最新中新生态城代谢病医院项目技术方案初版.docx

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最新中新生态城代谢病医院项目技术方案初版

中新生态城代谢病医院项目技术方案--初版

中新生态城代谢病医院

能耗监测系统技术方案

技术方案

1.项目背景及概况4

1.1.项目背景4

1.2.项目概况4

1.3.项目需求分析4

2.EEMsys建筑能源管理系统5

2.1.系统概述5

2.2.系统设计标准和规范5

3.天津中新生态城代谢病医院项目建筑能源管理系统设计方案7

3.1.系统设计原则7

3.2.系统总体设计思路7

3.3.系统总体结构8

3.4.数据采集及网络传输子系统9

3.5.能源管理系统软件10

3.5.1.数据采集及存储基础功能11

3.5.2.数据处理与计算功能12

3.5.3.数据统计分析功能15

3.5.4.运行管理与操作功能22

3.5.5.报表查询管理26

3.5.6.系统信息维护管理功能28

3.5.7.数据上传功能28

3.5.8.账单管理及费用预警29

3.5.9.用能平衡及损耗分析31

3.5.10.用户管理与分区授权32

3.6.系统性能指标33

3.6.1.软件系统架构33

3.6.2.数据存储性能33

3.6.3.系统安全性能33

3.6.4.系统访问管理33

3.6.5.其他系统性能指标33

3.7.系统实施方案33

3.7.1.系统网络结构34

3.7.2.天津中新生态城代谢病医院项目配置方案34

3.7.3.实施与服务37

3.7.4.天津中新生态城代谢病医院设备清单及预算38

4.EEMsys公共建筑能耗监测及管理平台后续运营服务41

4.1.硬件质量保证41

4.2.软件质量保证41

4.3.售后服务41

4.4.培训42

1.项目背景及概况

1.1.项目背景

我国建筑节能强制性标准水平一直较低，即使目前正在推行的65%的标准也只相当于德国90年代初的水平，能耗指标则是德国的2倍。

有专家预计，随着我国城镇化的高速发展，城镇新增建筑增长十分迅速，到2020年我国将新增建筑面积约300亿平方米。

建筑行业能源消耗形势越发严峻，也使得政府加大了对建筑节能的整治力度和决心。

“十一五”期间，民用建筑在设计和施工环节全部执行建筑节能50%的标准。

完成节能建筑面积2510万平方米，累计节能26.5万吨标准煤，减少CO₂排放63.8万吨、SO₂排放5800吨。

其中太阳能热水系统等可再生能源建筑应用面积达890万平方米。

完成既有建筑节能改造4.3万平方米。

近年来，根据国家和省有关法规和政策要求，出台了《市政府办转发市墙改领导小组关于进一步推进墙材革新和建筑节能工作的实施意见的通知》（淮政办发[2006]29号）、《关于进一步加强墙材革新与建筑节能工作的意见》（淮政办[2009]42号）和《关于加强建筑门窗工程质量管理的通知》（淮建办[2010]39号）等20多项规范性文件，有力地规范了市场各方主体的建筑节能行为，提升了建筑节能的实施水平。

“十二五”期间，要实现建筑节能50万吨标准煤，减少CO₂排放135万吨、SO₂排放1.12万吨。

全市城镇新建民用建筑在设计和施工环节严格执行节能设计50%的标准，积极稳妥地向节能设计65%的标准过渡。

2015年，新建民用建筑全面实施建筑节能65%的设计标准。

积极开展绿色建筑的试点和绿色施工工地创建工作，“十二五”期间创建绿色建筑12项。

实施既有国家机关办公建筑、大型公共建筑和住宅的建筑节能改造。

其中，既有国家机关办公建筑和大型公共建筑改造面积的比例占10%，既有住宅建筑的改造面积达15万平方米。

积极开展合同能源管理模式的应用工作，2015年，采用合同能源管理模式的既有公共建筑节能改造的比例要达到30%。

随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展，对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高，要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境。

