上海交通大學校園智慧能源建設方案減1212

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上海交通大學閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 0 頁上海交通大學閔行校區(qū)智慧能源建設方案國家能源智能電網(wǎng)上海研發(fā)中心二零一七年十二月上海交通大學閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 1 頁目錄1 前言 ........................................................................................................................................................41.1 項目背景 ........................................................................................................................................41.2 項目意義 ........................................................................................................................................41.3 立項依據(jù) ........................................................................................................................................61.4 編制依據(jù) ........................................................................................................................................62 項目概況 ................................................................................................................................................82.1 建設原則 ........................................................................................................................................82.2 總體目標 ........................................................................................................................................92.3 存在的問題 ....................................................................................................................................92.4 建設思路 ......................................................................................................................................113 現(xiàn)狀分析 ..............................................................................................................................................144 智慧能源技術方案 ..............................................................................................................................154.1 總體方案設計 ..............................................................................................................................164.2 智慧能源層級結構 ......................................................................................................................174.3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng) ......................................................................................................194.3.1 硬件架構 .............................................................................................................................204.3.2 軟件架構 .............................................................................................................................234.3.3 應用功能 .............................................................................................................................254.3.4 關鍵技術簡介 .....................................................................................................................424.4 智慧能源通信網(wǎng)絡 ......................................................................................................................444.5 