能源管理平台方案.docx

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能源管理平台方案

智能化系统-云计算能源管理平台方案

目　录

一、引言

伴随我国城市化进程度的不断推进，第三产业占GDP比例的加大以及制造业产业结构的调整，建筑能耗在国民经济总能耗中的比例也在持续提高。

根据《中国建筑节能年度发展研究报告》（中国工程院咨询项目）提供的数据显示：

1996～2008年，总建筑商品能耗由2.59亿tce，增长到6.55亿tce，增加1.5倍。

2008年建筑能耗为6.55亿tce，占社会总能耗23%，电力能耗8230亿kwh，占社会总能耗的21%。

从1996～2008年间，我国公共建筑总面积由28亿m2增长到71亿m2，增加了1.5倍，而公共建筑的能耗从1996年4140万tce,到2008年14100万tce，增加了近2.5倍，其中电耗从1996年780亿kwh，增加到2008年3793亿kwh，增加了近4倍。

从数据统计可以明显看出，公共建筑的电力能耗呈现高增长趋势。

目前普遍认为建筑节能是全社会各领域内节能潜力最大、最为直接有效的方式,也是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足的矛盾最有效的措施之一。

建筑节能工程实践表明，建筑物的有效节能方式基本分为三大类，即建筑技术节能、设备更新节能与运行管理节能。

其中建筑技术与设备更新节能更多的侧重于采用新型建筑材料、新型高效设备以及利用可再生能源等。

然而，在实际项目的运行中，即使系统形式相同和建筑规模相似的建筑物，其运行管理费用也存在着较大差别。

因此，通过优化建筑设备与系统的运行，加强管理、提高用能效率，合理降低设备的运行费用，既可大大的节约能源，并会带来显著的经济效益。

二、项目概述

xxx一期项目位于昆山市千岛湖路和夏东街交叉口北侧，由七栋建筑组成，其中A、B、C、D、E、F栋建筑由银行裙楼（F1～F3层）、银行网络设备中心和资料室（F4层）、办公塔楼F4层以上（包括F4层）和地下B1、B2层地下停车场和地下设备层构成，G楼是金融会所为一栋5层建筑。

本建筑群地下B1、B2层全部贯通。

项目总建筑面积约为39万平米。

三、云计算能源管理平台建设的目标

将不同功能的建筑智能化系统和能耗数据，通过统一的能耗信息平台实现集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。

四、云计算能源管控平台的特点

基于“云计算平台”研发而成的，利用先进的云计算和物联网技术，服务于绿色建筑节能降耗。

系统本身具有如下特有功能：

提供统一平台来管理所有建筑机电设备的无限容量架构；

在同一平台下融合和兼容目前所有主流自控厂家系统产品，可以兼容的协

议不仅仅包括所有公开的BACnet、Lonworks、Modbus等标准协议，还可以与所有

主流控制系统所有私有协议进行兼容；

提供能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示及相应的各项管理功能，

并符合能源审计、能源管理体系、绿色建筑等相应规范；

提供全新的节能服务（EMCO）方式和理念，以充分发挥和修复业主现有控

制系统和设备功能为基础，从尽可能降低业主投资的角度出发，让业主和服务公

司获取最大价值的收益回报；

IP物联网自适应楼宇自控系统可以实现与目前所有主流自控厂家控制器的

互通、互换、互联功能，保证业主以最优成本维护和恢复现有的楼宇自控系统；

IT技术与自动化控制的完美结合，可以实时将优良的环境参数和安保视频

实时与Twitter、微博、人人网、开心网等进行数据展示，提供新颖市场推广思路；

提供第三方插件兼容功能，并且利用网络视频和音频进行技术互动，满足售

后和技术专家的远程全方位指导，提供不在现场却胜似现场的服务，充分提供便

捷、及时的售后服务和支持。

五、设计原则与标准

5.1设计原则：

1）先进性：

本项目提供的能效管理系统，采用了目前先进主流GWT的互联网技术为用户提供各种灵活、便利的应用服务。

从而保障用户在一定时期内系统不应技术淘汰而无法使用。

如：

管理人员在任何地点都可以通过手机、移动电脑等查看、分析能效信息和管理酒店运营设施。

2）可靠性：

软件的开发采用了成熟的、产品化的Niagara软件框架为基础，系统的通讯、数据存储、驱动接口、界面呈现等都采用了成熟、可靠的软件模块进行设计，保证了系统的稳定和可靠。

