功能 3 第二章 能源管理平台设计方案 5 2 1 设计规范及原则 5 2 1 1 设计规范及标准 5 2 1 2 设计原则 5 2 1 3 系统特点 6 2 2 平台设计建设目标 7 2 3 平台设计功能需求 8 2 3 1 实时耗能采集 8 2 3 2 耗能统计分析 9 2 3 3 未来耗能预测 11 2 3 4 节能降耗考核 11 2 3 5 耗能设备管理 12 2 3 6 耗能对标管理 12 2 3 7 耗能综合报表 13 2 3 8 其它功能要求 13 2 4 平台设计非功能需求 14 智慧能源管理平台建设方案书 II 2 4 1 系统性能要求 14 2 4 2 数据存储要求 14 2 4 3 数据接口要求 15 2 4 4 可维护性要求 15 2 4 5 人机交互要求 16 2 4 6 可靠性要求 17 2 5 平台总体设计方案 17 2 5 1 能源管理平台系统架构 18 2 5 2 能源管理平台系统组成 19 2 5 3 能源管理平台功能 19 第三章 能源监管平台系统构成 21 3 1 数据采集系统 21 3 1 1 数据采集方式 21 3 1 2 数据采集子系统 21 3 1 3 能耗数据采集 上传频率和内容 21 3 1 4 数据采集器介绍 22 3 1 5 数据采集器点位 23 3 2 电能监管子系统 24 3 2 1 电能监测内容 24 3 2 2 电能监测系统拓扑图 24 3 2 3 电能监测点位 25 3 3 用水监测子系统 25 3 3 1 用水监测内容 25 3 3 2 用水监测系统拓扑图 25 3 3 3 用水监测点位统计 26 智慧能源管理平台建设方案书 III 3 4 蒸汽监测子系统 26 3 4 1 蒸汽监测内容 26 3 4 2 蒸汽监测系统拓扑图 26 3 4 3 蒸汽监测点位统计 26 3 5 天然气监测子系统 26 3 5 1 天然气监测内容 26 3 5 2 天然气监测系统拓扑图 27 3 5 3 天然气监测点位统计 27 3 6 中水站在线监测子系统 27 3 6 1 中水站在线监测系统图 28 3 6 2 推荐设备介绍 28 3 7 能源管理平台数据中心系统 35 3 7 1 数据中心的建设所需设备清单 35 3 7 2 推荐数据中心设备选型 36 第四章 能源监管平台软件系统 39 4 1 能源监管平台软件架构设计 39 4 1 1 数据层 39 4 1 2 WEB 层 40 4 1 3 数据层与 WEB 层无缝结合 41 4 1 4 数据库设计 42 4 2 能源管理平台软件功能设计 43 4 2 1 能源管理平台标准数据子系统 43 4 2 2 能源管理平台系统概述 45 4 2 3 能源管理平台用电监管子系统 47 4 2 4 能源管理平台用水监管子系统 60 智慧能源管理平台建设方案书 IV 4 2 5 能源管理平台中央空调智能控制子系统 71 4 2 6 能源管理平台照明控制子系统 72 4 2 7 能源管理平台配电室监测子系统 73 4 2 8 能源管理平台中水站运行监测子系统 73 4 2 9 能源管理平台供暖监测子系统 74 4 2 10 能源管理平台供暖分时分温监控子系统 84 4 2 11 能源管理平台蒸汽 天然气子系统 87 4 2 12 能源管理平台综合分析子系统 87 4 2 13 能源管理平台消息管理子系统 93 4 2 14 能源管理平台公众服务子系统 95 4 2 15 能源管理平台信息维护子系统 95 第五章 施工组织方案 97 5 1 编制说明及依据 97 5 1 1 编制说明 97 5 1 2 编制依据 97 5 2 施工准备阶段 98 5 2 1 施工管理体制的设置原则 98 5 2 2 项目法施工 98 5 3 组建项目经理部 98 5 4 项目人员配置 99 5 4 1 人员组织 99 5 4 2 施工劳动力投入的原则及管理要求 100 5 4 3 劳动力组织的准备 100 5 5 项目组织机构配备 101 5 6 项目班子成员 101 智慧能源管理平台建设方案书 V 5 7 平台项目施工方案部署 104 5 7 1 施工方案部署 104 5 7 2 施工工艺流程 106 5 8 主要分项施工工艺方法 107 5 8 1 弱电通讯网络系统 107 5 8 2 电气安装工程 111 5 8 3 水气安装分项 112 5 8 4 数据中心设备安装 121 5 9 确保工程质量的技术组织措施 123 5 9 1 质量保证流程图 124 5 9 2 质量标准 124 5 9 3 质量管理 125 5 9 4 质量保证体系 125 5 9 5 质量保证措施 125 5 10 技术保证措施 126 5 11 确保工期技术组织措施 127 5 12 成品保护措施 127 5 13 安全生产保证措施 129 5 14 确保文明施工与环境保护的技术组织措施 133 5 15 施工机械设备 进场计划 134 5 16 材料进场检验检测措施 135 5 16 1 质量活动实施和控制的方法 135 5 16 2 施工 调试阶段质量策划 136 5 16 3 材料设备测试验收标准 137 5 16 4 材料设备质量保障措施 137 智慧能源管理平台建设方案书 VI 5 16 5 实施交付使用标准 139 第六章 能源管理平台系统预算 140 第七章 效益分析 142 7 1 社会效益分析 142 7 2 环境效益分析 143 第八章 企业简介 144 8 1 公司简介 144 8 2 公司资质 145 8 2 1 营业执照 145 8 2 2 机电设备安装工程与建筑智能化专业承包资质 146 8 2 3 计算机系统集成资质证书 148 8 2 4 能源管理系统平台软件自主产权及著作权证书 149 8 2 5 电力综合节能控制系统软件著作权 150 8 2 6 供暖综合节能控制系统软件著作权 151 8 2 7 