智慧能源應用系統(tǒng) ......................................................................................................................455 智慧能源建設方案 ..............................................................................................................................475.1 分布式電源建設 ..........................................................................................................................475.1.1 概述 .....................................................................................................................................475.1.2 建設情況 .............................................................................................................................485.1.3 建設思路 .............................................................................................................................495.1.4 建設方案 .............................................................................................................................505.2 校園配電自動化建設 ..................................................................................................................525.2.1 概述 .....................................................................................................................................525.2.2 建設目標 .............................................................................................................................535.2.3 建設思路 .............................................................................................................................535.2.4 建設方案 .............................................................................................................................545.3 用電信息采集建設 ......................................................................................................................585.3.1 概述 .....................................................................................................................................585.3.2 建設目標 .............................................................................................................................585.3.3 建設思路 .............................................................................................................................595.3.4 建設方案 .............................................................................................................................605.4 智能教室、宿舍、辦公室建設 ..................................................................................................635.4.1 概述 .....................................................................................................................................635.4.2 建設目標 .............................................................................................................................635.4.3 建設思路 .............................................................................................................................655.4.4 建設方案 .............................................................................................................................665.5 電動汽車充電設施建設 ..............................................................................................................695.5.1 概述 .....................................................................................................................................695.5.2 建設目標 .............................................................................................................................705.5.3 建設思路 .............................................................................................................................705.5.4 建設方案 .............................................................................................................................70上海交通大學閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 2 頁5.6 智能樓宇建設 ..............................................................................................................................745.6.1 概述 .....................................................................................................................................745.6.2 建設目標 .............................................................................................................................745.6.3 建設思路 .............................................................................................................................755.6.4 建設方案 .............................................................................................................................765.7 配電系統(tǒng)節(jié)電器應用示范 ..........................................................................................................905.7.1 概述 .....................................................................................................................................905.7.2 建設目標 .............................................................................................................................915.7.3 建設思路 .............................................................................................................................915.7.4 建設方案 .............................................................................................................................925.8 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)建設 ..............................................................................................935.8.1 概述 .....................................................................................................................................935.8.2 編制依據(jù) .............................................................................................................................935.8.3 建設目標 .............................................................................................................................955.8.4 建設思路 .............................................................................................................................955.8.5 建設方案 .............................................................................................................................965.8.6 技術指標 .............................................................................................................................975.9 綜合可視化展廳建設 ................................................................................................................1025.9.1 概述 ...................................................................................................................................1025.9.2 建設目標 ...........................................................................................................................1025.9.3 建設思路 ...........................................................................................................................1035.9.4 建設方案 ...........................................................................................................................1055.10 信息通信網(wǎng)建設 ......................................................................................................................1115.10.1 概述 .................................................................................................................................1125.10.2 建設目標 .........................................................................................................................1125.10.3 建設思路 .........................................................................................................................1145.10.4 建設方案 .........................................................................................................................1146 項目實施進度計劃 ............................................................................................................................122上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 3 頁1 前言1.1 項目背景上海交通大學閔行校區(qū)是上海交通大學的校區(qū)之一，位于上海市閔行區(qū)東川路 800 號，校區(qū)毗鄰華東師范大學閔行校區(qū)，占地面積約 309.25 公頃（4638.75 畝）。閔行校區(qū)有學生宿舍 94 棟，總計建筑面積 30.9 萬平方米，分為東西兩個區(qū)域，合計住宿的本科生、研究生 2 萬多人。校區(qū)內有醫(yī)院、郵局、銀行、影院、學生活動中心、各類體育場所等設施，形成了一個相對獨立的社區(qū)。加一段交大能耗現(xiàn)狀。1.2 項目意義智能電網(wǎng)作為高校管理智能化發(fā)展的客觀需要，是智慧能源發(fā)展的重要能源保障基礎和前提，也是智慧能源建設的一項重要內容。另外，智能電網(wǎng)還可以從提供增值服務、推動節(jié)能減排和帶動相關科技發(fā)展等方面進一步促進智慧校園的發(fā)展。通過上海交通大學智慧能源項目建設，努力將上海交通大學閔行校區(qū)打造成具有高可靠性、國際一流、安全高效、綠色節(jié)能的現(xiàn)代校園智能電網(wǎng)。建設上海交通大學閔行校區(qū)智慧能源的意義如下：? 能源智慧化提升校園吸引力智慧能源建設，一方面可以提升校園內部的后勤管理和服務能力；另一方面通過智慧能源建設，促進節(jié)能環(huán)保，可以改善校園生上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 4 頁活環(huán)境，顯著提升學生生活質量；更重要的是為校園內的師生服務，通過智慧的路燈、電力、熱水、空調、電動汽車等能源體系，為師生提供優(yōu)良的學習、科研、生活、創(chuàng)新環(huán)境，消除師生的后顧之憂，并適時的為師生發(fā)展提供各種支持。通過智慧能源的建設，把校園管理機構、校園師生、校園商戶等校園內各方的優(yōu)勢資源加以整合并通過各種途徑大力推廣，為校園打造一個整體的優(yōu)質品牌，可以顯著提升校園對優(yōu)質師生的吸引力和凝聚力。? 能源智慧化促進校園可持續(xù)發(fā)展以信息化為核心的智慧能源建設來破解難題實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。信息化在有效降低資源、能源消耗，減輕人員負擔等方面，具有傳統(tǒng)手段無可比擬的優(yōu)越性。通過信息技術創(chuàng)造先進的智能工具，改造提升傳統(tǒng)電力運維方式，提高新能源開發(fā)利用水平，改善后勤管理結構，提高服務效率，降低環(huán)境污染，實現(xiàn)節(jié)能減排、建設綠色校園，使許多高校后勤管理難題迎刃而解，因此信息化是實現(xiàn)校園可持續(xù)發(fā)展的必由之路和高級階段，而且可持續(xù)發(fā)展需求為智慧能源建設提供了廣闊的發(fā)展空間。? 能源智慧化助力校園科研發(fā)展上海市能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺是由上海交通大學牽頭，上海市科委立項的關于能源互聯(lián)網(wǎng)建設的專業(yè)平臺，致力于推動上海市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)是以創(chuàng)新為主要驅動力的產業(yè)，能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺建設需要將信息技術滲透到管理、研究、生活的各個方面，圍繞“管理 ”、“引導” 和“服務” 三大工作核心，以信息技術的創(chuàng)新上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 5 頁應用最大程度地整合各種創(chuàng)新資源及生產要素，實現(xiàn)創(chuàng)新資源和創(chuàng)新主體項目真實，數(shù)據(jù)實時、有效。擴大交大在全國高校綠色智慧能源建設中的影響力。