公司能耗监测系统解决方案.doc

《公司能耗监测系统解决方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公司能耗监测系统解决方案.doc（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、能耗监测系统解决方案2014年8月目录一、项目背景1系统节能原理1二、项目内容32.1系统总体架构32.2现场采集子系统42.3能耗监测系统应用软件42.4现场组网方式52.5分项能耗62.6项目流程82.7电能分项计量设计9三、能耗监控系统施工方案93.1系统设计方案93.1.1分项计量设计原则93.1.2设计图纸的成套性103. 2总体施工规划103.2.1工程组织103.2.2施工制度103.2.3安全措施113.2.4施工准备123.3电能表施工方案12四、应用软件体系架构134.1关键技术及创新134.2 软件架构144.2.1、现场采集子系统154.2.2、数据平台系统154.2.

2、3、基础平台164.2.4、系统高级应用16五、系统设备清单16一、项目背景建筑耗能与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”，建筑能耗约占全社会总能耗的29%，未来将超过工业和交通等而居首位。大型公共建筑指的是建筑面积在2万平米以上带集中空调系统的建筑，大型公共建筑数量占总建筑物的4%左右，而其耗能却占建筑总能耗的22%，其单位面积的用电能耗为住宅的1020倍，由于浪费与管理粗放，使这类建筑的高耗电量更加突出，因此需要对这部分建筑采取专门的管理模式，加强管理，实现节能降耗。建筑能耗统计，特别是能耗分项计量，对国家相关能源政策的制定及建筑耗能系统的优化运行具有重要的意义。相应

3、地，为更加有效地实施能耗统计及建筑用能管理，必然要求构建符合我国实际情况的建筑能耗统计平台及数据库管理系统。通过能耗监测和能效评估，可以较快地发现建筑运行过程中出现的问题，并采取措施，从而改善耗能系统运行状况，提高能源利用率。大型公建能耗监测及节能管理系统从系统监控装置以及各个系统设备、控制器等处收集，积累与建筑使用状况相关的检测，计量数据。并对积累的所有相关数据可以相互组合做成图表，供建筑群落对当前或任意阶段使用状况的能源进行分析和优化管理使用，结合专家能源分析，从而实现呈建筑节能逐年递增效果。系统节能原理大型公共建筑节能的途径主要包括能耗监管、技术节能、管理节能三个方面，这三方面是相辅相成

4、、密不可分的体系。 通过能耗监管平台，一方面可以发现建筑节能潜力所在，为技术节能、管理节能提供依据；另一方面可以为节能技术、节能管理的效果进行评估。 建筑主体对有节能潜力的环节进行技术创新，应用最新环保技术、充分利用可再生资源，为减少碳排放作出自己的贡献。 管理节能包括组织、制度建设等方面。通过能耗监测系统理清能耗分布、节能潜力，然后应用了节能新技术，还需要从管理上下功夫。节能归根结底还是以人为主体，只有发挥了主体能动性，才能将节能落到实处。通过对能耗监测系统的分析不仅可以随时发现建筑中突然出现的用能问题，而且可以捕捉到人工难以察觉的能耗问题，从而提醒运营管理人员及时处理，改善用能效率。项目实

5、施的主要目标在于建筑的节能降耗，主要有以下参考方法：1重点能耗监视通过对大型公建的暖通空调、照明、动力、特殊用电等的分项计量，找出能耗占比最高的几项内容，列为该建筑的重点节能方向，制定节能降耗指标，调动物管及业主单位的节能意识；午休关灯:实时监测办公照明用电情况，结合管理手段，敦促休息时间关灯节能。2夜间运行能耗监视过去由于没有实时记录手段，大厦物业管理人员到了夜晚，只有一两个人值守，各种能耗问题就更容易被忽略。采用了分项计量系统后，这种问题得到了很大程度的改善，物管人员在监控室就能直接查询各用电设备的耗电情况，就算当时错过也能通过历史数据查询，及早的分析并消除电耗隐患。 能耗分析 观察电梯和

