上海中心能效计量系统方案 V2.0

派诺科技 上海中心能效管理系统技术方案上海中心能效管理系统项目技术方案设计编号： 设计人： 审核人： 目 录第一章概述31.1能源管理系统31.2设计规范3第二章 项目概述52.1项目概况52.2项目建设目标6第三章 系统方案83.1系统网络拓扑83.2 数据采集和数据库中心建设93.3系统应用平台功能113.4 系统主要技术指标173.5空调计费子系统173.6设备选型及清单21第一章 概述1.1能源管理系统能源管理系统是面向管理层用户，通过多种手段，以帮助用户提高用能管理水平，使得用能透明化，明确单位能耗，合理计划和利用能源，提高经济效益为目的信息化管控系统。以各用能设施基本运行为基础条件，采集各类机电设备的运行参数，以反映其能源传输、变换与消耗的特征，应用智能化集成系统技术，对建筑、企业、厂区内各用能系统的运行信息予以收集、显示、分析、处理、维护及优化管理，通过资源整合形成具有实时性、全局性和系统性能效综合职能管理功能，并辅助以能源最优化经济使用的专家管理决策系统，其宗旨是实现“管理节能”和“绿色用能”。完整的能源管理系统至少应包括以下功能模块：A、 运行状态的监控B、 能耗和产能的统计分析C、 运行趋势分析D、 运行效率评估E、 运行辅助决策F、 日志系统1.2设计规范本方案设计依据以下设计规范：1、国家的相关法规、文件及相关标准(1) 2006-2020年国家信息化发展战略(中共中央办公厅、国务院办公厅2006年3月印发)。(2) IEEE 802.3(CSMA/CD)以太网标准。(3) IEEE 802.7宽带局域网。(4) IEEE 802.8(FDDI)光纤局域网。(5) IEEE802.10网络的安全。(6) GB/T 14394-1993 计算机软件可靠性和可维护性管理。(7) GB 4943-2001 信息技术设备的安全。(8) GA/T 390-2002 计算机信息系统安全等级保护通用技术要求。(9) GB/T 22239-2008 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求。(10) SJ/T 10367-1993计算机过程控制软件开发规程。(11) SJ 20778-2000软件开发与文档编制。(12) GB/T 8566-2007 信息技术 软件生存周期过程。(13) GBZ 20156-2006 软件工程 软件生存周期过程用于项目管理的指南。(14) GB/T 19668.5-2007 信息化工程监理规范 第5部分: 软件工程监理规范。(15) GB/T 11457-2006 信息技术 软件工程术语。(16) GB/T 16260.1-2006 软件工程 产品质量 (17) GB/T 18905.1-2002 软件工程 产品评价(18) GB/T 20917-2007 软件工程 软件测量过程。(19) GB/Z 18914-2002 信息技术 软件工程 CASE工具的采用指南。(20) GB/T 19003-2008 软件工程 GBT19001-2000应用于计算机软件的指南。(21) 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。(22) 国家机关办公建筑及建筑分项能耗数据传输技术导则(23) 国家机关办公建筑及建筑数据中心建设与维护技术导则(24) 国家机关办公建筑和建筑能耗动态监测系统建设、验收与运行管理规范(25) 国家机关办公建筑及建筑楼宇分项计量安装技术导则(26) 民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T154-2007第二章 项目概述2.1项目概况上海中心大厦，为中华人民共和国上海市计划中的综合物业发展计划，将建设一座超高层地标式摩天大楼，建成后将可取代附近的上海环球金融中心，成为上海第一高楼。按照发展计划，该项目位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，东泰路、银城南路、花园石桥路交界处，即陆家嘴金融中心区Z3-2地块（目前为陆家嘴高尔夫练习场，乳山新村旧址）。地块东邻上海环球金融中心，北面为金茂大厦。 上海中心项目面积433,954平方米，建筑主体为118层，总高为632米，结构高度为580米，在2008年11月29日进行主楼桩基开工，预期到2014年竣工。大厦的设计高度超过台北101，建成后为中国第二高楼，仅次于同一时期建成的深圳平安国际金融大厦。此外，机动车停车位布置在地下，可停放2000辆。目前，大厦中的水、电、燃气等都设计有各自的监控系统。然而，各生产监控系统均以独立单位建立，监控的生产运行数据均存储至各自的数据库。这些监控系统各自独立，同一能源供应系统上下游监控数据互不共享，缺乏整体效应，形成生产运行数据、能效数据信息孤岛。信息孤岛之间依赖电话传递必要的生产数据。阻碍实行能源一体化管理，开展系统节能工作。本项目主要解决能源目前面临的生产运行实时数据存储分散、未能充分共享，从而制约能源供给的联调联供，阻碍着高层领导的统筹安排和决策分析等问题。项目的主要建设目标：以实现综合能源系统运行监控为基础，以实现各能源系统联合运行和系统节能为目标，通过能效系统建设，搭建各供能系统间、运行部门和管理部门间的信息沟通桥梁，建立一个集运行状态监视、能耗和产能数据统计分析、运行趋势预测、运行效率评估和辅助决策等功能为一体的综合型运行数据共享平台和协调级能源管理平台。2.2项目建设目标 2.2.1 运行状态监视实现“纵向”和“横向”两个维度的运行状态监视。