华汉多协议工业通信安全网关系统软件著作权 152 8 2 8 智能化楼宇综合控制系统软件著作权 153 8 2 9 质量管理体系认证证书 154 8 2 10 环境管理体系认证证书 155 8 2 11 华汉建筑节能监测信息管理系统认定证书 156 8 2 12 华汉建筑建筑能耗数据采集器认定证书 156 8 2 13 济南市科学技术奖证书 157 8 2 14 一种建筑电能监管系统实用新型专利证书 158 8 2 15 一种建筑水能源监管系统实用新型专利证书 159 8 2 16 一种建筑天然气监管系统实用新型专利证书 160 8 2 17 一种建筑物资源消耗监控管理系统发明专利证书 161 智慧能源管理平台建设方案书 VII 8 3 公司部分相关业绩 162 智慧能源管理平台建设方案书 1 第一章 概述 1 1 实施背景 随着我国经济社会的发展和环境资源压力越来越大 节能减排形势严峻 根据 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 国发 2007 15 号 和 关于加 强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见 建科 2007 245 号 的精神 需要加强用能单位能耗监测系统建设 利用现代化的技术手段 实现对重点 建筑进行能耗动态监测 建立和完善能效测评 用能标准 能耗统计 能源审计 能 效公示 用能定额 节能服务等各项能源运行管理工作 作为国家 万家企业节能低碳行动 的重点用能单位之一 在能源管理方面 已建 立多项标准流程 即 实施能源消耗全面预算管理 每年由企业负责人与各用能单位 签订节能降耗目标责任书 并进行年度考核 全面实施能源消耗定额管理 根据生产 任务 每月下达能耗总量和单耗指标控制计划 按月进行经济责任制考核 在省内首 家建立内部节能监察制度 对企业违章用能 不合理用能进行现场监察 发现问题 根据企业内部专项管理考核办法 对责任单位和个人进行经济处罚 并且不断推出新 模式 建立适时修订完善企业内部 能源管理标准 制度 全员参与能源管理 形成 10 余项能源管理制度 能源管理工作实现制度化 标准化 在不断完善企业能源管理制度的同时 公司在能源计量手段和信息化系统建设方 面的表现相对粗放和滞后 园区 1100 多块表具大多依靠人工抄报 部分三级计量设 备抄表频率过低 缺少对企业基础能源数据的全面采集监测 继而也就无法实现提供 在线能源系统平衡信息和调整决策方案 确保能源系统平衡调整的科学性 及时性和 合理性 建设企业能源管理系统不仅能够满足公司当前对能源管理的需求 而且能够随企 业的持续发展而拓展 利用该系统能够有效降低企业因能源消耗数据统计 表单维护 以及报表 数据处理而产生的费用 通过对监测数据的在线分析 帮助企业进行能源 智慧能源管理平台建设方案书 2 消耗的实时监测 准确统计和详细预测 最终为企业节能降耗和自我完善提供确凿的 数据基础和有力的决策支持 1 2 现状分析 目前我厂的能源管理只是对各能源项总表进行计量 造成各单位能源消耗数据缺 失 不能细化耗能项目 缺少节能分析管控 无法对用能超限考核 各园区现有能源 计量仪表 1100 余块 其中大部分靠人工抄表 存在工作量大 抄表周期长 数据不 准确 不能及时发现能源浪费和泄露等现象 不能查询历史数据 不能实时报警等 1 3 能耗类型分析 1 3 1 能耗类型分析 园区主要能源消耗为电能 空调动力 生活用水 蒸汽 天然气等 1 3 2 能耗面临的问题及解决措施 1 管理节能 摒弃建筑能源的粗放式管理模式 建立精细化的能源管理模式 区分能耗种类 能耗系统实现能源消耗分部门 分类 分项计量 对能耗情况进 行实时监测 对耗能数据深度挖掘 及时纠正用能浪费情况 根据园区实际情况 制 定针对建筑物和二级部门的能耗定额分配制度 实施节能奖惩等方式激励节能 2 行为节能 进行节能宣传教育和岗位培训 提高工作人员提高节能意识 杜绝以下现象 1 长明灯 少人开多灯 自然光照充分的情况下开灯等现象 2 通风空调超标使用 如 不按温度管理要求开空调 开门窗开空调等 3 长流水 3 技术节能 可以采用空调节能控制 电力智能控制等技术手段进行节能 电能可做分类分相 智慧能源管理平台建设方案书 3 计量以及整个园区的水能耗进行计量 同时 实时监测中水及蒸汽设备的运行数据 更好的对园区的能耗进行管理和控制 1 4 能源管理平台基本功能 能源管理平台的基本功能如下图所示 能源管理平台系统分为三个层次 数据采集层 数据存储层以及数据展示层 1 数据采集层 数据采集层主要包括能源监测和节能控制两个部分 能源监测主要是通过安装智 能仪表 电表 水表 蒸汽表 流量计等 将能耗数据及设备运行数据通过网络传 送到管理中心 节能控制主要是通过在现场安装节能执行设备 执行器 控制器 伺 服器 可以在管理中心远程自动或手动的控制节能设备 2 数据存储层 利用局域网通过数据网管将现场数据传送到管理中心数据库 数据库对数据进行 初步处理后 进行分类分项存储 要求至少需要存储 10 年的能耗数据 管理中心的 控制指令通过数据层打包后传送到现场控制执行器 3 数据展示层 数据展示层是利用数据层相关数据 对数据进行挖掘后 扩展出多种应用功能 智慧能源管理平台建设方案书 4 主要包括实时监控 数据分析 数据展示 接口对接 能源审计 节能控制及其他扩 展功能 智慧能源管理平台建设方案书 5 第二章 能源管理平台设计方案 2 1 设计规范及原则 2 1 1 设计规范及标准 能源管理平台的建设与开发以下标准和规范为基础 但不限于此 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设 验收与运行管理规范 