设备能耗监管系统技术方案书.docx
《设备能耗监管系统技术方案书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设备能耗监管系统技术方案书.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
设备能耗监管系统技术方案书
设备能耗能耗监管系统
技术方案
（1）能源管理系统建设目标
本系统旨在提高现有能源管理水平，对用户的日常运行维护和用户耗能行为方式实施有效的管理，通过科学可行的能源改善策略实现节能。
系统在能源供应及传输系统实时监控的基础上，对用户能耗信息、环境信息、设备信息及运营信息进行统计、分析，得出与能源消耗及能源效率相关的决策性数据和信息，帮助管理人员了解历史和当前的能源使用状况，及预测未来的能耗趋势，辅助管理人员作出正确的能源改善策略。
系统可帮助建筑优化现有的能源管理流程，形成客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，减少能源管理的成本，提高能源管理的效率，及时了解各区域的真实能耗情况和提出节能降耗的技术和管理措施，协助管理者制订对建筑各区域的能源管理措施和考核办法。
能源管理系统建成后达到以下目标：
✧建立操作级能源管理、管理级能源管理、决策级能源管理三级能源管理模式，通过权限控制为不同管理层级提供定制的管理窗口；
✧对各类能耗进行实时在线监视，对能耗数据进行自动采集、储存及查询，并通过各种形式的图表直观展示。
能耗种类包括：
电、水；
✧对电能进行分项计量管理和分区域管理；对用水按照用途和主要用水区域管理；
✧根据各区域的用能特性进行能耗统计分析，进行能耗核算、实行能耗限额标准管理，规范能源使用方式，控制能源支出；
✧实时监测建筑能源消耗指标，并对各区域当前能耗水平评价考核；
✧对主要建筑设备进行实时监控，及时发现设备异常和低效运行现象，杜绝能源浪费；
✧提供多个能源分析工具，帮助管理人员发现不合理用能现象；
✧为节能技术改造提供数据依据，以及检验节能改造效果；
✧为各部门管理人员分配局域网/互联网接入通道和浏览权限，通过权限管理控制各人员浏览的内容和操作权限。
（2）系统建设依据及原则
1．设计原则
本系统设计遵循以下原则：
Ø可靠性和经济性
具备在规定条件和时间内完成技术规范要求的能力，具备长期和稳定工作的能力，良好的数据备份和恢复能力；且方案经济可行，节约投资成本。
Ø实用性和成熟性
符合实际需要的国内外有关规范的要求，并且容易实现、操作方便，并采用被实践证明成熟和适用的国内外知名品牌和设备。
Ø先进性和开放性
采用当今国际主流的计算机和通讯网络技术，遵循开放型原则，提供符合国际标准并满足国家及行业最新规范的软硬件、网络通信、操作系统和数据管理等方面的接口与工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性，并且在不涉及知识产权保护前提下可以开放自身系统协议和数据库。
Ø保障机电设备、建筑和人身安全
通过系统对能源消耗设备的运行状况进行实时监视，可使值班人员及时准确地发现故障、意外与问题，消灭故障隐患，确保设备、建筑和人身安全。
Ø提高能源使用水平，实现节能降耗
通过系统对能源使用的分类统计、分析和评估，发现能源异常状况，及时制定措施，减少能源浪费；通过相关评估技术，判定节能方向和效果评判，提升节能投资效益。
2．建设原则
（1）以标准为指导。
系统整体规划、建设需结合能源使用及管理的实际情况，以国家机关办公建筑和大型公共建筑分项导则的相关要求为指导，在数据生成、数据标准、报表格式、数据统计等方面严格按照导则要求规定建设。