“水、电、气、暖、冷”五大能源系统单个系统的“纵向”运行状态的监视；五大能源系统横向运行状态(关键数据，注重不同系统间数据关联)的监视，可实现报警显示、应急处置和不正常状态追踪。提供数据个性化视图，根据不同关注点提供“决策层、管理层、执行层”三个不同层面的数据视图。利用现代信息化的手段，解决业务流程之间的缝隙问题，解决决策者需要的有效支持信息零散，需要多方验证的问题，达到管理上水平，提升业务，提升资源调配能力的目的。2.2.2能耗和产能数据统计分析系统提供能耗和产能历史数据的多种统计和分析方式。可按能源系统(如按能源转供系统：水系统、电系统、燃气系统的转供量；按能源生产系统：暖系统、冷系统的一次能源耗量)、按不同时段(一日的早中晚、天、周、月、季度以及能源供应季的初段、中段和末段、年)对历史数据进行统计，可根据用户选择，生成多种统计报表和分析图表。借助现代化手段实现能源负荷和能源消耗的可视化，为建立有效的能源管理系统、低能耗机场能耗指标体系搭建基础。2.2.3 运行趋势预测可通过建立预测模型，基本实现结合历史数据、当前环境状态数据对未来一段时间内负荷变化、能耗指标进行预测，为相关系统设备运行方案的调整提供参考。2.2.4 运行效率评估通过建立系统能耗评估模型，根据系统类型、地理区域、使用功能等因素查找数据库中类似系统的行业标准、关键指标和能耗数据，依据对比结果生成全面的能源效率评估报告。2.2.5 运行辅助决策以系统集成技术为基础，根据各个子系统的信息进行综合判断，结合数据统计分析和运行状态预测和评估，从提高系统联合运行效率、降低整体能耗的角度对各子系统进行协调级控制。辅助系统联合运行方案、制定生产计划、能源使用计划方案的编制和决策。2.2.6 日志系统集成日志管理系统。第三章 系统方案3.1系统网络拓扑依据大厦现有设计网络架构，上海中心能效管理系统(EMS) 在分别在地下一层消控中心和酒店部分（85层）部署能源管理系统服务器以及相应的计量主机和应用主机，服务器通过防火墙保障网络安全，也通过防火墙将数据外传至BMS系统及其他应用网络，其余系统如配电管理系统、BA系统等通过以太网方式接入EMS系统。能源管理系统服务器（含显示器）完成日常的系统管理、维护，能源数据分析、管理等功能。依据系统权限设置，可由操作员、管理员等人登录进行操作。图3-1 系统网络拓扑3.2 数据采集和数据库中心建设在分层实现上海中心能效管理系统的思想指导下，控制层向上提供能耗分析系统所需各类能耗数据，向下采集供水、供电、供冷及楼宇监控系统数据，担负着承上启下的枢纽作用，因此，必须保证通讯稳定可靠，监控精准高效。3.2.1网络配置实时显示和共享数据的实施方案以前述网络拓扑为蓝本，实现数据安全采集，高速实时显示，并提供报警和报表输出。如需对本层系统提供更高数据安全等级，比如需要提供主备服务器，则可以增加软硬件，在两台服务器上形成相互备份。鉴于上海中心管理系统采集点分布广泛，采集设备种类多样，通讯连接方式灵活，为降低系统建设及调试成本，对上海中心能效系统的数据分为三种数据源类型：1. 电力系统数据，通过就地的变配电系统集成所有电力数据后，通过变配电系统的对上接口，以以太网的方式与能效管理系统服务器对接，完成数据的传输；2. 空调及水系统数据，因水的采集点较少，可并入空调系统中，与空调采集点一起，通过空调数据采集层完成数据的采集，并通过数据采集器和数据集中器，以以太网的方式与计量主机及能效管理系统服务器对接，完成数据的传输；3. 其他楼宇智能化系统的数据，可通过标准OPC接口，以以太网方式与能效管理系统服务器对接，完成数据的传输。3.2.2数据采集功能实现为保证在应急处理时确定故障的位置，并提供各种供能业务的全局视图。数据的采集要明确各生产监控系统中哪些数据需共享，明确数据的协议和格式，还应确定哪些数据将存储于能效中心数据库。3.2.3实时数据库和历史数据库方案能效管理系统采用SQL Server数据库管理软件保存数据，该数据库软件具备开放的、全面的和集成的信息管理方法，是实现数据分项计量的基础，并通过ODBC向外提供IO服务器所有标签数据的访问接口，实时数据库和历史数据库可根据现场需要，配置选取规则，从能效管理系统服务器上读取并存储所需数据，并按照住建部关于国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统技术导则，进行编码上传，数据库软件提供至少如下功能：1. 具备严格的权限管理功能，可以按照不同的管理角色设置不同的操作密码和口令，授予不同的数据库访问权限，提供数据库实体存取审计机制，以便分角色地维护数据库信息，数据完备和安全是极为关键的，应提供多种安全保护机制，提供互联网的数据库的数据加密技术，提供从硬盘转移到后端系统过程中的数据加密技术，保障数据安全。2. 数据库提供数据保护技术，能够利用事务机制对数据库进行自动备份和记录数据备份日志。3. 数据库提供数据修复技术，在数据库损坏的情况下能够及时修复数据，保持数据的完整性。4. 系统提供实时数据库和历史数据库两部分，实时数据库按照各个系统提供的接口在规定时间内存入所有采集点的数据，并能每15分钟自动将数据存储保存到历史数据库，历史数据库数据保存期限不小于5年。5. 系统无须人工干预，能实时与底层数据采集设备通信，并能及时通过通讯管理机将数据自动存放到数据库里，实现全自动地采集所有物理设备能耗相关数据；通过以太网和现场总线，在每10秒钟内，刷新所有数据点的数据，包括电、水等各项能源数据。6. 系统将采集上来的数据根据设备的能量类型分成电，水、冷三大项，并能够按照能量类型的划分为电、水、冷、暖、燃气五大类型进行单项的统计、分析和评估7. 系统提供历史数据的导入和导出功能，将数据导出成为Excel、Txt等多种文本格式保存，并提供数据的导入功能，在导入数