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统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监测系统楼宇分项计量设计安装技术导 则 2 1 2 设计原则 1 充分结合园区目前建筑现状 根据园区能源管理的特点 设计出科学高效 完善合理 功能齐全 可实施性强的能源管理平台技术方案 2 根据国园区建筑能耗情况 以最终实现集电能监测系统 水能监测系统 蒸 汽监测系统 天然气监测系统 中水状态监测系统等为一体能源监控系统 统筹规划 分步实施 3 充分利用园区现有网络资源 节省投资 4 从真正意义上实现能源使用实时在线监控 为园区管理者提供不同层次的管 理权限 随时随地可以对园区的能源系统进行访问 并实现远程管理 5 充分考虑平台系统对各种能耗系统管理的整合扩展能力 并为今后综合性的 数字化园区做好充分的技术准备 智慧能源管理平台建设方案书 6 6 充分体现投资回报效益 体现管理节能 技术节能的综合效益 7 能够为园区制定能源政策提供充分详实的依据 以达到资源的科学管理 科学 利用 2 1 3 系统特点 1 先进性 系统基于 B S 和 C S 复合结构 用户可以通过 Internet 浏览器远程登录系统中心 服务器 不同用户根据各自权限的不同 浏览不同建筑的能源使用状况 工程师通过 Internet 浏览器登录服务器 拥有最高级别的管理权限 既可实现工程的远程在线维 护 第一时间响应客户的需求 2 安全性 系统数据库所采用的数据库系统 保证电能原始数据不可修改 对电能进行计量 和结算的模型等在相应派生库中进行 派生库数据只有在授权许可下才能修改 建立 完善的安全措施 对不同等级用户 设立相应的访问权限 以保证电能量与计费的合 法性和严肃性 同时系统支持数据自动或人工备档和恢复 3 开放性 系统具有充分的开放性能 软件系统已经在接口和功能上进行了预留 只需通过 简单的配置 即可允许不同厂家的产品组成一个完整的系统 并通过丰富的内置软件 接口 OPC DDE ODBC 等 与第三方系统无缝集成 提供低成本 IBMS 集成管理 解决方案 4 数据完整性 由于电能数据具有累加性和传递性的特点 要求在任何情况下都不允许丢失电能 原始数据 特别是在进行分段 分费率电能统计和结算时 尤为重要 在本系统中 通过在采集处理及传输等环节采用多种技术手段以确保数据完整 5 可扩展性 系统方案中的总线能力 软件资源 模块 IO 点配置均留有一定的余量 以便根 智慧能源管理平台建设方案书 7 据业主要求灵活增加少量控制点而无需增加额外的费用 系统设计采用网络化结构方 式 充分考虑了用户今后分能源中心的扩展及功能扩展的需要 可以很容易地通过增 加本地采集仪表的方法实现 而且还能通过网络拓展 扩展新的控制网络总线 系统 规模可以成倍增加 6 规范性 本系统的关键硬件设备是数据网关 安全可靠 对应所有主流计量表具 主要特 点是 数据网关应支持周期方式数据采集 固定时刻数据采集和当前时刻数据采集 并可接受数据中心通过数据管理平台下达的命令及相关设置 2 2 平台设计建设目标 完成本埠工业园区域内能源管理系统的实施 包含变配电 照明 空调 供热 蒸汽 压缩空气 清水 中水等能源使用状况管理及现场压力 温度等参数实行集中 监视 管理和分散控制 并动态分析现行系统使用情况 项目目标总结为以下五点 1 通过完善对主要的耗能设备 关键工段 资源环境因素的三级计量 实现能 耗在线监测 在此基础上实现能耗和资源因素的班组级目标管理和考核 形成实时监 管为基础的节能节材的目标管理绩效 2 通过实时采集的数据 根据国际 国内及行业标准 结合专家经验 以节能 为目标实施动态优化管理 形成动态管理绩效 3 通过能源管理中心把节能降耗 清洁生产等法规标准和政策 把各类管理体 系进行资源整合 实现企业集约化和智能化管理 进一步降低管理成本 促进企业管 理升级 4 通过生产过程的综合监测 统计和汇总 为安全生产和企业重点设备故障分 析 成因追溯提供可靠的数字化依据 5 通过实时检测数据分析和专家系统形成的节能节材诊断报告 为以节能改造 智慧能源管理平台建设方案书 8 为内容的决策提供依据 通过工程改造实现能源利用效率的最大化和经济效益的最大 化 2 3 平台设计功能需求 结合实际情况 智慧能源管理平台 规划涵盖变电站 车间配电室 燃气站以 及供水管网 空调 供热 空压的用能数据一级至三级计量 并拓展其它公共建筑物 的用能管理 实现共计 1100 余块表具的计量数据在线监测和用能动态管理 2 3 1 实时耗能采集 通过数据采集器自动采集现场仪表的能耗数据信息 为能源信息管理提供原始数 据 2 3 1 1 通讯协议与网络接口 本系统涉及到电 水 油 蒸汽 压缩空气 天然气等能耗监测仪表设备的采集 工作 提供的监测仪表设备必须支持 RS 485 RS 232 RJ45 CDMA 3G 4G 多种网 络接口或支持 OPC MODBUS 104 CDT DLT645 等多种协议的数据接入 实现 企业 分厂 车间 设备 产品等多级的能源介质的采集 存储管理 2 3 1 2 断网本地预存 在网络中断或者主数据存储设备出现无法联通的情况时 数据采集设备应当继续 采集耗能数据 并将采集到的耗能数据保存在本地 在网络联通或者与主数据存储设 备恢复通讯后将预存的数据上传到主存储设备中 本地预存数据至少能够大于 7 天 2 3 1 3 远程抄表 1 多个耗能仪表设备集抄 可以对指定区域内的耗能监测设备进行远程抄表 还可以选择指定的日期与时间 智慧能源管理平台建设方案书 9 对耗能仪表进行远程抄表 当选择指定日期与时间时应显示对应时间的耗能数据 2 单个耗能仪表设备集抄 出具备多个能耗仪表设备集抄的功能外 还应具备历史实时采集记录查询功能 2 3 1 4 运行监测 1 系统应以数据列表 分布图 曲线等形式直观展示企业实时 历史生产能耗数 据及生产指标 能耗指标 数据通讯报警数据 