1.3 立項依據(jù)《上海市智慧校園設計概念綱要》《上海市智慧校園總體規(guī)劃綱要》《上海市建設管理暫行辦法》1.4 編制依據(jù)《民用建筑節(jié)能條例》 國務院令 [2008]530 號《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)單元網(wǎng)格劃分與編碼規(guī)則》（CJ/T 213-2005）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)管理部件和事件分類、編碼及數(shù)據(jù)要求》（CJ/T 214-2007）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)地理編碼》（CJ/T 215-2005 ）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)建設規(guī)范》（CJJ/T106-2005）《國家機關辦公建筑和大型公共建筑分項能耗數(shù)據(jù)采集技術導則》 建科綜函[2008]58 號《關于加快數(shù)字化城市管理試點工作的通知》建辦城函[2007]42 號《低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術條件》 （DL/T 698-2007）上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 6 頁《多功能電能表通訊規(guī)約》（DL/T 645-2007）《多功能電能表》 （DL/T 614-2007）《1 級和 2 級靜止式交流有功電度表》（GB/T17215-2002）《計算機軟件產品開發(fā)文件編制指南》 （GB/T 8567-1988）《計算機軟件需求說明編制指南》 （GB/T 9385-1988）《計算機軟件分類與代碼》 （GB/T 13702-1992）《軟件項目術語》 （GB/T 11457-1995）《信息技術軟件生存期過程》 （GB/T 8566-1995）《軟件過程能力評估模型》 （SJ/T 11234-2001）《軟件能力成熟度模型》 （SG/T 11235-2001）《國家公共安全行業(yè)標準》（GB50198-94 GA/T75-94）《民用建筑電氣設計規(guī)范》 （JGJ16-2008）《電氣裝置安裝項目電纜線路施工及驗收規(guī)范》（GB50168-2006）《電氣裝置安裝項目接地裝置施工及驗收規(guī)范》（GB50169-2006）《智能建筑設計標準》 （GB/T50314-2006）《低壓配電設計規(guī)范》 （GB50054-95）《配網(wǎng)自動化及管理系統(tǒng)功能規(guī)范》《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范》《堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃綱要》 上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 7 頁2 項目概況2.1 建設原則? 結合校區(qū)實際，引領技術發(fā)展緊密結合閔行校區(qū)智能電網(wǎng)實際需求，做到統(tǒng)籌兼顧，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，在部分應用和技術處于國內領先的領域力爭超前研究、率先試點并推廣應用。? 區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)，提供經(jīng)驗借鑒在閔行校區(qū)智能電網(wǎng)的具體建設方案規(guī)劃和實施中注意體現(xiàn)“新的理念，新的規(guī)劃，新的做法”，貫徹“ 能復制、能推廣、有特色 ”的思想，為校園智能電網(wǎng)建設提供成功經(jīng)驗。? 注重智能技術，過程循序漸進在建設內容上注重合理處理好智能化技術在上海交通大學閔行校區(qū)的先進性與適用性的關系，處理好關鍵技術研究、項目建設和應用推廣的協(xié)調關系，做到循序漸進，分布實施。? 總體規(guī)劃、一體設計、分步實施、考慮擴展原則系統(tǒng)采用一體化平臺建設，統(tǒng)一建模，模塊化設計，盡量避免各自為政、盲目投資、重復建設，確保公用事業(yè)監(jiān)管平臺的建設能不斷擴容、升級和接入。同時必須確保系統(tǒng)涉及的各子模塊能平滑升級、按需擴容、全面接入，盡量降低各管理子模塊之間的耦合度，加大各子模塊之間的隔離度，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。? 資源整合、服務為先、統(tǒng)一標準，保障安全原則上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 8 頁充分利用和整合已有和規(guī)劃建設的網(wǎng)絡基礎、業(yè)務系統(tǒng)和信息資源，加強整合，充分利用，促進互聯(lián)互通、信息共享，以有限的資源整合原有管理系統(tǒng)，發(fā)揮其最大的效益。同時，正確處理好發(fā)展與安全的關系，綜合平衡成本和效益，制定并完善安全保障體系。2.2 總體目標上海交通大學閔行校區(qū)智能電網(wǎng)建設，在智慧能源中建設統(tǒng)一呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)中心、基礎能力組件、管理功能等，實現(xiàn)智慧能源應用集成、數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一數(shù)據(jù)以及統(tǒng)一網(wǎng)絡的功能。智慧能源建設的主要目標可以分為兩個層面，一是直接為智慧能源管理方服務，進一步提升校園內部能源的管理能力，增強智慧能源在推動師生創(chuàng)新上的服務能力，體現(xiàn)創(chuàng)新、安全、可靠、經(jīng)濟、節(jié)能和集中展示目標；二是間接為校園內的師生服務，通過信息化手段為師生提供優(yōu)良學習、科研、生活環(huán)境，并為師生提供更高層次的管理決策支撐，實現(xiàn)具有信息化、自動化、互動化特征的“安全、互動、干凈” 的智慧能源。最終實現(xiàn)智慧能源和師生共贏的局面。2.3 存在的問題智慧能源是通過信息技術和各類資源的整合，充分降低能源管理運營成本，提高工作效率，加強各類校園創(chuàng)新、服務和管理能力，為校園鑄就一套超強的軟實力。信息化是全球經(jīng)濟和社會發(fā)展的大上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 9 頁趨勢，也是校園提升產業(yè)效能和率先實現(xiàn)現(xiàn)代化的關鍵環(huán)節(jié)。但是，在多年的校園發(fā)展中，信息化建設長期處于被忽視的地位，信息化水平與校園社會經(jīng)濟發(fā)展水平并不一致，與校園的發(fā)展要求與定位也不相適應。