6、室内照明的逐时能耗曲线 与其他建筑对比，在夜间运行阶段有的建筑该部分电耗并没有下降至零，存在运行不当之处 节能潜力 说明运行管理在夜间存在疏漏 建议加强管理制度，特别针对夜间问题，彻底关闭不需要使用的设备3待机能耗冷水机组等大型设备在待机时依然会耗能，这在没有分项计量系统的情况下也很容易被物业人员所忽略。通过能耗管理系统的建设，可以及早定位这类待机损耗。4分项计量系统的其它应用；1、判断和发现冷热源是否存在旁通。2、有助于整理得到各耗能设备分项用电定额。3、观察和预测各部分的用能趋势，指导契约用电量的调整。5节能效果评估为了能对节能技术或节能产品使用的效果进行量化评估，以月、季度、年为单位对建

7、筑节能效果进行评估。对各种节能技术和节能产品进行统一和公平地评价，对建筑的节能效果有一个综合的评定，从而促使建筑管理者向更好的方向努力，形成良性循环。 二、项目内容2.1系统总体架构本方案建议对总配电室、门诊大楼、1号住院大楼安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现能耗的在线监测和动态分析。系统利用计算机技术、传感器技术、数据库技术、现代网络技术，对建筑的能耗数据进行采集、汇总、传输、分析，向相关部门提供建筑能耗情况，并作为决策依据。系统共分为三部分：现场采集子系统、通信网络和能耗监测系统应用软件。具体如下图所示：2.2现场采集子系统现场采集子系统是完成能耗监测工作

8、的首要一步，分项计量技术、方案设计、安装施工等均在这一环节实现。现场采集子系统由计量装置、能源数据采集器、下行通信网络组成。 计量装置是用来度量电、水、燃气、热（冷）量等建筑能耗的仪表及辅助设备的总称。 能源数据采集器支持同时对不同用能种类的计量装置进行数据采集，包括电能表（含单相电能表、三相电能表、多功能电能表）、水表、燃气表、热（冷）量表等。 下行通信网络指计量装置到能源数据采集器之间的通讯方式，一般分为有线和无线两种，在现场条件满足要求的情况下，优先使用有线方式；2.3能耗监测系统应用软件能耗监测系统软件主要由数据采集、处理、发送和数据分析展示模块组成，应用软件符合国家机关办公建筑和大型

9、公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书中对软件功能框架的描述。应用软件接收并存储监测建筑数据采集器的数据，一般采集器与应用软件之间的上行通信采用网络方式。2.4现场组网方式方案一现场采集网络采用有线组网方式，铺设RS-485总线。根据现场情况，本系统选用现场布线最常见、成本低、通信距离远、可悬挂节点多且结构简单的RS-485接口的总线型网络，通信协议则采用了被众多厂家支持、应用范围非常广泛的DL/T645通信协议。上行通道采用公网GPRS/CDMA的方式和能耗监测主站系统进行数据交换和通信。通信协议则采用应用范围非常广泛的376.1-09通信协议。系统组网方式如下图所示：方案二现场采集网络采用

10、有线组网方式，铺设RS-485总线。根据现场情况，本系统选用现场布线最常见、成本低、通信距离远、可悬挂节点多且结构简单的RS-485接口的总线型网络，通信协议则采用了被众多厂家支持、应用范围非常广泛的DL/T645通信协议。上行通道采用光纤以太网的方式和能耗监测主站系统进行数据交换和通信，通信协议则采用应用范围非常广泛的376.1-09通信协议。系统组网方式如下图所示：2.5分项能耗分类能耗中，电量应分为4项分项，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。电量的4项分项是必分项，各分项可根据建筑用能系统的实际情况灵活细分为一级子项和二级子项，是选分项。根据建设部国家机关办公建筑和大型公共