节能是一项基本国策，也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。

建筑能源管理系统正是顺应了这一潮流，它的建立，对于大型建筑物机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及防火与保安都提供了有力的保证。

同时，依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理，数据分析，逻辑判断和图形处理，对整个系统作出集中监测和控制。

建筑能源管理的主要目的就是：

提高系统管理水平，节省运行能耗。

1.2.项目概况

1.3.项目需求分析

充分详实的数据资料是一切决策的基础，对各个环节的能源消耗进行精确的计量和管理是主动有效的节能增效行为。

因此能源管理系统需通过装设计量装置和能耗管理系统的方法完成对天津中新生态城代谢病医院建筑内的能源使用情况的全面监视和跟踪，完整记录电能在各时间点的使用方及去向等，从而洞悉天津中新生态城代谢病医院建筑内能源消耗的三维立体全景数据，为建筑能源管理提供切实可靠的数据库平台。

在采集到的全景数据的基础上，系统应能对现有的能源消耗情况进行准确分析，发现不合理的能源消耗与能源流失，建立能源使用新模型并进行效果预测，在推行新能源使用模式后对使用效果进行验证，同时在不断的数据积累过程中，发现更多的节能机会，为天津中新生态城代谢病医院后期的调整与改扩建提供更优化的能源供应、管理方案，快速、准确的掌握供、配电设备的运行实时数据和历史数据，并可以用报表方式或以图形方式进行显示、记录或打印出来，进行日报和月报，提高工作效率，减少工作量的同时节约人力资源和能耗资源。

天津中新生态城代谢病医院项目能源管理系统实施范围及内容需求：

1）本项目实施的范围主要包括；

2）本项目涉及的能源类型包括：

电、冷水、热水、空调冷/热量；

3）本项目主要内容需求有：

①把电能管理系统、锅炉系统、太阳能发电系统、直燃机系统、建筑设备监控系统、智能通风系统作为能耗监测的子系统，全面监测建筑设备、水、电、气、热、冷、通风等各方面数据/能耗；

②部署一套能源管理系统软件对建筑用能数据的采集、存储、统计、分析和监管，并结合室外环境数据进行能耗数据的同比、环比分析，避免能耗浪费，实现综合办公楼绿色环保；

③通过能耗数据横、纵向及时比较，能耗报表的定期制作及时发现能耗数据异常等；

2.EEMsys建筑能源管理系统

2.1.系统概述

EEMsys建筑能源管理系统，是在满足国家的相关导则要求下，结合大型建筑用户和监管单位具体的节能增效需求和特点而开发的一整套能耗监测与统计、能源管理及节能分析等功能于一体的精细型综合能源分析管理系统解决方案。

主要包含建筑能耗采集监测、能耗数据统计分析、平台运行管理及节能诊断分析三个核心环节。

■建筑能耗采集计量与监测，全面监测能源消耗过程和数量

通过安装高品质的计量监测设备，全面采集和录入建筑消耗的各类能源数据，实时监控重要耗能设备运行状态，实现建筑能耗数据的用能过程和用能量的可视化监管。

■建筑能耗数据的分类、分项统计和对比分析，全面展示能源消耗特点

通过形象、直观、多样化的图形、图表可视化手段，将建筑分类能耗，分项用电量进行统计对比，提供灵活的能耗报表以及用能平衡分析等丰富的应用功能，满足监管用户日常管理的工作需求。

■平台运行管理及节能诊断服务，深入挖掘节能潜力，提供可持续的节能服务

基于监测的量化能耗数据，开展能源审计、能源公示、能耗指标对标、能耗定额分析、综合能源评估、节能源果评估等节能诊断服务，最大程度的发掘监测建筑的节能优化空间。

2.2.系统设计标准和规范

EEMsys建筑能源管理系统是按照住房和城乡建设部《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》相关技术导则设计和开发的。