3）开放性：

软件包含了目前楼宇控制领域的主要通讯协议与标准，并可实现跨平台部署。

系统既可与保证与各类不同产品、系统实现互联与数据的互操作，也可与其它运行管理系统实现信息传递。

4）经济性：

软件可运行在Linux开源平台之上，并自带文件型数据库，系统配置时用户可无需购买Windows操作系统、MSSQL、MYSQL、ORACLE数据库的软件。

软件在用户侧只需要安装普通主流的浏览器，即可方便访问系统，无需购买任何客户端软件，也无任何客户端使用人数授权限制。

为用户节约了产品成本，提高了软件的经济性。

5）易用性：

软件配置采用了图形化的Workbench配置工具，普通现场工程师即可完成系统配置，大大降低了产品部署和维护的难度。

用户界面采用了可视化的图像分析工具和图形控制视图，管理人员在任何终端、任何位置都可以轻松简单的操作。

5.2参考标准、规范：

本解决方案中的数据指标、名称术语以及软件采用的计算公式、均参考以下标准和导则：

1）国家标准：

A.《工业企业信息化集成系统规范》GB/T26335-2010

B.《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

C.《公共建筑节能设计标准》GB50189

D.《节能建筑评价标准》GB/T50668-2011

E.《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006

F.《企业能源审计技术通则》GB/T17166-1997

G.《用能设备能量测试导则》GB/6422-2009

H.《节能监测技术通则》GB/15316-2009

I.《设备热效率计算通则》GB/2588-2000

J.《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006

K.《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003

L.《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462-2008

M.《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002

N.《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012

2）行业、地方标准：

A.《智能建筑工程检测规程》CECS182：

2005

B.《公共建筑能耗监测系统技术规程》DGJ32/TJ111-2010

C.《公共建筑节能设计标准》DGJ32/J96-2010

D.《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

3）技术导则：

A.《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》

B.《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》

C.《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实施方案》

D.《国家机关办公建筑和大型公共建筑能分项能耗数据采集技术导则》

E.《国家机关办公建筑和大型公共建筑能楼宇计量装置技术导则》

F.《国家机关办公建筑和大型公共建筑能分项能耗数据传输技术导则》

G.《国家机关办公建筑和大型公共建筑能数据中心建设技术导则》

六、云计算能源管控平台设计

6.1能效管理系统定义：

建筑能效管理系统是以系统集成技术为基础，将建筑自动化系统（BAS）、能耗采集系统、其它机电系统以及管理系统等子系统中的相关信息集成在一个平台之上。

在满足使用者健康、舒适的前提下，实现实时监控、节约能源、提高能效、优化运营、降低建筑物全生命周期成本为目标的一套监控管理平台。

即，满足健康、舒适为前提，节约运维成本为目标的管理软件平台。

6.2系统功能要求：

1）能耗计量与能效监测：

对酒店水、电、燃气用能采用分项、分类、分区域的计量方法。

对各类系统、设备、各个区域的用能情况进行实时计量。

通过图表、曲线等方式呈现酒店的用能状况、趋势和能耗费用。

通过对酒店机电设备电流、电压、功率、流量、扬程、压力、冷热量等参数的实时监测，计算出机电设备及系统的实时功效与能效，并可绘制实时功效与能效曲线。

2）能效分析：

提供图形化分析工具（如柱状图、占比图、负荷运行曲线、相关性分析等）呈现酒店各个环节的用能状况。

通过基准比对、关联比对等方法将不同运行环境下的负荷、温度、设备等各类曲线进行比对分析，从中发现其运行时间、效率、能耗等参数的相关性。

生成各类分析报告、报表。

3）设施管理：

系统可入录、显示、快速查找酒店任何机电设备的信息参数。

通过报警、提醒等方式及时显示设备故障、维保、用能超限、系统参数更改等事件发生状况。

运行日历可概览酒店机电设施的日、周、月运行计划。

4）图形化监控：

三维可视化图形监控。

图形化显示酒店内各个楼层机电设备、环境温湿度等参数状况，并可实现图形化控制。

5）集成与配置：

系统具有集成开发工具和组态配置工具。

可快速完成对不同子系统的接入，对全系统数据的配置和组态。