同时满足国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统的相关规范和标准的要求。
（2）以先进、成熟的技术为依托。
系统建设要采用符合当前发展趋势的先进技术，找到需求与先进技术的有机结合点，结合能耗监测点、网络建设现状与出具最适合的建设方案，建设真正能实现能源实时在线监控、提高能源管理效率、为节能改造工作提供数据支撑的系统。
同时借鉴国内外先进经验，避免建设过程走弯路。
对于系统硬件，选择国内外知名品牌，产品面世已有一定年限，在市场上有成功的使用案例。
（3）以实用性为基础。
系统建设需讲究实效。
从建设初期就需对系统进行全局规划。
根据现有的建设情况，以实用性为基础，合理的布置建设内容，防止过度建设和重复建设。
同时系统功能设置需以实用性为基础，设计操作简单，界面友好直观的系统，让系统使用者操作方便，让系统维护者易于管理，真正帮助管理者提高能源管理效率，为后续能源改造工作提供基础，切忌华而不实的页面与功能。
在技术实现上，需采取国内主流的互联网技术：
B/S架构、SQL数据库、Windows操作系统，性能稳定，易于管理和维护。
（4）以开放、拓展为亮点。
构建灵活、开放的体系结构，保证能源数据的上传与利用。
系统采用开放性协议，兼容各种符合技术导则要求的DL/T645-1997《多功能电表通信规约》电表，符合技术导则要求的CJ/T188-2004《用户计量仪表数据传输技术条件》水表以及其他各类符合导则要求的能耗采集仪器；系统设计时需要充分考虑实时响应速度、适用环境、可扩充性等，同时为系统扩展、升级及不可预见的管理模式的改变留有余地；已建成的相关系统进行功能对接或数据交换，可扩展挂接多种技术节能专项系统，不断吸收计算机软硬件技术、电子监测技术、无线数据传输技术等先进技术的最新发展成果。
（5）以安全性为保障。
系统安全重点在访问安全和数据安全。
访问安全控制采用多级区域权限体系，使得在系统中可以构建多级的权限区域，可以将用户的权限限制到每个建筑、每个部门、每组能耗数据；数据安全控制包括，数据保存采用多级数据保存机制，保证数据安全，数据传输采用数据包加密压缩方式，加密口令可由上下级数据中心约定，保证传输安全，还具有系统数据定期备份和灾难恢复机制。
（3）系统硬件架构
SmartPiEMS能源管理系统采用分层部署的思想，软件采用B/S和C/S两种主题架构，对各类能耗进行有效的集中监测和分析评估，并提供灵活的接入方式。
系统采用三层结构部署，分别为应用管理层、网络汇聚层和设备采集层。
系统架构示意如图：
（能源管理系统架构示意图）
1．应用管理层
应用管理层是系统的核心组成部分，所有能耗数据、设备运行状态信息、环境条件信息等都在该层进行集中处理、分析、评估，向用户发布当前能源使用状况，提供给用户友好的人机界面及工作窗口。
该层设备和软件包括：
数据库服务器、SQL数据库软件、工作站电脑、UPS不间断电源、打印机、SmartPiEMS能源管理系统软件等。
2．网络汇聚层
网络汇聚层是连接应用管理层与设备采集层的中间连接部分，负责把分散的能耗数据上传到应用管理层。
同时，该层也是系统与其他智能化系统对接的中间接口，实现系统之间的数据共享。
该层设备包括：
PMAC3204通讯管理机、交换机、光电转换器、核心交换机等。
该层主要设备的用途如下：
◆PMAC3204通讯管理机：
采集现场电表及水表数据并上传至应用管理层。
网络汇聚层包括两种传输介质，即RS485总线和超六类网线。
其中RS485总线负责连接设备采集层设备与通讯管理，智能网关与应用管理层之间的通讯均通过设备网。
3．设备采集层
现场多功能表和水表通过双绞线构成的现场通信总线与通讯管理机实现通信，通讯管理机负责多功能表、水表总线网络与以太网之间的数据路由，同时可存储多功能表的电力参数和能耗数据。