2 实现动能站房运行人员登记 巡视电子签到和电子交接班功能 3 通过对生产和能源系统指标的集中监控和生产异常的实时报警 对系统巡检 到位提高企业能源系统的运行管理水平及整体安全水平 确保生产安全进行 2 3 2 耗能统计分析 2 3 2 1 统计分析原则 以客观数据为依据 以企业整体 分厂 车间 生产线 主要用能设备为对象 全面分析企业生产能源消耗情况 使企业管理者了解企业能源消耗构成情况 帮助企 业查找能源使用过程中的漏洞和不合理情况 2 3 2 2 统计分析要求 1 标准数据子系统 与数据相关的后台子系统是完成数据采集 处理 上报的关键部分 完全按照技 术导则要求编制 2 用电计量 建设用电专项管理的子系统 实现建筑能耗的分类分项计量 管理 统计功能 动态实时能耗数据和运行参数监测 逐时 逐日 逐月 逐年和任意时段数据的查询 分析 10 年以上能耗数据查询 展示和对比分析 能耗结构 能耗趋势 指标对比展 示 变电室高低压电网线路支路关系的模拟图展示和实时支路数据 指标对比展示 智慧能源管理平台建设方案书 10 为任意对象 企业 分厂 部门 班组 个人 任意时段 日月年 的电耗提供饼图 柱形图 曲线图展示 管理和报表汇总 打印功能 并支持 word pdf excel 格式的 导出 提供对标定位管理功能 实现按建筑 按部门 按类别的总量 人均 面积均 的综合排名对比 通过 web 可联动智能管控设备 实现远程控制 实现集体控制 单个控 制 定时控制 定量控制 定额控制和智能模糊控制 有管理信息录入 管控指令发 送功能 3 用水计量 建设供水专项管理的子系统 提供可视化的水管网能流图监测 查找供水系统内 的跑冒滴漏以及水力平衡等问题 动态实时能耗数据和运行参数监测 逐时 逐日 逐月 逐年和任意时段数据的查询 分析 10 年以上能耗数据展示和对比 能耗结构 能耗趋势 指标对比展示 给水管网支路关系的仿真模拟图展示和实时支路数据 指 标对比展示 为任意对象 企业 分厂 部门 班组 个人 任意时段 日月年 的 水耗提供饼图 柱形图 曲线图和报表汇总 打印功能 并支持 word pdf excel 格 式的导出 提供对标定位管理功能 实现按建筑 按部门 按类别的总量 人均 面 积均的综合排名对比 通过 web 可联动智能管控设备 实现远程控制 实现集体控制 单 个控制 定时控制 定量控制 定额控制和智能模糊控制 有管理信息录入 管控指 令发送功能 4 供热运行子系统 建设供热专项管理的子系统 提供可视化的供暖管网能流图监测 查找供暖系统 内的跑冒滴漏以及水力平衡等问题 监测供热设备运行参数 流量 压力 温度等数 据 动态实时能耗数据和运行参数监测 逐时 逐日 逐月 逐年和任意时段数据的 查询 分析 10 年以上能耗数据展示和对比 能耗结构 能耗趋势 指标对比展示 给供暖管网支路关系的仿真模拟图展示和实时支路数据 指标对比展示 为任意对象 企业 分厂 部门 班组 个人 任意时段 日月年 的水耗提供饼图 柱形图 曲线图和报表汇总 打印功能 并支持 word pdf excel 格式的导出 提供对标定位 智慧能源管理平台建设方案书 11 管理功能 实现按建筑 按部门 按类别的总量 人均 面积均的综合排名对比 显示 供热分时分温控制的各区域的供热的状态 5 消息管理子系统 能耗监测报警 能耗监察 能耗异常追踪 报警方式包括主动推送桌面报警 E mail 报警 短信报警 能耗报警报告自动生成 能耗报警记录查询等功能 实现与 上级数据中心的消息交换 6 公众服务子系统 提供公示公告 web 页面 展示能耗数据 能耗指标 能效情况 对企业 分厂 部门 班组 个人用能进行公示排名 各项能效指标排名 2 3 3 未来耗能预测 2 3 3 1 预测原则 以客观数据为依据 以企业整体 分厂 车间 生产线 主要用能设备为对象 并结合历史能耗数据 对未来的能耗情况进行预测分析 2 3 3 2 预测要求 1 利用历史能耗数据分析出未来耗能趋势 2 按照日 月 年的日期形式分别统计出对应的能耗趋势数据 3 应与企业的生产线 主要用能设备的使用情况相结合 4 趋势图表界面美观 条目清晰 并提供在线打印与导出功能 2 3 4 节能降耗考核 2 3 4 1 耗能绩效原则 结合企业用能计划 能效指标以及各种行业对标等 按照企业组织层级建立考核 指标体系 将用能情况与企业各个单位乃至个人的绩效考核结合起来 通过对企业 分厂 部门 班组 个人的实时和阶段考核 实现能源管理的精细化和全面化 将节 能降耗工作落到实处 智慧能源管理平台建设方案书 12 2 3 4 2 耗能绩效要求 1 以企业用能计划 能效指标以及各种行业对标为参考依据 对企业组织层级 进行耗能绩效考核 2 绩效考核最小单位精确到个人 按照企业 分厂 部门 班组 个人的组织 结构形式建立绩效考核 3 绩效考核应能实现实时和阶段考核 使能源管理精细化和全面化 以便将节 能降耗工作落到实处 2 3 5 耗能设备管理 2 3 5 1 设备管理原则 管理能源计量器具 建立计量器具台账及维护管理流程 2 3 5 1 设备管理要求 功能包括建筑 机构 能耗 采集器 监测仪表和其他设备信息的管理 维护和 自由组态 系统操作日志和维护日志管理 管理员录入 修改操作可留痕 综合告警 条件的设置包括仪表运行告警条件 各部门及用能设备能源消耗预警告警条件 标准 编码管理 所有信息编码均依据技术导则 2 3 6 耗能对标管理 2 3 6 1 对标管理原则 通过设定国家 省市 企业内部标准 实现对企业实际生产指标数据和能源统计 数据与标杆目标值之间的对比分析 方便管理者迅速分析判断能耗变化趋势及原因 挖掘节能潜力 找到节能管理的关键所在 帮助企业寻找差距 2 3 6 2 对标对比要求 1 设定耗能标准标杆作为耗能对标管理的依据 智慧能源管理平台建设方案书 13 2 将企业生产指标和能源统计数据与标杆数据进行对比分析 