本系统设计依据的技术规范包括：

住房和城乡建设部技术要求

●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楼宇分项计量设计安装技术导则

●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

国家和行业相关标准

●中华人民共和国节约能源法

●中国节能技术政策大纲

●GB/T50378-2006绿色建筑评价标准

●GB50189-2005公共建筑节能设计标准

●GB50034-2004建筑照明设计标准

●GB/T23331-2009能源管理体系要求

●GB/T15316-2009节能监测技术通则

●GB/T2589-2008综合能耗计算通则

●GB/T2587-2009用能设备能量平衡通则

●GB 17167 -2006用能单位能源计量器具配备和管理通则

●GB24789-2009用水单位水计量器具配备和管理通则

●GB 50093 自动化仪表工程施工及验收规范

●GB12021.3-2010房间空气调节器能源限定值及能源等级

●GB/T18713-2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范

●GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

●GB/T50362-2005住宅性能评定技术标准

●GB50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范

●DG/TJ08-205-2000住宅建筑节能设计标准

●DG/TJ08-206-2002住宅建筑围护结构节能应用技术规程

●DG/TJ08-107-2004公共建筑节能设计标准

●DG/TJ08-801-2004住宅建筑节能检测评估标准

●JGJ26-1995民用建筑节能设计标准

●JGJ134-2010夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准

●JGJ129-2000既有采暖居住建筑节能改造技术规程

●JGJ132-2001采暖居住建筑节能检验标准

●SB/T10427-2007大型商场、超市空调制冷的节能要求

通信相关标准

●DL/T645—1997多功能电表通信规约

●CJ/T188—2004户用计量仪表数据传输技术条件

●GB/T 19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范

●GB9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

●GB/T17168-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法

●GB/T17626-1998电磁兼容  试验和测量技术

变压器相关标准及规范

●GB20052-2006三相配电变压器能源限定值及节能评价值

●GB/T10228-2008干式变压器技术参数和要求

●GB/T13462-2008电力变压器经济运行

●DL/T1102-2009配电变压器运行规程

●DL/T985-2005配电变压器能源技术经济评价导则

●CQC31-461212-2009三相配电变压器节能认证规则

●DB37/T118-2007电力变压器经济运行技术管理导则

3.天津中新生态城代谢病医院项目建筑能源管理系统设计方案

3.1.系统设计原则

完全满足用户需要原则。

设备采用总线接入原则。

系统性能和功能并优原则。

系统开放，功能齐备和实用原则。

3.2.系统总体设计思路

EEMsys建筑能源管理系统，关注从整体上提高建筑的能源水平和能源管理能力，提倡通过主动能源管理，提高能源利用效率，持续节能。

基于PDCA的循环管理流程，从能源的分项采集和计量开始，全面采集、监测和管理能源数据，实现能源数据的可视化，通过对能源数据进行分类处理，分析现有能耗状况，与同行业的先进水平进行对标、结合建筑自身状况，设定能源目标。

通过能源管理系统平台，对现有能耗状况的分析、诊断和探查，发现节能空间，制定并提供行之有效的节能增效解决方案，通过用户主动“优化和管理”，达到设备及能源使用的经济化、最合适化。

并根据进一步收集到的能耗数据，结合能源“使用的改善”和“管理改善”，验证节能源果，优化节能方案，进行下一轮的节能周期，持续节能增效。

中电技术有多年智能建筑用电管理和能源管理系统集成经验，针对天津中新生态城代谢病医院项目建筑能源管理系统的需求提出如下设计思路：

在保证建筑用能安全、设备安全、人员舒适的条件下，充分利用现有的设备，基于对建筑用能全面监测和能耗模型统计、用能构成和成本分摊分析和诊断、以及建筑能源水平对标，确定建筑能源基准，制订建筑节能目标，并通过强化能源审计、能源公示、能耗定额分析、节能服务等持续的能源管理方式、达到降低建筑单位面积能耗、降低重点设备能耗、以及重点区域能耗，提高建筑能源水平的节能降耗总体目标。

