施耐德 能源管理系統(tǒng).xlsx

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1、 能源管理系統(tǒng) 能源管理系統(tǒng)設(shè)計方案 目 錄 1。 能源管理系統(tǒng)介紹 0 1.1 能源管理系統(tǒng)概述 0 1.2 能源管理系統(tǒng)設(shè)計依據(jù) 2 1。3 項目簡介 3 2。 學(xué)校能源管理系統(tǒng) 4 2。1 能源管理系統(tǒng)軟件 4 2.2 能源管理系統(tǒng)硬件 7 3。 能源管理系統(tǒng)功能 9 3.1 能耗數(shù)據(jù)分類展現(xiàn) 10 3.2 KPI關(guān)鍵能耗分析 11 3.3 能耗對標(biāo)分析和節(jié)能目標(biāo)分析 12 3.4 電能消耗統(tǒng)計和分析 14 3.5 能源消耗和能源趨勢報告 15 3.6 能源報警和事件管理 16 3。7 歷史數(shù)據(jù)管理 16 3。8 報表管理 16 3。9 避免

2、能耗異常 17 3。10 能源管理報告 18 能源管理系統(tǒng) 一、 能源管理系統(tǒng)介紹 1. 能源管理系統(tǒng)概述 能源管理系統(tǒng)(EMS）是結(jié)合行業(yè)的長期發(fā)展需求,將學(xué)校的能源消耗如：電力、蒸汽、水、天然氣、熱水的使用過程數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、記錄，并使能源使用可視化，通過對能源數(shù)據(jù)的分析、指導(dǎo)和規(guī)范學(xué)校的能源使用行為的系統(tǒng)。 本方案旨在于為搭建 學(xué)校能源管理系統(tǒng)（EMS）提供系統(tǒng)解決方案。建立能源管理系統(tǒng)主要目的在于對能源計量和設(shè)施效率評價所要求的各項功能，同時提升能源管理的自動化程度，實現(xiàn)能源使用的可視化程度，提高能源使用效率和可靠性，實現(xiàn)對學(xué)校各種能源使用情況的長期監(jiān)測,為學(xué)校查找能耗弱

3、點，為實施節(jié)能降耗的措施提供直觀科學(xué)的依據(jù)，為學(xué)校建立能源使用績效考核體系,促進(jìn)學(xué)校能源管理水平的進(jìn)一步提高及運營成本的進(jìn)一步降低,使能源使用更加合理,控制浪費，達(dá)到節(jié)能減排，節(jié)能降耗，再創(chuàng)造效益的目的. 建立能源管理系統(tǒng)，并通過對能源管理系統(tǒng)的有效使用，使 學(xué)校將在以下幾方面獲得極佳收益： 建立能源管理和計量系統(tǒng)，實現(xiàn)能源成本核算功能 掌控建筑能源消耗狀況，優(yōu)化能耗使用成本 提供能源歷史數(shù)據(jù)分析,規(guī)劃有效節(jié)能措施 通過監(jiān)測和管理,規(guī)劃能耗，持續(xù)有效降低能源成本 通過有效通訊，持續(xù)監(jiān)測分路計量和分類計量 能耗數(shù)據(jù)相關(guān)性分析，實現(xiàn)節(jié)能措施評估和考核 系統(tǒng)能耗管理水平提升，減少使用

4、者相關(guān)人力成本的支出 大幅降低使用者對設(shè)備的維護費用 友好現(xiàn)代化風(fēng)格界面直接反饋能耗狀態(tài)，提高能耗可視化程度 2. 能源管理系統(tǒng)設(shè)計依據(jù) 《LEED 2009 for New Construction》 《ASHRAE》14—2002 《能源管理體系要求》GB/T 23331—2009 《能源管理體系標(biāo)準(zhǔn)》 ISO50001 《能源管理體系—要求及使用指南（BS)》EN 16001 《供熱計量技術(shù)規(guī)范》JGJ 173—2009 《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2005 《公共建筑節(jié)能監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T 177—2009 《能源管理體系要求》GB/T 2333

5、1—2009 《能源管理體系標(biāo)準(zhǔn)》 ISO50001 《能源管理體系 — 要求及使用指南（BS）》EN 16001 《綠色建筑評價技術(shù)細(xì)則（公共建筑）》 《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50314-2006 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16—2008 《智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50339—2003 《信息技術(shù)互連國際標(biāo)準(zhǔn)》(ISO／IECl1801—95） 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50019－2003） 3. 項目簡介 青島美術(shù)學(xué)校位于開發(fā)區(qū)青島國際生態(tài)智慧城，柳花泊地塊.從地理位置來看，在珠宋路以西，淮河路以北，西側(cè)為規(guī)劃的柳花泊5號線，北側(cè)