并生成对比变化 趋势图表 3 界面美观条目明确 并提供在线打印与导出功能 2 3 7 耗能综合报表 2 3 7 1 综合报表生成原则 系统为用户提供强大的报表功能 主要包括综合能源消耗汇总表 日 周 月 年度报表 能源生产与消费表 指标汇总统计等 提供自定义报表输出功能 报表 支持 EXCEL PDF 等多种导出格式 用户可以方便的进行编辑和打印 建设节能监管的专家分析子系统 具有多专题的能耗分析及对比 包括企业 分 厂 部门 班组 个人 各种能源种类能效综合分析 时间分析 标杆分析 能耗预 测分析 供热 配电室等能效专项分析 影响能耗的天气因素 建筑因素等因素的多 种分析功能 生成 专家诊断报告 准确查找到节能点 测算节能空间 并提供节 能改造的相关建议 可对实施节能改造措施的节能效果进行验证 系统还具备可扩展 能耗统计算法库开发 可视化分析呈现功能 2 3 7 2 综合报表生成要求 1 能够按照日 周 月 年等形式生成统计图表 2 能够按照企业 分厂 部门 班组 个人等组织形式对能耗数据进行统计分 析 3 与能耗绩效考核 对标对比分析相结合生成丰富的能耗专家报表系统 4 具备自定义报表功能 以便管理者自定义生成报表 2 3 8 其它功能要求 2 3 8 1 权限要求 具有灵活的权限管理功能 可以根据角色分配业务模块 并能设置每个业务模块 智慧能源管理平台建设方案书 14 数据的增加 删除 修改 导入 导出和打印等操作权限 还可以根据需要对个别用 户进行单独的权限设置 不同身份人员可以按照权限设置的范围管理能耗监测设备 查看能耗统计 汇总和分析数据 实现校园建筑 监测设备和能耗数据的分级管理 能从企业 分厂 部门 班组 个人和监测设备等多种视角监测管理能耗信息 2 3 8 2 系统平台建设规范 系统建设应遵循的标准规范能源监管平台的建设与开发应满足或高于以下标准和 规范 但不限于此 工业企业能源管理导则 工业企业能源管理体系实施指南 工业企业建立和实施能源计量管理体系要求 2 4 平台设计非功能需求 2 4 1 系统性能要求 系统测点数量 最大 1 万点 系统响应时间 一般功能响应时间 2 秒 复杂功能响应时间 10 秒 实时数据采集周期 5 分钟至 1 小时自由设置 实时数据存储周期 10 年 历史数据存储周期 20 年 系统部署方式 支持虚拟化 中立区 安全区网络带宽 50M 2 4 2 数据存储要求 1 采用实时数据库存储企业实时能源数据 2 采用大型关系数据库存储业务数据和管理数据 关系数据存储应支持 SQL Server 和 Oracle 等主流关系型数据库 智慧能源管理平台建设方案书 15 2 4 3 数据接口要求 1 建立网关的北向标准接口 基于固网或无线传输 以标准化的通讯协议实现 数据上传 2 建立网关的南向标准接口 兼容多种工业现场数据采集标准协议 采集工业 现场传感器和企业已有系统的数据 3 系统常用或重要信息和统计数据允许通过导入 导出等方式实现转换为通用格 式 如 Word Excel XML 等 以实现与其它系统的数据共享和交换 2 4 4 可维护性要求 1 可配置 人员机构的可维护 系统应具备人员 机构等基础信息的维护功能 系统应该能够 快速的对人员 机构信息进行维护和调整操作 岗位权限的可维护性 系统应具备岗位权限的维护功能 系统应该能够快速的对 岗位权限进行权限赋予和回收等维护操作 2 可维护 业务流程的可维护性 系统主要业务流程应具备维护功能 可根据业务规则的变 化快速的对业务流程进行调整维护操作 服务接口的可维护性 系统主要业务功能应提供标准的服务交换接口 可通过开 关配置快速的提供对外服务能力 参数指标的可维护性 系统应具备规范 完善的参数指标的管理功能 具备针对 系统运行基础性能参数进行配置和维护的功能 3 可监控 提供日志审计功能 系统每个组件应具备规范 完善的的日志管理功能 具备多 级日志搜集开关 有效 失效开关 性能指标搜集开关以及开配置参数表 标准监控协议支持 符合业界主流监控软件的接口规范 能够将监控数据方便的 接入到监控软件中 便于集中监控和管理 智慧能源管理平台建设方案书 16 4 可读 易修改 要求在系统的建设过程中要有规范 清晰 完整和详细的文档 如业务需求阶段 要有业务用例模型 业务规则 表证单书等 系统需求分析阶段要求有系统用例模型 用例文档 规则说明等 概要设计阶段要求有宏观设计文档 详细设计阶段要求有类 图 时序图等 编码阶段要求有程序设计说明 变量定义说明等 测试阶段要有测试 用例 测试记录等 5 易于升级 要求数据库 应用服务器 开发工具能方便地进行版本升级 具有向下兼容性 易于升级也要求客户端的升级工作量较小 采用浏览器客户端而不是 GUI 客户端 2 4 5 人机交互要求 1 易理解 系统所有的业务功能界面风格和操作流程一致 业务表单尽量做到所见即所得 界面美观 简洁 高效 界面各部件的布局应该保持合理性和一致性 界面风格一致 颜色调和 提示清晰 窗口大小适当 使用方便 在选择快捷键 缩写 暗示和图标时应符合用户使用习惯 2 易操作 常用操作有快捷键支持 大部分操作能够在小键盘内完成 信息录入能够完全通过键盘完成 无论逻辑步骤还是操作步骤都应避免繁杂 3 易学习 提供在线帮助 系统关键业务操作应提供在线帮助文档和提示信息 使操作人员 能够快速直观的利用这些信息进行相应的业务操作 并对各种状态和操作结果进行及 时的反馈和提示 智慧能源管理平台建设方案书 17 2 4 6 可靠性要求 1 应保证在正常情况下和极端情况下业务逻辑的正确性 2 业务系统应满足 7 24 小时可以使用 3 系统备份 提供备份系统 防止单点故障 2 5 平台总体设计方案 智慧能源管理平台建设是按照 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统 建设 验收与运行管理规范 的相关要求 