本方案可以实时反映建筑用能状况及趋势，从而发现可能存在的用能不经济问题，提出改进措施并推动整改，持续优化建筑用能，是一个循环改进逐步提升建筑能源水平的综合能源管理系统。

持续改进过程如下图所示。

建筑能源管理系统持续改进过程

3.3.系统总体结构

本项目建筑能源管理系统主要是在建筑内加装用电和用水计量装置，对能耗消耗数据进行实时测量和采集，经数据采集装置进行原始能耗数据的汇总和处理后通过互联网将数据传输给数据采集服务器，服务器通过专用解析模块将原始数据包进行数据包解密和数据解析，并将原始数据存储在原始能耗数据库，供各级数据处理子系统调用。

系统采用分层分布、开放式结构设计，按间隔单元划分、模块化设计，主要由管理应用层（能源管理系统主站软件）、数据传输管理层和数据采集设备层构成。

管理应用层：

由能源管理和分析软件、服务器、UPS电源等组成，实现整个系统的全面监控、管理。

数据传输管理层：

由智能数据采集器、通信管理设备、交换机及通信介质组成，实现各类原始能耗数据的汇总和数据远传等功能。

数据采集设备层：

由分布在现场的各种能源计量和监测装置和节能控制装置组成，实现原始能耗数据的采集等功能。

系统结构示意图如下：

EEMsys建筑能源管理系统结构示意图

3.4.数据采集及网络传输子系统

数据采集及网络传输子系统是分项计量与能源管理系统的基础单元，由数据采集设备层和数据传输管理层组成，其主要任务是实现原始能耗数据的实时采集、本地缓存及网络传输。

子系统通过专用的数据采集设备和通用的互联网网络将数据传输汇总到中心能源管理系统软件。

数据采集子系统具有专用的数据交互协议和身份验证体系，以实现数据采集服务器与采集器之间的数据交互。

数据采集器从电表、水表等终端监测设备读取实时原始数据，并按照标准规定将原始数据进行简单处理后形成特定数据包格式，定时通过互联网将数据传输给数据采集服务器，服务器通过专用解析模块将原始数据包进行数据包解密和数据解析，并将原始数据存储在原始能耗数据库，供各级数据处理子系统调用，如此反复完成每次数据交互。

EEMSys能源管理系统数据采集及传输子系统在系统数据采集与传输、系统接入能力、系统可扩展性方面具有以下特点：

1）数据采集与传输的标准性

系统数据采集及传输采用的通信协议已数据点编码规则均遵循《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则》及《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则》规范，具有标准的数据格式，可平滑的实现数据共享，以及接入上一级的能源监测中心系统。

2）系统接入设备的开放性

系统基于公司成熟的PecStar系统平台完成设备接入功能，该平台采用模块化设计，针对每种待接入的设备装置均存在与其通信规约相匹配的数据采集通信驱动程序负责与该类设备的通信接入，并将各种采集通讯获取的数据汇总到采集前台机进行统一显示和管理。

各类驱动程序采用挂载式的方法可灵活的接入到系统采集前台机中。

与此同时，通过专门的数据转发和数据传输驱动程序或专用的接口程序，可以按照标准格式或约定格式将实时采集到的数据或历史数据转发共享给其他系统或上级监测管理系统，具有灵活的开放性。

3）系统规模的可扩展性

基于系统开放性设计的需要，对于系统规模和容量也充分考虑了其可扩展性，系统平台设计容量为：

单系统最大支持128个采集监控前台机，每个前台机支持接入最大128个通讯通道，每个通讯通道支持最大接入128个设备装置。

可以较好地满足项目目前500个数据计量点以及未来扩容到1000个数据计量点的需求，并且由于系统容量扩展是追加式增长，扩容后系统可以完全兼容原有的系统配置，可最大化的利用已有资源。