6.3系统网络结构：

本项目中能效管理系统采用B/S架构，任何经授权的人员都可通过有线、无线网络进行访问，并支持短信发送功能。

能耗计量、空调自控、冷热源控制等信息通过楼宇自控系统NAE网络控制器采用BACnetIP协议实时将数据传输到能效管理服务器。

酒店管理系统（HMS）信息由API接口通过TCP/IP协议传输到能效管理服务器。

6.4监控内容：

本项目能效管理系统监测与监控信息主要分二个部分。

即能耗采集系统、BA系统信息。

1）能耗采集系统：

智能表具通过Modbus、Mbus等总线标准通讯协议把数据采集至BA系统网络控制器，通过BacnetIP协议传输至能效管理服务器。

A.电量监测：

根据项目点表数据显示，酒店内冷机、水泵、空调机组和新风机等大能耗的机电设备共有128台。

本方案针对项目大能耗设备在单一设备用电回路安装了一台智能电表对该设备的电流、电功率、频率、功率因数、用电量等参数进行监控。

酒店冷机、全热回收制冷机和蒸汽锅炉共4台设备。

酒店别墅水族馆的冷源部分分别是一条50kw和200kw的总回路供电，因此这部分的冷机增加单独计量装置。

具体监控内容如下：

2）BA系统监控：

BA系统的所有监控信息均通过BACnetIP通讯协议，由BA系E网络器直接传输至能效管理服务器。

包括：

空调、冷热源、照明、给排水、电梯、变配电等。

6.5能效管理策略：

能效管理策略是以能效管理平台汇聚和呈现的信息为基础，进行分析和研判后提出的一种实施策略。

客户可利用能效管理平台将优化后的运行策略远程下载至现场控制设备，实现优化运行。

针对项目的运行特点，在保障客户健康、舒适的前提下，建议实施以下优化策略：

1）减少设备开启数量和开启时间。

A.冷机群控策略。

通过COP值、冷量的监测数据、环境温度等参数提供给冷机模糊控制模块，实现冷机、冷却塔数量优化运行。

B.变压器效率。

根据负荷监测和历史数据分析，在低温季节可报停部分变压器，减少空载功耗。

C.根据室外照度值，调整环境照明、公共照明的开启。

2）调整室内温度和新风量，合理减少空调使用量。

A.通过对外部温湿度情况的监测，决定内部空调系统温湿度、新风量的调整。

B.室内等通过CO2的检测，调整新风量。

C.根据室外最低温度确定每天换气时间。

3）通过信息管理系统数据，优化设施运行。

A.将物业管理系统信息接入能效管理平台，公共设施的使用信息如会议室、宴会厅、餐厅、健身房等使用时间段与空调、照明开启相结合。

B.通过天气预报信息确定是否进行室外绿化浇灌。

七、云计算能源管控平台

7.1系统综述：

云计算能源管控平台，通过采集建筑设备系统运行状况、建筑环境信息、能源消耗信息以及企业管理的相关信息，实现对建筑能效数据信息的汇聚、呈现、分析、关联，并可实时监控设备系统的运行。

系统支持目前广泛使用的BacnetIP、BacnetMS/TP、ModbusTCP、ModbusRTU、Lonworks、OPC、OBix、M-Bus和SNMP等通讯协议，并可与MSSQL、MYSQL、ORACLE、DB2等数据库交换数据。

7.2系统组成：

云计算能源管控平台分为应用层、服务层、接入层三层架构。

1）接入层：

提供各类标准楼宇控制通讯协议以及接口驱动开发工具把智能建筑各子系统如BA系统、能耗采集系统、冷热源系统、电梯系统等，以及企业其它业务系统如OA、ERP等接入能效管理平台。

2）服务层：

基于Niagara框架与建筑内不同子系统进行集成控制。

纵向：

采集各子系统数据并根据业务需求实现跨系统联动。

同时接受由应用层发出的控制命令并向子系统发送控制命令，实现远程控制现场设备。

并为应用层提供数据支撑。

3）横向：

与企业内其它系统进行数据交互。

4）应用层：

面向用户提供各类基于Web的应用服务。

管理中心服务器作为能效管理系统运行载体，能效管理系统作为整个能效系统的数据中心，负责对数据可视化呈现，把现场各类计量设备采集的能耗数据与用能设备关联分析比较及预测，通过丰富多样的图表方式简洁明了地反映设备能耗情况，并针对分析结果生成系统优化报告，并根据需要生成系统运行的优化策略。

7.3系统功能：

1）Web应用：

系统基于B/S架构，可灵活的部署在Windows、Linux和Solaris等平台上，利用先进成熟的IT技术及自动化技术，把现场设备的能耗数据呈现给用户，用户不需要安装任何插件就可以在台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和移动终端上通过各类浏览器便捷访问。

2）能效管理

A.能耗计量：

实时显示能耗总体信息、各区域能耗信息（包括水、电、燃气、冷、热量）；分类分项能耗信息（包括空调系统、通风系统、照明系统，给排水系统、电梯等其它系统）；以及其它设备的能耗信息。

系统能耗统计报表可以根据用户的不同需求由用户自己重新定义新的统计报表，以适应不同的需求。

能耗总表

区域能耗分类统计

能耗分项统计

能效分析：

能效管理系统通过能耗汇总、能耗排名、能耗占比、设备负荷曲线等图形化工具，提供建筑总能耗、区域能耗、各系统分类分项的能效分析功能。

系统能效分析可以根据用户的不同需求由用户自己重新定义新的能效分析项，以适应不同的需求。

能耗汇总

设备负荷曲线

能耗排名

能耗占比

设备运行状况

负荷历时曲线