并结合建筑实际情况 因地制宜 分析园 区能源管理需求 智慧能源管理系统首先要实现分类能耗计量和统计 为制定不同类型建筑的能耗 基线提供数据支撑 其次 园区管理需求 实现建筑能耗分项计量 正确把握能耗特 点和及时发现问题 更重要的是 智慧能源管理平台系统要求具备强有力的数据深度 挖掘功能 可进行建筑节能潜力的分析 为节能改造和节能运行提供支撑 在此基础上 系统柔性扩展智能控制及管理功能 为提高节能管理水平提供平台 项目的建设目标是长效节能 合理用能 而不仅仅是为了实现水 电等能源的计量 是在计量的基础上 掌握用能组成 摸清用能规律 分析用能数据 诊断用能问题 指导合理用能 因此在系统软件上实现用电和水等能源实现计量时 还能够对计量的 数据进行分析 诊断综合处理 其功能包括 采集功能 统计功能 分析功能 比较 功能 显示功能 报表功能 权限分配功能及日志查询功能 智慧能源管理平台建设方案书 18 智慧能源管理平台拓扑图 2 5 1 能源管理平台系统架构 结合平台的设计思想 和分层设计技巧 将系统的基础服务功能和应用的业务逻 辑功能分开设计与实现 将实时 Web 服务 统一设备控制 OPC 服务 安全机制等 基础服务功能封装成核心数据层 实现公共的平台服务 系统的设计共分为三层 分 别为数据采集层 数据存储层 数据展示层 系统的体系结构如图所示 这三个层分 别实现如下功能 1 数据采集层 主要通过电能表 水表 中水站 蒸汽表 天然气表等获取各 回路的能耗能源信息 并通过 TCP IP 的方式 将能耗数据上传至节能监管中心 2 数据存储层 主要负责对能耗数据进行汇总 统计 分析 处理和存储 3 数据展示层 主要对存储层中的能耗数据进行展示和发布 系统分层结构如图所示 智慧能源管理平台建设方案书 19 系统分层结构 2 5 2 能源管理平台系统组成 结合园区的建筑实际情况 整个能源管理平台系统主要由以下几个子系统组成 电能监管子系统 用水监管子系统 蒸汽监管子系统 天然气监管子系统 中水站运 行监测子系统 2 5 3 能源管理平台功能 1 节能监管平台可主要实现以下功能 1 各耗能回路的实时监测 动态显示每个各回路的能耗状况 2 实时采集分析 各监测回路逐时 逐日 逐月 逐年能值累计 排序 3 分类能耗分析 按照能源种类分为水 电等负荷进行计量 电 热能耗计量以后实施 做到每类负 智慧能源管理平台建设方案书 20 荷逐时 逐日 逐月 逐年能耗累计 排序 分析 4 分项能耗分析 按照负荷性质分为照明 动力 空调 其它等负荷进行分项计量 做到各分项回路 逐时 逐日 逐月 逐年能耗统计 分析 5 分户 科室 能耗分析 按照科室用电负荷进行分户 科室 计量 做到每个科室逐时 逐日 逐月 逐年能 耗累计 排序 分析 6 用能限额管理 根据上年度或前几年的平均值或国家定额指标制定限额指标 每月对超额情况进行 报警 便于对能耗的管理 7 节能潜力挖掘 统计出监测回路分类 分项 分户能耗值 进行分析后对能耗大的科室或项目进行 节能潜力挖掘 8 待机能耗分析 统计出监测回路工作时间 休息时间 节假日时间的历史能耗值 并对待机能耗 工作能耗 节假日能耗进行分析 掌握设备待机能耗情况 2 平台实现以下的功能技术指标 1 多样的设备通信接口支持 2 实现国际化标准的 OPC 服务器 3 支持通用的数据库存储管理 4 支持自由的设备组态配置 5 基于 Web 的现场监控 6 短信报警与查询服务平台 7 实现专业的在线报表服务 8 无缝衔接的集群监控配备 智慧能源管理平台建设方案书 21 第三章 能源监管平台系统构成 3 1 数据采集系统 3 1 1 数据采集方式 按照 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导 则 要求 大型公共建筑能耗数据采集方式包括人工采集方式和自动采集方式 通过人工采集方式采集的数据包括建筑基本情况数据 采集指标和其它不能通过 自动方式采集的能耗数据 如建筑消耗的煤 液化石油 人工煤气 汽油 煤油 柴 油等能耗量 通过自动采集方式采集的数据包括建筑分项能耗数据和分类能耗数据 由自动计 量装置实时采集 通过自动传输方式实时传输至数据中转站或数据中心 3 1 2 数据采集子系统 数据采集子系统由监测建筑中的各计量装置 数据采集器和数据采集软件系统组 成 数据中转站接收并缓存其管理区域内监测建筑的能耗数据 并上传到数据中心 数据中转站可不具备处理分析数据和永久性存储数据的功能 数据中心接收并存储其管理区域内监测建筑和数据中转站上传的数据 并对其管 理区域内的能耗数据进行处理 分析 展示和发布 数据中心分为部级数据中心 省 自治区 直辖市 级数据中心和市级数据中心 市级和省 自治区 直辖市 级数 据中心应将各种分类能耗汇总数据逐级上传 部级数据中心对各省 自治区 直辖市 级数据中心上报的能耗数据进行分类汇总后形成国家级的分类能耗汇总数据 并发布 全国和各省 自治区 直辖市 的能耗数据统计报表以及各种分类能耗汇总表 3 1 3 能耗数据采集 上传频率和内容 能耗数据采集频率 智慧能源管理平台建设方案书 22 分项能耗数据的采集频率为每 15 分钟 1 次到每 1 小时 1 次之间 数据采集频率 可根据具体需要灵活设置 数据中转站能耗数据的上传 数据中转站向数据中心上传数据的频率为每 6 小时 1 次 上传数据为本数据中转 站管理区域内各监测建筑原始能耗数据的汇总 3 1 4 数据采集器介绍 品牌 济南华汉 型号 HOA 1306F 主要参数 1 支持对多种类型用能计量装置的数据采集 包括电能表 含单相电能表 三 相电能表 多功能电能表 电力监测仪 电量计测模块 水表 燃气表 冷热量计 流量计等 并支持针对性的自由接口协议 可针对不同接口灵活编程 单只采集设备 采集点数不小于 192 台用能计量设备 2 标准板载 Intel Atom D525 1 