6、為規(guī)劃道路。據(jù)介紹，青島美術(shù)學(xué)校占地面積175334平方米，規(guī)劃總建筑面積約14萬平方米，其中一期工程建筑面積約11萬平方米，二期工程建筑面積約3萬平方米。擬新建校舍包括教學(xué)樓、科技樓、學(xué)校、藝術(shù)樓、美術(shù)館、學(xué)生宿舍、食堂、體育館、游泳館、地下停車場等。 結(jié)合學(xué)校關(guān)于能源計量和分析的目標(biāo)和要求，施耐德在對學(xué)校能源管理需求和現(xiàn)狀做了初步調(diào)研的基礎(chǔ)上形成本方案。 二、 學(xué)校能源管理系統(tǒng) 1. 能源管理系統(tǒng)軟件 根據(jù) 學(xué)校現(xiàn)場狀況和需求，我們將采用施耐德能源管理專業(yè)軟件搭建能源管理系統(tǒng).主要功能有： · 采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集和存儲，包括有線以及無線數(shù)據(jù)通訊。

7、· 支持多用戶同時web瀏覽，無客戶端軟件要求，對不同用戶的不同安全等級和自定義的界面設(shè)置。 · 實時監(jiān)控數(shù)據(jù)和狀態(tài)顯示,圖形化界面，歷史記錄和趨勢、事件記錄、電能質(zhì)量分析、報警條件和通知。自定義的報表功能，手動或自動控制負(fù)荷，發(fā)電機，保護和其它配電設(shè)備. · 對于報表和歷史數(shù)據(jù)，可自由導(dǎo)出為通用的數(shù)據(jù)格式。 · 其它符合ODBC,OPC 和PQDIF 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備或系統(tǒng)安全的共享數(shù)據(jù)。 · 針對復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和控制的要求可通過新系統(tǒng)模塊程序進(jìn)行靈活可升級的設(shè)置滿足. · 可與Powerlogic系列設(shè)備和其它公司支持Modbus協(xié)議的設(shè)備兼容。 能源管理軟件按照集中管理、分散布置的

8、模式，分層分布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，自上而下應(yīng)該分為集中呈現(xiàn)層,業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)交換層和現(xiàn)場監(jiān)控層。 1) 集中呈現(xiàn)層： 集中呈現(xiàn)層是能源管理系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)展現(xiàn)平臺.數(shù)據(jù)在能源管理平臺下完成數(shù)據(jù)的分析，通過本地服務(wù)器接口、WEB瀏覽客戶端或其它有權(quán)限的終端服務(wù)器，將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給不同級別權(quán)限的用戶并進(jìn)行監(jiān)控. 能源管理系統(tǒng)的可視界面應(yīng)支持如下類型客戶端界面： ? 普通客戶端：可內(nèi)置于IE瀏覽器中的具備常規(guī)信息分析管理工具、圖表的客戶端，日常的分析和信息查詢工作均通過普通客戶端進(jìn)行. ? 組態(tài)客戶端：兼顧普通客戶端的功能，同時完成能源管理系統(tǒng)中典型的應(yīng)用模型和系統(tǒng)的組態(tài)界面。 ? 系統(tǒng)管理

9、員客戶端：系統(tǒng)管理人員使用的界面，可以通過其進(jìn)行系統(tǒng)服務(wù)的管理、診斷、配置等工作。 ? 兼顧完成日常管理信息發(fā)布。 2) 業(yè)務(wù)應(yīng)用層： 在業(yè)務(wù)應(yīng)用在中,主要包含各項能源管理應(yīng)用功能模塊，以及實現(xiàn)其功能的應(yīng)用服務(wù)和存儲其應(yīng)用信息的不同功能數(shù)據(jù)庫。其主要功能包括： ? 各種系統(tǒng)應(yīng)用模塊包括能耗監(jiān)控、電力監(jiān)控、能源分析、能源報告、能耗指標(biāo)績效分析、能耗設(shè)備分析等. ? 應(yīng)用模塊和客戶端交互Web 服務(wù)，操作員終端和客戶端以及報表查詢客戶端在后臺的數(shù)據(jù)操作均可以通過標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)服務(wù)Web Service 進(jìn)行。 ? 存儲應(yīng)用模塊信息的數(shù)據(jù)庫，包含三個功能不同的數(shù)據(jù)庫：存儲應(yīng)用模型的數(shù)據(jù)庫、存