（4）系统软件架构
系统自底向上分为采集层、存储层、支撑层、应用层和展示层，各层完成的功能如下所述：
1．采集层
数据采集层主要能耗数据的采集，主要包括：
（1）通过底层智能仪表进行自动采集的数据，包括耗电量、耗水量等；
（2）通过其他标准接口获取的数据，包括奥体中心人流量、设备使用状况等；
（3）通过接口手动录入的数据，包括建筑面积、工作时间/非工作时间等。
2．存储层
采集数据存储至实时数据库，实时数据库应根据预先建立的数据模型，供能源管理系统进行数据分析评估。
通过多维度的数据模型可从不同角度对项目能耗情况进行分析评估，满足数据分析挖掘需求。
3．支撑层
基础服务层提供数据抽取及校验、数据报表定时生成、权限分配管理、系统配置、计量仪表管理等各种基础服务，为软件系统各业务模块提供基础支撑。
4．应用层
功能应用层主要包含能耗区域管理模块、能耗数据采集模块、能耗分项计量模块、能耗设备管理模块、系统优化策略模块、能耗信息发布模块，满足奥体中心建筑内电、水能源的监测、统计、分析、发布等应用需求。
5．展示层
系统提供图形、表格等多种灵活的数据呈现方式，支持包括工作站电脑、手机、平板等载体，针对操作人员、运维人员、管理人员等不同类型用户的需求及权限配置相应功能界面。
（5）系统软件功能
本系统是针对用户能耗监测及运行管理需求而设计研发的一款专注于能耗在线监测以及能效分析管理的应用型软件产品。
该产品可实现分类能耗（电、水等能源类型）数据采集和分项计量、能耗在线监测及运行管理、能耗数据统计对比分析、能源计费等常规功能应用以及节能诊断分析、能效评估、能源成本分析等高级管理功能应用。
最终目标是通过建立该能耗在线监测及分析管理平台，对建筑的能源供给、能源转换以及能源消耗的全过程实施动态平衡管理，及时发现存在的能源浪费以及能源利用效率偏低的问题，依据详尽而准确的能耗数据帮助用户掌握详细地能耗分布状况和能效水平，实现主动型、精细型的能源管理，以便建立长期、可持续化的能源管理体系，最终实现节能增效的目标。
系统基于成熟的核心平台软件研发，充分吸收了成熟平台系统在数据采集、基础数据存储、底层设备的接入以及系统集成方面的灵活性和可靠性，系统采用开放式、模块化、分层分布式系统架构，支持系统规模的无缝扩容；可快速接入带通讯接口的各种能源类型的计量监测装置设备，提供全面的能源数据采集功能，支持电、水以及其他能源类型的消耗数据的在线采集与离线录入，提供统一的界面进行全能量数据的集中管理。
与此同时，系统支持将能耗数据按照指定的格式和接口要求定期上传至用户指定的上级系统平台中，如省级/市级能源平台等。
系统支持可灵活组态的系统配置以及图形画面、报表定制功能，可根据项目具体要求快速建立能源分量计量管理模型以及关键的能耗指标参数；提供丰富、美观的显示界面实现分类、分项、分户能耗数据的统计查询和对比。
系统可提供基于C/S和B/S结构的能耗数据展示方式，针对不同管理职能的用户角色提供2D/3D可视化监测、图形化的数据展示效果和简单易用的操作管理功能，具有良好的用户体验。
针对专职的能源管理用户，系统还提供各种专业的分析工具来实现能源平衡及损耗分析、能耗指标分析、能耗成本分析和综合能效评估等高级功能，帮助用户发掘节能潜力，实现节能管理和节能效果的评估。
系统以真实、准确的分类、分项能耗数据作为基础依据，通过一系列的功能应用来满足用户在日常能源运行管理和能耗数据统计分析过程中的实用型需求，通过这一科学量化的管理工具，帮助用户逐步调整和完善企业能源运行管理机制，最终实现能源管理模式的转变：
✧实现能源管理由粗放型管理向精细型管理的转变。
✧实现能源管理由单体节能管理向系统节能管理的转变。
✧实现能源管理由事后被动管理向事前主动管理的转变。
✧实现能源管理由经验化管理向科学定量化管理的转变。