4）系统访问的安全性

系统支持采用采集监控前台机的双机热备和数据库系统的双机热备，在运行过程中保持数据采集、传输以及存储的主备数据同步，最大限度的避免因计算机服务器故障或网络故障导致数据采集、传输的中断和数据丢失。

数据传输过程中采用加密技术放置被篡改，同时系统对于数据访问的全部基于用户角色权限进行，确保数据访问的安全性。

5）系统运行的稳定性

系统依托的基础平台PecStar系统平台是我公司的成熟系统平台，已经在全国各地的各种现场部署运行了十几年的时间，拥有丰富的连续稳定运行的经验，依托该平台来实现能耗数据的采集和存储，可以最大程度的确保系统运行的安全性。

系统采集监控前台机具有本地数据缓存功能，支持对最近连续三个月的采集数据的缓存，以确保在网络暂时性故障或中断导致无法将数据写入数据库情况下维护数据完整性以及网络恢复后追加数据的功能。

6）系统数据的准确性

系统内置网络校时功能，支持对接入系统的所有装置设备、计算机进行统一校时，保持时间的同步；支持最小1分钟采集频率的原始数据采集，可以准备捕捉到系统能耗数据的变化特点以及峰值功率的突变信息。

支持最小5分钟的计量周期能耗数据值的统计计算。

3.5.能源管理系统软件

EEMSys能源管理系统软件主要由数据采集模块、数据预处理模块、数据统计分析模块、账单管理和成本分析模块、数据上传模块、基础信息维护模块等构成。

软件系统模块框架图如下：

3.5.1.数据采集及存储基础功能

3.5.1.1数据采集功能

EEMSys系统采用成熟的数据采集传输和存储平台，针对不同类别的原始数据设置专门的数据采集网关模块与智能数据采集装置之间进行数据通信交互，获取原始能耗数据。

各类模块自动将采集到的原始数据转换为统一定义的存储数据格式后进行集中存储，可实现耗电量、耗水量、耗天然气量、耗冷量、传感器参数、配电参数等能耗数据、环境数据、监控数据的实时采集。

原始采集间隔允许用户自定义设置，支持小于1分钟的采集间隔；存储计算间隔最小支持设置为5分钟。

此外，还提供手动录入各类数据的辅助工具支持离线数据的导入。

系统通过采集服务器及其各类驱动程序来完成对各类能源测量表计或装置设备、传感器等设备的接入和数据采集和传输：

1）支持对电能表、水表、空调能量表、采集器、温度、湿度传感器等测量表计的无缝接入，通过标准的通讯规约或约定的通讯规约建立前台监控机与设备的通信，进行数据采集和传输；

2）支持对有功电度、无功电度、水量表码值、供热量表码值、供冷量表码值等能量数据原始值的采集获取；

3）支持对各用电支路电压、电流、有功功率、功率因素、频率、三相不平衡度、谐波等配电参数实时运行参数的采集获取，同时提供对于各用电支路过流、过压、欠压等用电事故的事件告警信息的获取；

4）支持对环境温度、湿度、照度、流量、二氧化碳排放等传感器实时监测参数的采集获取；

5）通过与暖通空调子系统的数据交互接口程序，可采集获取到暖通空调运行相关关键状态参数的采集获取，如冷冻机出水温度、空调箱送风温度、室外温湿度、室内典型区域温湿度、风机水泵工作频率或负载率等；

其主要的软件功能界面如下图所示：

系统数据采集及实时数据显示

3.5.1.2数据存储能力

系统软件支持目前主流的商用数据库系统，如MicrosoftSQLServer系列数据库，Oracle数据库等。

考虑到丰富数据应用的需求，数据库平台设计采用“基础系统数据库+扩展系统数据库”的方案，在基础系统数据库中存储采集的原始通用海量数据，在扩展系统数据库中存储经过预处理统计各类能耗统计数据，根据应用的业务逻辑对数据进行逻辑分层管理，降低数据查询和处理的耗时，提高系统的业务逻辑的响应和处理速度。