11、建筑能源审计导则能源审计应获得的指标要求，大型公共建筑建筑用电回路的分项形式和计量装置的安装位置宜按下图分解。用电分项计量模型1）照明插座用电照明插座用电是指建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电的总称。照明插座用电包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电共3个子项。照明和插座是指建筑物主要功能区域的照明灯具和从插座取电的室内设备，如计算机等办公设备；若空调系统末端用电不可单独计量，空调系统末端用电应计算在照明和插座子项中，包括全空气机组、新风机组、空调区域的排风机组、风机盘管和分体式空调器等。走廊和应急照明是指建筑物的公共区域灯具，如走廊等的公共照明设备。室外景观照明是

12、指建筑物外立面用于装饰用的灯具及用于室外园林景观照明的灯具。2）空调用电空调用电是为建筑物提供空调、采暖服务的设备用电的统称。空调用电包括冷热站用电、空调末端用电共2个子项。冷热站是空调系统中制备、输配冷量的设备总称。常见的系统主要包括冷水机组、冷冻泵（一次冷冻泵、二次冷冻泵、冷冻水加压泵等）、冷却泵、冷却塔风机等和冬季有采暖循环泵（采暖系统中输配热量的水泵；对于采用外部热源、通过板换供热的建筑，仅包括板换二次泵；对于采用自备锅炉的，包括一、二次泵）。空调末端是指可单独测量的所有空调系统末端，包括全空气机组、新风机组、空调区域的排风机组、风机盘管和分体式空调器等。3）动力用电动力用电是集中提供

13、各种动力服务（包括电梯、非空调区域通风、生活热水、自来水加压、排污等）的设备用电的统称。动力用电包括电梯用电、水泵用电、通风机用电共3个子项。电梯是指建筑物中所有电梯（包括货梯、客梯、消防梯、扶梯等）及其附属的机房专用空调等设备。水泵是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有水泵，包括自来水加压泵、生活热水泵、排污泵、中水泵等。通风机是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有风机，如车库通风机，厕所排风机等。4）特殊用电特殊区域用电是指不属于建筑物常规功能的用电设备的耗电量，特殊用电的特点是能耗密度高、占总电耗比重大的用电区域及设备。特殊用电包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或其它特殊用电

14、。2.6项目流程此项目建设流程如下：硬件安装表计安装电表安装/更换线缆铺设电表RS485线缆铺设终端所需网线铺设软件安装服务器安装服务器搭建软件安装能源管理软件及环境搭建调试服务器调试服务器与终端通信调试终端调试终端与表计调试2.7电能分项计量设计待具体调研后，补充完整安装位置计量区域数量电表电流所属分项互感器数量总计三、能耗监控系统施工方案3.1系统设计方案3.1.1分项计量设计原则 分项计量改造不应改动供电部门计量表的二次接线，不应与计费电能表串接； 各种能源计量装置配置须满足能耗分类/分项/分户计量要求； 进行能耗的分建筑或分区域计量，以便于进行能耗考核，以便对节能改造提供尽可能完善的能

15、耗数据； 充分利用现有配电设施和低压配电监测系统，结合现场实际合理设计分项计量系统所需要的表计、计量表箱和数据采集器及安放位置，通过合并同类项及推算方式，在利用软件技术能实现建筑能耗分项计量的前提下，尽可能少配置电计量装置； 设计图纸应齐全，应能指导施工人员正确施工； 应合理设置分项计量回路，根据楼宇实际配电情况，使配置的分项计量系统尽可能正确真实的反应各分项能耗，又将其配置成本控制在预算的合理范围内； 系统在设计时考虑到后续的节能技术改造，为今后检测和控制设备的接入预留足够的余量，系统为今后节能控制（如：空调系统控制、照明控制、采暖控制、电热水器控制）预留硬件和软件接口； 三相平衡设备应设置