10、儲能源消耗記錄的數(shù)據(jù)庫、存儲用戶定制信息的數(shù)據(jù)庫。 3） 數(shù)據(jù)交換層： 數(shù)據(jù)交換層作為能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)橋梁，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹厝巍Ｔ谀茉垂芾硐到y(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換層兼顧現(xiàn)場和儀表之間的通訊，以及不同子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，將現(xiàn)場和能源管理系統(tǒng)計算機有機的聯(lián)系起來,完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和能源管理數(shù)據(jù)發(fā)布的功能。 能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換層負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)采集、處理、通訊和計算功能.數(shù)據(jù)交換層的核心服務(wù)是整個系統(tǒng)的基石,其主要功能包括： ? 能源計量裝置和設(shè)備的通訊接口 ? 能源數(shù)據(jù)采集與存儲 ? 能源數(shù)據(jù)處理與計算 ? 能源運行實時監(jiān)控，報警信息的發(fā)布 ? 能源信息以及管理功能的數(shù)據(jù)交換 4) 現(xiàn)

11、場監(jiān)控層: 能源管理系統(tǒng)中，需要采集的數(shù)據(jù)主要源自現(xiàn)場設(shè)備層。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)層中，按照不同能源負(fù)載類型，將設(shè)置不同的現(xiàn)場儀表進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集.現(xiàn)場監(jiān)控層設(shè)備由各個專業(yè)的智能儀表、傳感器及和IO設(shè)備組成，這些設(shè)備用來執(zhí)行操作需要的計量、控制、監(jiān)測、保護等功能。 2. 能源管理系統(tǒng)硬件 能源數(shù)據(jù)的采集是能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ),能源管理系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備層主要目的是為了實現(xiàn)能源的分類計量和分項計量。分項計量主要是指按照能源的不同用途對其進(jìn)行計量監(jiān)測,根據(jù)項目的實際情況，可分別對電能、冷量、熱量進(jìn)行分項計量. 測量裝置通過RS485通訊接口，以Modbus通訊協(xié)議，將測量的數(shù)據(jù)自動上傳給Modbus TC

12、P/IP網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至中控室數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。 下圖是一個典型的供配電系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)測量和采集系統(tǒng): 能源管理網(wǎng)絡(luò)用以完成能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，計量儀表的狀態(tài)監(jiān)測等.我們采用施耐德能源管理專用高性能的以太網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)可使系統(tǒng)的各種監(jiān)控設(shè)備接入以太網(wǎng)，同時也適用于多種Modbus—TCP/IP設(shè)備的通訊轉(zhuǎn)換，此外還具備如下功能: ? 可以通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問的HTML網(wǎng)頁,這些HTML網(wǎng)頁可用來顯示與該網(wǎng)關(guān)相連的設(shè)備所傳送的信息，并可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器設(shè)置網(wǎng)關(guān)的通訊連接。 ? 自動檢測新連接和已連接Modbus串口設(shè)備的上線狀態(tài),具備在線添加本設(shè)備功能,

13、易于系統(tǒng)擴展. ? 通過E-mail或FTP的方式向PC服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)。 ? 具備密碼保護和訪問權(quán)限設(shè)置功能，以保證系統(tǒng)訪問安全。 ? 可以通過網(wǎng)關(guān)對底層連接的表計進(jìn)行維護和訪問. ? 支持多個服務(wù)器同時訪問。 ? 每個網(wǎng)關(guān)至少可連接32個設(shè)備（智能電表、繼電保護單元、斷路器、保護繼電器、馬達(dá)控制器等)。 ? 支持在線更新硬件內(nèi)核驅(qū)動。 ? 至少具有256M內(nèi)存空間用來存儲采集到的底層設(shè)備數(shù)據(jù)。 三、 能源管理系統(tǒng)功能 在能源管理系統(tǒng)中，用戶可以定義不同的訪問權(quán)限，根據(jù)不同用戶的需求側(cè)面不同，他們看到的監(jiān)測信息,能源報告類型也不盡相同。這些都可以由用戶或者管理員自定義，反映在