其中能源管理存在的問題也比較突出，學校的配電系統(tǒng)設備設施主要有：10KV 高壓進線，高壓柜﹑變壓器﹑低壓柜﹑負荷（照明系統(tǒng)﹑空調系統(tǒng)﹑動力系統(tǒng)和特殊設備設施）﹑應急系統(tǒng)（發(fā)電機和 UPS）﹑其他輔助保護系統(tǒng)（防雷接地等）。運行多年以來主要存在以下問題：? 用電擴容學校正所處的世界一流大學的建設加速期，教育事業(yè)規(guī)?；焖侔l(fā)展，特別是“十三五”開局年開始，大型科研﹑試驗和宿舍類建筑拔地而起，目前已確定新增的電力需求容量包括：理科大樓﹑轉化醫(yī)學大樓和密西根大樓，需增加 10100KVA 的供電容量，未來三年還將增加文博大樓﹑九期學生公寓等，二周邊的變電站已達到飽和狀態(tài)，已無法提供多余的電力專線給新建大樓使用。擴容的瓶頸問題突出，急需解決。? 用電成本由于學校的快速發(fā)展，校區(qū)建設也是分時期建設完成，因此再建設當時，再變壓器后的計量較為粗曠，有的并未明確的二級用戶的布置，故部分漏雨之憂再變壓器后有計量電表，到建筑樓層的終端用戶并沒有計量工具，計量系統(tǒng)不完善，責任體系不明晰，獎懲制度未建立起來，導致了終端用戶吃大鍋飯，浪費現(xiàn)象嚴重。另一上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 10 頁方面，能耗 65%的公共設備系統(tǒng)運行方案待完善，部分屬地未根據(jù)電費政策及用戶特點指定公共設備運行模式，部分屬地未根據(jù)用戶特點設備空調開關機時間，屬地的物管部門缺乏挖潛動力；能耗 35%的專業(yè)設備的技術節(jié)能開展水平參差不齊，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和管控，全員節(jié)能意識也不足，雖然例行通報披露哦，浪費情況嚴重，缺少節(jié)能知識，對節(jié)能措施不理解。? 用電質量電能質量這一術語用來描述許多不同類型的電力擾動，從不同的角度有不同的描述若干個用電大戶提供電力外，還為區(qū)域內的具名用電和中小企業(yè)用戶供電，用電類型復雜，手符合波動影響，供電的電壓偶發(fā)突變（降），突降的幅度有時至電壓的 30%一下，造成所謂的閃斷（低于 0.2 秒電壓陡降）。據(jù)不完全統(tǒng)計，閔行校區(qū)外線閃斷統(tǒng)計 2017 年達 5 次之多，單個站的下端用戶，如致遠游泳館，平均一月閃斷一次，而且是低壓總線雙路同時閃斷。在日常的供配電網(wǎng)運行下，出現(xiàn)這種閃斷現(xiàn)象，電能質量的問題無疑是個主要原因。然而外線供電質量是在市政電網(wǎng)的協(xié)調控制范疇內，校內電網(wǎng)供電質量的治理問題尚未有相應的應用。? 供電可靠性2016 年 10 月 23 日此類大面積的事故性突發(fā)停電，對數(shù)據(jù)中心的正常運維構成了重大威脅和挑戰(zhàn)，雖然有多重的保護措施，對于要求萬無一失的數(shù)據(jù)中心來說，長時間和突發(fā)性停電都對數(shù)據(jù)中心上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 11 頁的保護設備（如發(fā)電機和 UPS）的持久性和響應性仍存在風險。? 信息化配套設施及服務不夠完善校園配套設施建設一直聚焦于樓宇、交通、供水、供電、排污等基礎設施，近年來信息基礎設施的建設正逐漸受到校園管理機構、師生的重視，但由于校園信息化建設起步晚、時間短，信息化配套設施及服務還不夠完善。? 信息資源整合利用工作嚴重滯后目前各類校園和校園內各個部門都在積極開展信息化建設，信息化工作也有了一定的基礎。但由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和指導，各個部門過分強調自身的特殊性，條塊分割現(xiàn)象嚴重，突出表現(xiàn)為一些縱向信息網(wǎng)絡自成體系，業(yè)務系統(tǒng)封閉運行，不能實現(xiàn)互聯(lián)互通等，形成了許許多多“信息孤島 ”，難以實現(xiàn)信息資源共享。特別是在一些“ 金”字項目單位，上、下信息交流暢通，但與其他處、科室之間的橫向信息交流共享困難。? 校園綜合管理缺乏智能化手段目前校園城市綜合管理的內容對于校園的組成部件、運行狀態(tài)的信息采集、管理功能偏少，僅有的部件管理也集中在地上設施，而供氣、供水、供熱、弱電管網(wǎng)等地下基礎設施的信息采集功能匱乏。造成以上狀況的原因是因為目前校園綜合管理缺乏智能化手段，以人工巡查為主，部件、事件發(fā)生變化無法實現(xiàn)與校園管理機構的及時自動通信，管理缺乏智能性、主動性，綜合管理中的問題上傳、上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 12 頁處理分配、結果反饋等各個環(huán)節(jié)都缺乏自動化處理手段，同時綜合管理的應急預案的數(shù)字化程度較低。校園管理智能化技術及智能化手段的缺乏，使得設施靜態(tài)管理、動態(tài)運行監(jiān)控、智能化運行維護、自動應急指揮處置等綜合管理能力嚴重低下。? 節(jié)能環(huán)保新技術應用匱乏在節(jié)能減排方面，用信息技術改造傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是改造重點用能行業(yè)的廣度和深度不高。對于校園師生，信息技術主要被應用于管理環(huán)節(jié)，例如集中建設的 OA、ERP 等信息系統(tǒng)，而利用信息技術對生產全程實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控，將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，滲透到工具、工藝、流程中，實現(xiàn)對生產管理全流程的“泛在感知”，最大限度地降低各種資源消耗的例子明顯偏少；比如利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)路燈根據(jù)天氣狀況自動開啟關閉的技術已經(jīng)成熟，但是應用少見。新技術應用在促進節(jié)能減排方面的巨大潛力還沒有得到充分發(fā)揮。2.4 建設思路“智慧能源”的頂層設計將決定規(guī)劃的高度和邊界，智慧能源以“智慧校園”為模型，構建智慧能源的總體架構，總體架構包括感知層、網(wǎng)絡層、監(jiān)控管理層?？傮w架構是基礎設施、校園綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)高層設計的出發(fā)點。上海交通大學閔行校區(qū)作為上海市面積最大、能耗最高的校園，將開展智能電網(wǎng)綜合建設項目。智能電網(wǎng)建設將統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌設上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 13 頁計、逐步實施，最終實現(xiàn)上海交通大學閔行校區(qū)綠色校園建設的核心理念。