16、单相电能表，照明插座供电回路宜设置三相电能表； 总额定功率小于10kw的非空调类用电支路不宜设置电能表。3.1.2设计图纸的成套性1) 应充分利用现有配电设施和低压配电监测系统，结合现场实际合理规划设计分项计量系统所需要的计量表具和电量信息传输系统。2) 设计图纸能指导施工人员正确施工，包括以下内容：设计说明：计量系统设计的原则、范围、原计量状况、改造后计量系统状况、表具和设备选用说明。配电设备和计量系统设备布置图。低压配电系统表计安装位置一次线示意图。图中应含有出线开关额定容量、互感器变比、供电回路名称、表计位置及编号等内容。表箱内表计的安装布置、电量信号传输接线图。表计接线原理图、低压柜端

17、子布置图。电缆清册：包括供给表计的电压、电流回路线缆以及信号传输线缆。设备材料表：计量系统所需的表计、表箱、CT、信号传输设备及所有安装所需材料。数据采集器接线图：提供工程完工竣工图纸。3. 2总体施工规划3.2.1工程组织1、 南能汇智成立节能监测项目组，负责项目实施工作。2、 指派专人负责装置安装调试的配合工作。3、 指派专人参与系统安装、调试、验收及培训工作。3.2.2施工制度施工前必须办理工作票，得到许可人的同意，遵守企业的管理制度，不得做与工作无关的事，严禁在施工场所吸烟，有事情速向工作人员汇报，离开现场前需清理施工现场，整理好工具，并做好当天任务总结。项目经理 总负责项目技术负责人

18、 负责审批方案及总计划安排项目实施工程师 负责组织专业技术交底，解决施工中的主要疑难问题，协调内外关系，掌握施工进度。按照施工方案要求进行施工，在指定的地点进行施工，对施工的每一个细节认真对待、负责，提高工程质量。质检员 全面进行质量检查，掌握质量动态，作好质量信息收集、整理和反馈工作，及时汇报给项目技术负责人及相关的专业工程师。安全员 管理施工人员的安全施工情况，施工安全直接责任到人。3.2.3安全措施1. 工作负责人（监护人）在施工前要结合实际进行安全思想教育。2. 工作负责人（监护人）在工作前对工作班成员交待现场安全措施、带电部位和其他注意事项，必须始终在工作现场，对工作班人员的安全应认

19、真监护，及时纠正不安全的动作。3. 当工作班人员发生变动时，工作负责人（监护人）要合理进行安排。4. 工作负责人对有触电危险、施工复杂容易发生事故的工作，应增设专人监护。专责监护人不得兼任其他工作。5. 如工作负责人必须离开工作现场时，应临时指定负责人，并设法通知全体工作人员。6. 工作间断时，则必须采取安全措施，恢复工作时应检查各项安全措施的完整性。7. 工作成员离开现场前必须清理工作现场，检查有无遗漏的工具、材料、施工杂物等，检查无误后方可离开。8. 在铺设电缆时，要有专责监护人进行监护，并时刻提醒工作人员哪些部位带电，要注意安全距离，防止误碰带电设备。9. 电缆敷设完毕，电缆穿洞应立即封

20、堵。10. 主站系统和外界接入等相关信息时，涉及到通信网络部分和网络安全问题的工作应请相关的人员配合。11. 现场施工电源不乱接乱拉，应有防触电的措施，严格按照施工图纸安装设备需要的电源，网线布置合理。12. 在表计上工作，严防误接线；误碰二次回路，如需要应有计量工作负责人配合监护；涉及到通信网络部分的工作应请相关的人员配合。13. 对于临时雇佣的人员，进行必要的安全培训。施工时工作负责人必须在现场监护。14. 未经病毒扫描和检测的存储介质禁止在服务器或工作站上运行。15. 装置电源搭火工作前先检查整个电源回路，确认无错接线；无裸露；无短路的情况后再进行搭火工作。3.2.4施工准备项目部进驻施