1．第三方系统数据采集
本系统可通过高阶接口进行数据采集，通信介质采用屏蔽双绞线或光纤，通讯方式支持：
MODBUS、IEC-60870-5-101、103/104、CDT、Polling、DNP3.0等，支持OPC（CLIENT/SERVER）、TCP/IP、BACNET等，通过远程传输等手段及时采集分析能耗数据，实现对重点建筑能耗的实时动态监测；对能耗统计等基本信息进行汇总分析，实现本建筑能源消耗的统计与分析。
2．第三方系统接口
系统可定制开发第三方系统接入或输出接口功能，通过OPC、WebService等接口获取第三方系统的数据，并可给省级/市级能源平台、楼宇BA系统、弱电系统设备设施信息化管理系统等提供能耗相关数据，供管理者决策时使用。
3．系统开放性
系统软件配置满足开放式系统要求，由实时多任务操作系统软件、支持软件及监控应用软件组成。
操作系统软件应包括软件运行系统、开发工具；支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。
符合建设部大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集系统相关导则。
采用模块化结构，具有实时性、可靠性、适应性、可扩充性及可维护性。
当某种功能运行不正常时，不应影响其他功能的运行。
4．能耗监测数据统计
主要完成建筑实时运行状况数据的监测，提高配电、用水、暖通空调等系统的自动化管理水平，保障各用能设备和系统的安全、稳定运行。
监测系统可完成以下功能：
1）分时能耗统计
根据用户用能特点，对不同时段的用能进行分别统计和分析，主要包含以下内容：
v按照尖峰平谷复费率时段、运营时段/非运营时段对用能进行细分；
v对不同时段用能进行趋势、占比、同环比和排名分析。
2）区域能耗统计
系统对建筑内不同区域能源消耗情况及各项能耗相关数据，进行图形化展示，便于用户掌握各区域的能耗量，主要有以下内容：
v各区域实时用电参数，日/月/年能耗量；
v区域能源消耗占比；
v区域能源消耗压力表。
3）分类分项能耗统计
按照相关导则的定义，系统可对能源数据进行以下分类管理：
v能源分类：
电、水、燃气、集中供冷耗冷、集中供热耗热、煤、燃油、可再生能源等；
v能耗分项：
照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电等；
v一级子项：
室内照明、设备插座、冷热站、空调末端、电梯、水泵等；
v二级子项：
冷水机组、冷却塔、热水循环泵、新风机组、风机盘管、分体式空调器等；
v可自行创建、修改、删除任一能耗分项表，在分项表中可以新增、删除任一能源数据点，并可对能耗分项属性进行编辑。
4）能耗报表
v支持能耗数据报表、能耗账单、能耗分析报表、能源平衡报表、综合报告等多种业务类型的报表；
v支持年、月、周、日等多种时间跨度的报表；
v支持能耗值、单位面积能耗、人均能耗等多种数据类型的报表；
v支持以曲线、棒图、表盘、饼图、散点图、文字、表格等多种形式显示报表，并可直接打印导出为pdf、excel等格式；
v可建立定时打印计划，后台自动生成报表/报告，并可将报表定时发送至指定邮箱。
5）仪表管理及抄表
系统支持对建筑内所有接入系统的智能电表、远传水表（包括能量表、温湿度传感器、数据采集器等计量设备）进行监测，实时显示仪表通讯状态和数据，当出现仪表数据异常或通讯异常时，及时通过告警信息提醒用户，并且可提供一键自动抄表功能，自动抄取所有表计的底度值，抄表结果可导出为表格并提供打印功能。
5．能耗监测数据分析
1）能耗趋势分析
系统支持对各类能源（包括电、水、气等）进行趋势分析，查看用能趋势及同环比，支持年、月、周、日等多种时间跨度，为用户分析用能规律提供有力依据。