在上海交通大學閔行校區(qū)綜合利用智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術，開展校園服務、監(jiān)控管理、綜合應用為目標的智能電網(wǎng)新技術應用，為打造“低碳、生態(tài)、綠色” 的智慧校園奠定堅實的基礎。本項目將遵循“可復制、能實行、好推廣 ”的規(guī)劃思路，從信息流、業(yè)務流、電力流、人員流統(tǒng)一融合的角度，按照智慧能源的業(yè)務、管理的需求特點和要求，設計“1 個綜合應用系統(tǒng)＋9 個應用子項” 的總體架構。項目包括校園配電自動化、用電信息采集、電動汽車充電設施、分布式電源、配電節(jié)電器、智能教室、宿舍、辦公室、智能樓宇、可視化和信息通信網(wǎng)絡共 9 個應用子項和 1 個綜合應用系統(tǒng)即智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)建設，并將最終打造一個適用于我國智慧能源的管理與發(fā)展的綜合應用及可視化系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)包括電能、熱能、風能、太陽能的能源采集、監(jiān)控與校園管理，同時作為開放平臺，面向校園管理者和校園師生、商戶等服務對象，為綠色校園提供多樣化服務。上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 14 頁圖 1 閔行校區(qū)智能校園建設框架在閔行校區(qū)智慧能源建設中，智能電網(wǎng)融合網(wǎng)絡通信、傳感器、電力電子等高新技術，將大力推動信息通信、能源、新材料等高科技產業(yè)發(fā)展和技術革命，有利于提升上海智能電網(wǎng)產業(yè)技術創(chuàng)新平臺的核心競爭力；采用高可靠智能設備、配電自動化、快速預警及自愈等供電技術，將大幅度提高供電安全可靠性和電能質量，供電上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 15 頁可靠率可達 99.99%的國際先進水平，保障校園內的師生安全用電；采用節(jié)能設備、樓宇綜合能效管理及優(yōu)化運行、清潔能源使用等技術，提高上海交通大學閔行校區(qū)能源綜合利用效率，有效降低溫室氣體排放，將有力推動上海地區(qū)乃至全國高校先進節(jié)能減排技術的推廣應用。3 現(xiàn)狀分析信息化是全球經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，也是校園提升用能效能和率先實現(xiàn)智慧校園的關鍵環(huán)節(jié)。但是，在學校多年的發(fā)展中，信息化建設長期處于被忽視的地位，信息化水平與學校發(fā)展水平并不一致，與學校的發(fā)展要求與定位也不相適應。1）信息化配套設施及服務不夠完善校園配套設施建設一直聚焦于樓宇建設、交通、供水、供電、路燈、充電樁、排污等基礎設施，近年來信息基礎設施的建設正逐漸受到校園管理機構、在校師生的重視，但由于校園信息化建設起步晚、時間短，信息化配套設施及服務還不夠完善。2）信息資源整合利用工作嚴重滯后目前校內各個部門都在積極開展信息化建設，信息化工作也有了一定的基礎。但由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和指導，各個部門過分強調自身的特殊性，條塊分割現(xiàn)象嚴重，突出表現(xiàn)為一些縱向信息網(wǎng)絡自成體系，業(yè)務系統(tǒng)封閉運行，不能實現(xiàn)互聯(lián)互通等，形成了許許多多“ 信息孤島 ”，難以實現(xiàn)信息資源共享。特別是在一些“金”字項目單位，上、下信息交流暢通，但與其他處室之間的橫向信息交流上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 16 頁共享困難。3）校園綜合管理缺乏智能化手段目前校園城市綜合管理的內容對于校園的組成部件、運行狀態(tài)的信息采集、管理功能偏少，僅有的部件管理也集中在地上設施，而供氣、供水、供熱、弱電管網(wǎng)等地下基礎設施的信息采集功能匱乏。造成以上狀況的原因是因為目前校園綜合管理缺乏智能化手段，以人工巡查為主，部件、事件發(fā)生變化無法實現(xiàn)與校園管理機構的及時自動通信，管理缺乏智能性、主動性，綜合管理中的問題上傳、處理分配、結果反饋等各個環(huán)節(jié)都缺乏自動化處理手段，同時綜合管理的應急預案的數(shù)字化程度較低。校園管理智能化技術及智能化手段的缺乏，使得設施靜態(tài)管理、動態(tài)運行監(jiān)控、智能化運行維護、自動應急指揮處置等綜合管理能力嚴重低下。4）節(jié)能環(huán)保新技術應用匱乏在節(jié)能減排方面，用信息技術改造傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是改造重點用能行業(yè)的廣度和深度不高。對于學校在校師生，信息技術主要被應用于管理環(huán)節(jié)，例如集中建設的 OA、ERP 等信息系統(tǒng)，而利用信息技術對生產全程實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控，將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，滲透到工具、工藝、流程中，實現(xiàn)對生產管理全流程的“ 泛在感知 ”，最大限度地降低各種資源消耗的例子明顯偏少；比如利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)路燈根據(jù)天氣狀況自動開啟關閉的技術已經(jīng)成熟，但是應用少見。新技術應用在促進節(jié)能減排方面的巨大上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 17 頁潛力還沒有得到充分發(fā)揮。4 智慧能源技術方案智慧能源結合利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術全面感知并整合城市的運行狀態(tài)，構建了閔行校區(qū)市的信息基礎，有力地支撐了智慧校園的發(fā)展。智慧能源的重點在于“智慧” ：它通過信息技術和各類資源的整合，為智慧校園打造一個整體的強勢品牌。一方面加強校園內部的互動溝通和校園后勤部門的管理能力；另一方面充分降低學校運營成本，提高工作效率，加強各類校園創(chuàng)新、服務和管理能力。4.1 總體方案設計本方案按照服務低碳智慧校園、保障校內電網(wǎng)高效可靠運行的思路進行總體規(guī)劃設計，以校園光纖通信網(wǎng)作為信息傳輸支撐，以安全可靠的配電網(wǎng)為基礎，以智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)為核心，集成分布式電源、校園配電自動化、用電信息采集、智能教室、宿舍、辦公室、電動汽車充電設施、智能樓宇、節(jié)電器應用示范、校園綜合能效管理、可視化平臺、綜合網(wǎng)管等功能應用，服務學校后勤部門、師生用戶和商戶等對象，最終實現(xiàn)智慧能源的信息監(jiān)控業(yè)務管理，以及動態(tài)、靈活、直觀和多維的可視化展示。