8GHz 1MB CPU 标准板载 2 0GB DDR3 800MHz 系统内存 3 2 个 10 100 1000Mbps 网络接口 2KV 电磁隔离 支持网络引导启动 PXE 网络唤醒 WOL 功能 支持静态或动态 IP 获取 支持协议包括 智慧能源管理平台建设方案书 23 ARP IP ICMP UDP DHCP DNS TCP HTTP 自动恢复网络连接 建立可靠 的 TCP 连接 支持同时与不少于 4 个服务器连接和通信的功能 支持断点续传功能 由于传输网络故障等因素未能及时将采集的能耗数据定时远传 待传输网络恢复正常 后数据采集器可将采集的历史能耗数据实现断点续传 4 支持 4 个标准 USB 2 0 高速接口 5 1 个标准的 Mini PCI E X1 扩展槽 内置高精度时钟 6 支持 6 个标准串口 其中 2 个可支持 RS 232 模式 1 个支持可选 RS 232 485 模式 3 个支持可选 RS 232 422 485 模式 COM3 端口的 Pin9 提供 RI 5V 12V 可选应用 COM1 支持 RI 唤醒功能 工作串口 波特率 600 115200bps 校验方式 无 奇 偶可设定 数据位 7 8 9 可设定 7 2 个 SATA 接口 1 个标准 7P SATA 接口 1 个 22P 的带电 SATA 接口 1 个 CF 1 个 LPT 可选购 1 个 SIM 卡接口 1 个 PS 2 鼠标 键盘接针以及看门狗 定时器等功能 1 个 Mbus 接口 8 支持根据数据中心命令采集和主动定时采集两种数据采集模式 且采集周期 可从 1 分钟至 3 小时灵活配置 1 年以上的用能数据备份 9 支持对数据采集系统故障的定位和诊断 并支持向数据中心上报故障信息的 功能 配套可视化的服务器端数据采集管理软件 支持采集器软件升级 高精度 RTC 内嵌大容量存储介质 支持 FAT12 FAT16 FAT32 文件系统 内置硬件看门 狗 10 支持 DC 12V 24V 电源输入 支持 ACPI 电源管理功能 电源接口方式标 配 DC 电源插座 可根据客户需求订购 2 针间距 5 08mm 接线端子或航空头 11 金属屏蔽外壳 有金属保护箱体 12 工作温度 10 85 相对湿度 5 95 非凝结状体 储存温度 40 85 无凝露 3 1 5 数据采集器点位 根据园区的实际情况 一般相邻建筑根据情况安装一台数据采集器完全可以满足 系统要求 每层的数据采集器可以采集附近建筑的电能表数据 水表数据 蒸汽表数 据 压力 温湿度数据等参数 智慧能源管理平台建设方案书 24 具体的采集器安装点位还需根据现场实际情况进行数量和采集信息的确定 3 2 电能监管子系统 3 2 1 电能监测内容 参照 建筑节能监管系统技术导则 等技术标准 条件满足情况下实现园区的照 明 动力 特殊供电等进行三级分项分类电耗计量统计 实际情况根据园区要求而定 该系统采集数据主要是单相电能表的电压 电流 电能 三相电能表的 ABC 三 相电压 ABC 三相电流 ABC 三相有功功率 ABC 三相无功功率及总有功功率 即 电能 本系统涉及的明细及统计分析数据的均以电能数据为基础 园区原有远传电 表具有的其他参数根据需求也可采集 电表的详细信息包含 电表编号 电表类别 电表编码 电表名称 电表位置 安装时间 电表网关 通信时间 实际电量等 主要施工方式 园区已经安装电表 电表具有远传功能 部分电表损坏 可直接更换相应型号或 类似型号的电能表 现场只需区分电表属性 敷设通信电缆至数据采集器即可 3 2 2 电能监测系统拓扑图 电能采集系统图如图所示 智慧能源管理平台建设方案书 25 楼内网络 电能采集系统图 3 2 3 电能监测点位 根据园区的实际情况 具体数量以详细勘察现场后确定 3 3 用水监测子系统 3 3 1 用水监测内容 当前根据园区的建筑实际情状 供水实时监测总计量及分区计量 一般情况下 在园区市政总入水安装水表总计量 分区域 分功能 分建筑等安 装分计量 通过实时采集水表数据 能实时了解园区总体水耗状况 如若做到精细化 计量 可更好进行管网漏水监测 更好实现整个园区的节能策略 智慧能源管理平台建设方案书 26 3 3 2 用水监测系统拓扑图 楼内网络 A 区 1 4 层 B 区 1 4 层 A 区 5 2 4 层 B 区 5 2 4 层 水表监测系统图 3 3 3 用水监测点位统计 根据园区的实际情况 详细勘察现场后 确定具体用水监测点位安装数量及位置 3 4 蒸汽监测子系统 3 4 1 蒸汽监测内容 当前根据园区的建筑实际情状 蒸汽实时监测流量 压力及温度等参数 智慧能源管理平台建设方案书 27 3 4 2 蒸汽监测系统拓扑图 3 4 3 蒸汽监测点位统计 根据园区的实际情况 详细勘察现场后 确定具体蒸汽监测点位安装数量及位置 3 5 天然气监测子系统 3 5 1 天然气监测内容 当前根据园区的建筑实际情状 天然气实时监测流量 压力等参数 但施工过程 中需协调天然气公司进行安装施工 智慧能源管理平台建设方案书 28 3 5 2 天然气监测系统拓扑图 3 5 3 天然气监测点位统计 根据园区的实际情况 详细勘察现场后 确定具体天然气监测点位安装数量及位 置 3 6 中水站在线监测子系统 通过园区中水站内蓄水池及水泵加装液位传感器和交流接触器等设备 把中水站 运行状的通过 485 总线传输到现场安装的数据采集器 通过数据采集器将运行状态传 输到监控中心 如若中水站无检测水质设备 可安装中水监测设备及远传水表 将中水水质状况 参数及处理中水情况上传至监控中心 实时掌握中水参数数据 智慧能源管理平台建设方案书 29 3 6 1 中水站在线监测系统图 中水在线监测拓扑图 3 6 2 推荐设备介绍 1 西门子智能控制器 西门子智能控制器 带有 10 点集成输入 输出可通过下列各项进行扩展 1 个信号板 SB 多达 3 