2）能耗对比分析
系统支持对各用能点之间或用能点与标准值之间的能耗对比，分析其变化趋势。
v支持年、月、周、日等多种时间跨度的能耗对比；
v并支持上下限或自定义标准值的对比；
v支持当前能耗与同、环比能耗的对比。
3）定额管理
系统支持按年、月、日等多种时间颗粒自定义设置计划值，将实际值与计划值进行对比分析有效跟踪项目完成率等相关。
4）能源流向及损耗分析
系统对能源在存储、传输和使用过程中的损耗进行分析和计算，量化由于“跑、冒、滴、漏”等情况带来的能源损耗，帮助用户减少浪费和损失。
主要内容如下：
v以能流图的形式显示用能走向，帮助用户寻找主要耗能路径，确定节能整改工作重点对象；
v计算能源在存储、传输和使用过程中的损耗量及百分比，及时发现窃电等情况造成的损失。
6．能耗数据钻取
具备自由数据钻取功能，可实现对同一问题从不同角度进行全面的分析。
各区域能耗地图，可通过热点形式分级往下钻取。
系统以地图的形式直观显示建筑内不同区域能源消耗情况及各项能耗相关数据，便于用户掌握各栋楼、各个楼层、各个区域的能耗量，主要有以下内容：
v各区域实时用电参数，日/月/年能耗量；
v区域能源消耗趋势图，不同区域能耗排名；
v区域能耗折算费用、碳排放、标准煤等数据；
v区域单位面积能耗、人均能耗等指标数据。
7．能耗数据WEB管理
软件功能展现通过系统具备专门的Web门户展现和管理平台，支持基本的Web开发功能和嵌入任意的Web页，并集成网络报表、智能图表和仪表盘、自由查询、快速索引和自动报告等专业化的展现方法。
8．能耗指标评估
建立能够反映建筑用能水平的关键指标，从多个角度对能耗进行统计、分析，以KPI的形式反映用户的能源利用状况，评估用户能源绩效等级。
主要内容包括：
v计算建筑能耗总量、单位面积能耗、人均能耗等多种类型能耗指标值。
v将用户能耗指标与历史指标值进行对比，分析其变化趋势。
v将用户能耗指标与目标值、国家发布的指标限额、行业先进指标值等进行对标，评估用户能源绩效等级。
9．能耗告警
系统支持对能耗超标越限事件进行告警，支持自定义告警对象、周期、严重等级、通知方式等内容；告警事件可通过声音、弹窗、短信、邮件、微信等多种方式告知用户；用户可根据告警产生事件、类别、严重等级等条件查询历史告警数据。
10．能效数据决策与支持
分析运行数据，提出优化方案。
电能子系统的决策与支持；用水子系统的决策与支持；空调子系统的决策与支持；重点设备子系统的决策与支持
11．多级权限管理
系统可根据需求设置操作级能源管理、管理级能源管理、决策级能源管理等多级权限，为不同级别用户提供定制化的功能界面，满足用户的个性化需求，同时保证用户数据的安全性和隐私性，防止越权操作。
12．数据建模
系统可提供数据建模工具，用户可根据业务需求建立多种数据模型（区域模型、分类分项模型等），并提供数据模型的管理维护功能，便于用户后期根据需求对数据模型进行维护管理。
13．人工录入
对于无法直接采集的能源相关数据，系统提供专门的数据录入功能，允许用户通过Web网页进行数据的手动录入。
通手动录入的数据可与在线采集的能耗数据一起进行综合数据分析和展示。
用户也可以通过选择查询时段和能源类型来查询历史数据录入记录。
14．日志管理
系统可提供完善的日志管理功能，用户对系统的所有访问及操作都记入日志，便于后期用户对操作进行追溯。
15．系统自诊断
具有在线自诊断能力。
可以诊断出进程、通讯通道、计算机外设（打印机等）、I/O模块等的故障，并进行语音报警和记录；系统发生软、硬件异常，部分可自行恢复。
提供在线维护软件，用于维护监控系统。
16．数据管理
系统应支持完善的数据管理功能，包括数据库的定期备份、数据库还原、数据导入、数据导出、数据库操作日志等功能。
升级会员 