21、工现场后，项目技术负责人组织有关专业人员根据本工程特点及技术标准要求，搜集施工需要的各项技术资料，包括施工场地水文、气象等自然条件以及现场周边环境、供水、供电、交通情况、现场地上地下障碍物状况等资料，配备施工所需的标准规范。组织专业工程师及各专业技术人员认真学习、阅读熟悉图纸及有关技术资料，审查施工图纸和资料是否齐备，并与相关专业施工图进行核对，熟悉流程，熟练掌握施工及验收规范标准，熟悉现场环境及土建进度安排、施工管理等情况，拟定与总进度计划相协调的专业施工进度计划。透悉设计意图及技术条件，了解工程的工艺形式和特点，踏勘施工现场，及时将施工图纸中存在的疑问以书面形式提交项目组领导和业主，并组织

22、好图纸的会审和深化设计工作。3.3电能表施工方案电能计量现场施工主要是在总变电室、各楼内配电室、楼层计量表具和通讯网关。以下根据安装地点和计量目标分别简要描述实施方案。安装要求 采用电流互感器接入的低压三相四线电能表，其电压引入线应单独接自该支路开关下口的母线上，并另行引出，禁止在母线和电缆连接螺丝处引出。零线不得断开，采用叉接方式接入零线端子； 电压、电流回路U、V、W各相导线应分别采用黄、绿、红色单股绝缘铜质线，中性线应采用黑色单股绝缘铜质线，并在导线上加装与图纸相符的端子编号，导线排列顺序应按正相序自左向右或自上向下排列； 电流互感器从输出端直接接至接线盒或接线端子，中间不宜有任何辅助接

23、点； 同一组的电流互感器应采用制造厂、型号、额定电流变比、准确度等级、二次容量均相同的互感器； 电流互感器进线端的极性符号应一致； 电流互感器二次回路应安装接线端子，变压器低压出线回路宜安装接线盒； 在原配电柜（箱）中加装时，电能表下端应加有回路名称的标签，二只三相电能表相距的最小距离应大于80mm，单相电能表相距的最小距离应为30mm，电能表与屏边最小距离应大于40mm； 单独配置的表箱在室内安装时宜安装在0.8m1.8m的高度（安全距离内可清楚观察电量参数）； 电能表安装必须垂直牢固，表中心线向各方向的倾斜不大于1； 数据采集器施工安装应符合自动化仪表工程施工及验收规范GB50093中的规

24、定。四、应用软件体系架构根据公共建筑节能监测系统建设技术规范，应用软件子系统功能主要为数据采集、处理和发送模块组成。南能汇智智能建筑能耗监测系统软件包含以下功能，增加了数据分析展示功能，可扩展为数据中心应用软件使用。4.1关键技术及创新能耗监测系统开发采用南能汇智的Web应用和通信框架，该框架采用符合J2EE3.0规范的B/S多层技术架构模式，系统以MVC模式分层，将业务处理、业务逻辑控制、业务展示区分开，各层之间采用标准的 XML 数据格式传递数据，在基础服务应用平台的支持下，满足业务应用系统运行、开发、管理、集成的需要。 基于J2EE体系结构J2EE是一种利用Java2平台来简化企业解决方

25、案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构，是一个基于组件的体系结构，定义了一套标准来简化N层分布式企业应用程序的开发，它定义了一套标准化的组件，并为这些组件提供了完整的服务。 基于Flex的人机界面几乎所有B/S企业应用开发者都意识到了这个问题：“Java EE中的展现层（人机交互界面）技术不太理想，不论是早期的JSP还是近年来推出的JSF，都难以满足企业应用中复杂的人机交互界面开发的需求。”企业应用中，除了存在复杂的业务逻辑之外，也存在一些复杂的“界面逻辑”，也就是控制人机交互的逻辑。本方案的人际界面采用业界流行的FLEX技术实现。FLEX是Adobe公司推出的一系列框架和技术，使开发人