个通讯模块 CM 3 种设备类型 带有不同的电源 和控制电压 集成的电源 可作为宽范围交流或直流电源 85 至 264 V 交流或 24 V 直流 集成的 24 V 编码器 负载电流源 用于直接连接传感器和编码器 300 mA 输出电流 也可用作负载电源 14 点集成 24 V 直流数字量输入 漏电流 源电流 智慧能源管理平台建设方案书 30 IEC 1 型漏电流 10 个点集成数字量输出 24 V 直流或继电器 2 个点集成模 拟量输入 0 至 10 V 2 个点脉冲输出 PTO 频率最高 100 kHz 脉冲宽度调制输 出 PWM 频率最高 100 kHz 集成以太网接口 TCP IP native ISO on TCP 3 个快速计数器 100 kHz 带有可参数化的使能和复位输入 可以同时用作带有单独 输入的加减计数器 或用于连接增量型编码器 通过附加通讯接口扩展 例如 RS485 或 RS232 通过信号板使用模拟或数字信 号直接在 CPU 上扩展 保持 CPU 安装尺寸 通过信号模块使用各种模拟量和数 字量输入和输出信号扩展 可选存储器扩展 SIMATIC 存储卡 PID 控制器 具有 自动调谐功能 集成实时时钟 2 在线低量程浊度仪 在线低量程浊度仪器特点 采用 128 64 点阵液晶显示 中文菜单 操作简单 可靠的光路系统 响应速度快 量程范围广 校正简单等特点 技术参数 1 测量范围 0 10NTU 0 100NTU 0 2000NTU 0 3000NTU 0 4000NTU 2 进水压力 0 05 0 25Mpa 3 适应温度 0 45 智慧能源管理平台建设方案书 31 4 准确度 满量程 5 5 分辨率 0 1NTU 0 01NTU 0 001NTU 6 每小时漂移 0 1NTU 7 取样量 200ml 连续 8 相对湿度 75 9 电源电压 220VAC 50HZ 可选配 24VDC 供电 10 通讯接口 RS232 或 RS485 可选配 11 隔离输出 4 20mA 输出 3 在线溶氧仪 大屏幕点阵液晶显示 中文菜单操作 多参数同时显示 溶氧值 温度 输出电流 报警点等同时显示 直观易读 并有量程超限提示 屏幕显示报警状态并能同时伴有开关 ON OFF 信号输出 自动温度补偿功能 自动 0 60 通讯功能 具有 RS 485 通讯接口 MODBUS 协议部分兼容 可转换 RS 232 4 20 mA 电流输出对应的 DO 值可以任意设定 迟滞量任意设定功能 避免开关继电器频繁动作 看门狗功能 确保仪表不会死机 核心器件均来自国外著名品牌 可恢复出厂设置 智慧能源管理平台建设方案书 32 掉电保护 10 年 技术指标 测量范围 0 20 00 mg L 量程自动切换 0 60 分辨率 0 0 1mg L 0 1 精 度 ug L 1 0 FS mg L 0 5 FS 0 3 自动温度补偿 0 60 控制接口 两组 ON OFF 继电器接点 分为高点 低点报警信号光电隔离输 出 信号隔离输出 光电耦合器隔离保护 4 20mA 信号输出 继电器 继电器滞后量任意设定 继电器负载 10A 220VAC 工作条件 环境温度为 0 60 相对湿度 90 输出负载 负载 500 0 10mA 负载 750 4 20mA 工作电压 220VAC 10 50 60Hz 尺 寸 96 96 115 mm 开孔尺寸 91 91mm 重 量 0 9Kg 4 在线 PH 计 主要特点 智慧能源管理平台建设方案书 33 大屏幕多参数高亮点阵中 英文操作 显示 同时显示当前 PH 值 温度 输出 电流 进口芯片及元器件 确保仪器长期工作稳定可靠 一键恢复出厂设置 EEPROM 型存储器 无须后备电池 断电后数据不丢失 高性能运算放大器 ORP 正负值对称 温漂小 稳定 精确 具有 pH ORP 双重功能 且两功能之间无需断开电源可相互转换 具有报警显示和控制信号输出功能 高低点控制宽幅值独立设定 具有自动校正 三组标准溶液同时标定 自动 手动温度补偿功能 光电耦合器隔离保护 可迁移 4 20mA 信号输出 输入信号与输出信号无干 扰 485 接口可选配 技术参数 1 测量范围 2 00 14 00pH 1999 1999mV 2 分辨率 0 01pH 1mV 3 精度 0 01 级 4 稳定性 0 03pH 24h 2mV 24h 5 pH 标准液 4 00 7 00 10 01 4 01 6 86 9 18 6 温度补偿 0 99 9 pH 7 pH 校正范围 零点 1 45 pH 斜率 30 8 动作控制 两组 ON OFF 继电器 9 继电器迟滞量 自动设定 10 信号隔离输出 4 20mA 隔离保护输出 485 可选配 11 工作条件 环境温度 5 45 12 讯号输入阻抗 1 1013W 13 电流输出负载 允许最大负载为 500W 14 对地电压绝缘度 最小负载为 500VD 智慧能源管理平台建设方案书 34 15 工作电压 230VAC 10 50 60Hz 16 尺寸 96 96 120mm 17 仪表盘开孔尺寸 92 92 mm 18 防护等级 IP54 19 重量 0 9 公斤 5 在线 COD 本仪器采用重铬酸钾快速消解分光光度法对水样中的有机物含量进行测量 水样 重铬酸钾和硫酸 硫酸银混合液在 170 摄氏度下消解密封消解使得铬 转化为铬 铬 的量与水样中的有机物量相对应 仪器通过比色测定得到水样 COD 值 水样中的无机离子如亚硝酸盐 亚铁离子等会使得测试值偏高 但作为 COD 的 一部分可以接受 水样中氯离子的干扰通过加入硫酸汞进行掩蔽 一些挥发性有机物 嘧啶和较难氧化的物质需要与氧化剂充分接触一段时间才能 被较完全的氧化 技术参数 测量方法 重铬酸钾快速法 测量范围 0 1000mg L 可扩展至 0 5000mg L 水样允许最大 Cl 浓度为 5g L 智慧能源管