上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 18 頁閔行校區(qū)智慧能源的總體建設思路可以歸納如下：（1）3 大技術層級：以“智慧校園” 為模型，主要由設備感知層、網(wǎng)絡層、監(jiān)控管理層 3 個層級構成。（2）一張通信網(wǎng)絡：在智慧能源建設一張光纖寬帶接入網(wǎng)，支撐三網(wǎng)融合及所有業(yè)務應用。（3）1 個信息平臺： 建設統(tǒng)一的智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)。（4）9 大重點應用：校園配電自動化、用電信息采集、電動汽車充電設施、分布式電源、配電系統(tǒng)節(jié)電器、智能教室、宿舍、辦公室、智能樓宇、可視化和信息通信網(wǎng)絡。4.2 智慧能源層級結構“智慧能源”的頂層設計的制定將決定規(guī)劃的高度和邊界。智慧能源以“智慧校園 ”為模型，構建智慧能源的總體架構，主要由感知層、網(wǎng)絡層、監(jiān)控管理層 3 個層級構。上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 19 頁圖 2 智慧能源整體結構圖1）設備層設備層涵蓋校園所有的智能化設備，主要由充電樁、分布式電源、智能教室、宿舍、辦公室、智能電表、智能水表、智能氣表、智能配電終端、智能動環(huán)設備、安防設備和智能采集終端組成。智能采集終端負責上述智能化設備的的數(shù)據(jù)雙向互動。2）通信層是基于 EPON 技術的電力光纖網(wǎng)。 EPON 是一種采用點到多點結構的單纖雙向光接入網(wǎng)絡，由網(wǎng)絡側的光線路局端（OLT）、用戶側的光網(wǎng)絡單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡（ODN）組成。3）監(jiān)控管理層上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 20 頁監(jiān)控管理層主要建設智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)，是集數(shù)據(jù)采集、SCADA、配電自動化應用、分布式電源監(jiān)控管理應用、充電樁監(jiān)控管理應用、用電信息采集應用、智能教室、宿舍、辦公室監(jiān)控管理應用、校園綜合網(wǎng)管應用、智能樓宇管理應用和校園能效管理應用于一體的大型應用系統(tǒng)。4.3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合、統(tǒng)一、互聯(lián)的校園信息監(jiān)控和管理服務平臺，實現(xiàn)信息的有效、科學處理，涵蓋智慧能源各個領域的綜合、融合應用。智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)全部搭建在信息中心機房內。上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 21 頁4.3.1 硬件架構圖 3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)物理架構圖智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式的物理架構，主要分為兩個區(qū)域：主運行區(qū)和配電專區(qū)。4.3.1.1 主運行區(qū)主運行區(qū)包括實時數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲服務器、應用功能服務器組、數(shù)據(jù)通信和采集、人機交互和 WEB 發(fā)布。1）實時數(shù)據(jù)傳輸智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段和實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段均采用冗余交換式以太網(wǎng)結構，單網(wǎng)故障或單點網(wǎng)絡故障不影響上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 22 頁系統(tǒng)運行功能。2）數(shù)據(jù)存儲服務器數(shù)據(jù)處理與存貯由兩臺 Unix 服務器組成，數(shù)據(jù)服務器一方面要運行商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行參數(shù)以及歷史運行數(shù)據(jù)的管理職能；另一方面要承擔數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)檢索、雙服務器之間數(shù)據(jù)同步功能。兩臺數(shù)據(jù)服務器采用主備熱備用工作機制，可以實現(xiàn)無擾動自動/手動切換，在切換過程中保證數(shù)據(jù)不丟失。3）應用功能服務器組應用功能服務器組用來運行配電自動化應用、分布式電源監(jiān)控管理應用、充電樁監(jiān)控管理應用、用電信息采集應用、智能教室、宿舍、辦公室監(jiān)控管理應用、校園綜合網(wǎng)管應用和校園能效管理應用。為了可靠、安全和高效地運行上述應用，建議一個服務器只部署一個應用。系統(tǒng)設計時將應用功能服務器組設計成了應用云，當應用功能服務器組中的某個應用服務器出現(xiàn)故障時，該應用會自動遷移到其他應用服務器上，做到了業(yè)務的動態(tài)可伸縮擴展，提高了系統(tǒng)的安全性和健壯性。4）數(shù)據(jù)通信和采集數(shù)據(jù)通信與采集是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源與控制通道，其組成包括數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段、數(shù)據(jù)采集服務器、通信設備等。5）人機交互人機界面交互由相關的人機工作站組成，人機工作站選用主流上海閔行校區(qū)智慧能源建設方案第 23 頁圖形工作站，并具有多媒體功能。人機工作站可以根據(jù)業(yè)務劃分，也可以組合使用。6）WEB 發(fā)布WEB 發(fā)布主要是將實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和一些管理信息通過WEB 的方式對外發(fā)布。通過一個防火墻裝置將 WEB 服務器信息外網(wǎng)隔離。4.3.1.2 配電專區(qū)上海交通大學閔行校區(qū)中的配電自動化應用屬于電力安全 I 區(qū)，對數(shù)據(jù)安全有非常高的要求。智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)將配電自動化應用通過一個物理隔離裝置和系統(tǒng)主運行區(qū)隔開。保證了配電自動化信息