26、员可以开发和部署RIA程序（flash程序）。FLEX是用于构建和维护在所有主要浏览器、桌面和操作系统一致地部署的极具表现力的 Web 应用程序的高效率的开放源码框架。将Flex与J2EE 框架整合并不是简单的将Flex作为视图层的解决方案，而是应将RIA的思想与J2EE框架有机的整合，以RIA的方式来设计RIA J2EE 框架，充分发挥RIA 的优势。因此，将Flex 与J2EE 服务器端组件的有机整合才是整合的目标和关键。 消息中间件消息中间件利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。通过提供消息传递和消息排队模型，它可以在分布式环境下扩展进程

27、间的通信。4.2 软件架构能耗监测系统设计从软件结构上分为四个层次：数据源、数据平台、基础平台、系统应用层，每个层次完成不同的任务，下层为上层提供相应的技术支持服务。系统遵循国家相关技术标准体系，具有身份认证、数据加密、数据备份、病毒防范等相关安全保障体系。能耗分析能耗公示用能预测及能耗诊断标准规范体系安全保障体系系统应用层节能评估基础参数维护消息管理子系统系统工况监测权限管理数据平台基础平台接口系统数据处理子系统数据采集子系统上级数据中心现场采集子系统电能表水表热能表燃气表下级数据中心其他报警系统图3.1 系统软件功能框架图4.2.1、现场采集子系统现场采集子系统的核心是数据采集器，采集器负

28、责采集计量装置的原始数据，然后将处理完的数据传输到数据平台系统。4.2.2、数据平台系统1）数据采集系统数据采集系统安装在数据中心主站，负责采集电能表、水表、热量表、燃气表等计量装置的原始数据。2）数据处理系统数据处理系统对采集上来的原始数据进行有效性验证，进行分项能耗数据计算。3）接口系统对于现场采集的能耗数据，最终可以上传到市级、省级以及更高层的数据中心进行能耗数据的存储和展示。4.2.3、基础平台基础平台包括基础参数管理、权限管理、数据库管理、系统工况监视等功能：4.2.4、系统高级应用1）能耗分析对能耗数据按照分类、分项、人均能耗、单位面积能耗等用能指标进行能耗统计、分析；系统使用丰富

29、的数据显示手段：表格、曲线、报表等，对采集上来的数据进行时间同比、环比、天气条件对比、与同类建筑的横向同比、与标准对比等分析。2）用能预测及能耗诊断建立能耗的预测模型，利用模型对建筑的用能进行预测并利用计算机进行在线实时诊断，或用所得数据进行人工分析诊断，分析建筑节能潜力。3）节能评估为了能对节能技术或节能手段使用的效果进行量化评估，以月、季度、年为单位对建筑节能效果进行评估，对各种节能技术和节能手段进行统一和公平地评价，对建筑的节能效果有一个综合的评定，从而促使建筑管理者向更好的方向努力，形成良性循环。4）能耗公示为了提高人们的节能意识，督促节能工作的顺利开展，促进节能事业的稳步发展，监测系

30、统会定期对各监测楼宇的能耗进行公示。公示的目的不仅在于宣传节能思想，提高人们节能意识，还在于通过能耗公示，让各科室之间横向对比，清楚各科室的能耗水平，寻找节能潜力，从而促进建筑节能良性循环的发展。五、系统设备清单方案一设备清单（详细调研后补充）序号设备名称技术参数数量价格备注1三相导轨表2能耗监测终端3服务器包括系统4能耗系统管理软件5路由器6表箱7互感器8485线缆双芯防屏蔽双绞线缆9辅材电源线，工具，PVC管方案二设备清单序号设备名称技术参数数量价格备注1三相导轨表2能耗监测终端3服务器包括系统4能耗系统管理软件5交换机6表箱7互感器8485线缆双芯防屏蔽双绞线缆9光纤双芯光缆10光纤转换器光纤转以太网11辅材电源线，工具，PVC管