支持数据库主、备冗余配置，以及主备机的自动切换。

提供专门的数据库维护工具，实现针对数据库的手动/自动的备份、还原、导入和导出操作。

所有数据库操作均需要授权用户才能执行，并且记录操作日志。

系统软件数据库访问交互基于ADO.NET的透明数据库中间接口设计，支持数据库更换、升级时的无缝自动兼容，减少程序升级维护工作量。

支持海量数据存储，数据库服务器中数据存储时间段跨度最大支持20年，数据存储容量主要取决于所使用计算机磁盘存储容量的限制。

通过数据预处理等技术实现海量数据存储下的优秀的数据查询性能。

3.5.2.数据处理与计算功能

系统提供专门的能耗数据预处理功能模块主要负责完成分项、分类、分区域、分设备等分析对象的消耗量计算、能源计费以及预定义的能耗指标的统计，同时提供数据剔除、数据修补和数据重算等功能。

其预处理的能耗统计数据结果作为数据分析和查询功能的数据源结果，能够在确保数据计算正确性的同时，提高数据查询显示响应速度。

3.5.2.1原始数据校验与预处理

系统默认对原始采集数据进行有效性验证和数据精度控制，自动消除数据数值错位、多位以及小数点位置错误，对数据范围的合理性进行逻辑检验。

此外，提供用户自定义数据校验和异常数据剔除的设置工具，用户可根据实际的需要设定数据校验和剔除规则。

系统自动依据该规则进行原始数据的检验和预处理功能,可以实现校验原始测量表计数据的有效性，剔除大数、错数等无效数据的功能。

1）支持能量原始数据满刻度翻转的处理逻辑；

2）支持原始能耗数据有效性验证和数据剔除功能，对于超过测量范围最大最小值范围的无效数据进行剔除，确保计量结果的正确性；

3）支持对缺失或错误数据的数据修补功能，授权状态下可手动修补缺失或错误的原始数据值，以确保数据的完整性；

3.5.2.2能耗数据归一化计算

系统对于采集的原始耗能量数据可转化统计间隔为15分钟的最小累计数据，逐时的小时累计数据，逐日的日累计数据以及用户自定义的分时时段的累计数据。

1）支持最小间隔为5分钟的电能计量统计周期，支持设置为10/15/30分钟、1小时的电能计量统计周期；

2）支持固定统计每日的分项能耗日结数据，再根据日结数据统计计算月结、年结数据。

分项能耗日结数据主要指每天间隔内的能耗增量数据，以及当前计量间隔周期内的最大值、最小值和平均值。

3.5.2.3分类能耗数据计算

系统支持为每一个计量监测节点设置能源分类属性，如电、水、集中供热量、集中供冷量、天然气等能源类型，根据各能源类型，可实现分类能耗数据的统计计算，在设置计量节点配置组态时，首先按照能源分类进行组织结构的划分。

对应计量节点的采集间隔小于1分钟，支持最小间隔为5分钟的存储统计间隔。

分类能耗统计结果显示

3.5.2.4分项能耗数据计算

系统支持通过组态配置计量监测节点的组织结构，可按照技术规程中的分项能耗模型中规定的分项组织结构，通过设置计量组节点和计量节点，进一步的细化各分项的子级分类。

系统所提供的计量组和计量节点可用于灵活的满足实际项目对于计量节点组织管理的建模，能耗数据预处理模块会自动为计量组节点和计量节点定期统计能耗数据。

分项模型组态配置结构图

分项能耗统计结果显示

3.5.2.5设备能耗数据计算

系统支持设置专用的设备管理节点，针对不同的设备类型，如空调、电梯、水泵等，划分为不同的设备组，并设置设备节点分析对象对应具体的耗能设备，设备节点的数据源来源于单个或者多个计量节点或计量组节点，从而实现了按照设备对象来实现能耗数据