14、基于web的訪問頁面上。下面是能源管理系統(tǒng)功能介紹. 1. 能耗數(shù)據(jù)分類展現(xiàn) 在能源管理系統(tǒng)中,最直接簡單有效的數(shù)據(jù)分析方法是將負(fù)載按照不同類型，不同單位進(jìn)行計量。在現(xiàn)場監(jiān)控層儀表進(jìn)行分項計量需求進(jìn)行配置以后,系統(tǒng)將現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、過濾、計算和統(tǒng)計，并將結(jié)果計入中心數(shù)據(jù)庫。 能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示和分析工具能提供最大的靈活性、可測性,并在減小故障風(fēng)險時增加產(chǎn)出.用戶或系統(tǒng)管理員可以通過網(wǎng)頁瀏覽方式查看報表。可以靈活設(shè)定報警條件（單條件或復(fù)合條件),包括價格水平，發(fā)電量、累計輸出電量和設(shè)備故障等。 針對不同的引用，分類展現(xiàn)的能耗數(shù)據(jù)能夠通過Dashboard、人機實時界面、報表等

15、多種方式進(jìn)行展現(xiàn)，在能源管理中，既有成型的報表呈現(xiàn)方式，界面風(fēng)格示例如下： 按照Dashboard展現(xiàn)方式，分類型展現(xiàn)界面： 2. KPI關(guān)鍵能耗分析 在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上,能源管理系統(tǒng)能夠建立能耗的能效分級圖表,以及關(guān)鍵能耗參數(shù)KPI。KPI是直接反應(yīng)使用者能效利用率的關(guān)鍵參數(shù)，通過KPI參數(shù)，能夠最直接有效地反應(yīng)使用者的能源利用率。 一般而言，在不同的行業(yè)中，關(guān)鍵能耗分析參數(shù)是不同的.比如在生產(chǎn)性企業(yè)，關(guān)鍵KPI指標(biāo)是單位產(chǎn)能的能耗信息，在建筑領(lǐng)域,常見的KPI指標(biāo)包括單位平米的能耗,人均能耗等。在能源管理能源管理系統(tǒng)中，還能根據(jù)不同類型的負(fù)載,提供不同的KPI對標(biāo)表，完成不同負(fù)載

16、的對標(biāo)分析。 典型的KPI能耗對標(biāo)分析典型展現(xiàn)如下: 3. 能耗對標(biāo)分析和節(jié)能目標(biāo)分析 能源管理系統(tǒng)允許管理者對節(jié)能過程的實際情況進(jìn)行跟蹤。在充分了解建筑各功能機構(gòu)或關(guān)鍵耗能設(shè)備能耗的基礎(chǔ)上，設(shè)置節(jié)能目標(biāo),并跟蹤目前電耗水平與目標(biāo)電耗水平： 指標(biāo)體系建立后，能源管理系統(tǒng)可以對這些指標(biāo)進(jìn)行實時計算，實時顯示，實時分析，實時比較。趨勢分析和橫向比較，可以尋找各個功能區(qū)域能源管理較薄弱的環(huán)節(jié)，從而尋找改進(jìn)辦法?？v向比較中可以將某功能區(qū)域的實時能耗指標(biāo)與其曾達(dá)到的最佳水平比較，找出差距,尋找改進(jìn)辦法。節(jié)能目標(biāo)跟蹤可以及時評估任務(wù)完成情況，及時調(diào)整。 能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)建筑往年的能耗歷史數(shù)據(jù)

17、和與能耗有關(guān)的關(guān)鍵因素，例如：每年氣候變化、日照時間、占用率等，通過模型預(yù)測整個建筑的能耗，建立基準(zhǔn)線，并與當(dāng)年的能耗實際用能情況進(jìn)行比較，及時發(fā)現(xiàn)建筑整體能耗可能存在的問題，采取有效措施加以避免。 同時,在建立能源管理系統(tǒng)以后，使用者能夠建立節(jié)能目標(biāo)后，系統(tǒng)支持實際節(jié)能量與節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行比較，從而確認(rèn)任務(wù)完成情況和實際節(jié)能效果。 在完成目標(biāo)分析的同時，系統(tǒng)也支持對KPI的目標(biāo)分析,在記錄實時的KPI數(shù)據(jù)之后，系統(tǒng)將能夠?qū)⒂涗浰玫腒PI數(shù)據(jù)進(jìn)行與之前的設(shè)定目標(biāo)進(jìn)行比對，能夠有效發(fā)現(xiàn)管理疏漏和節(jié)能機會. 典型的對標(biāo)分析和節(jié)能目標(biāo)分析常常通過曲線比較的方式展現(xiàn)，能夠直觀地比對出節(jié)能效果或者異

18、常數(shù)據(jù)。典型示例如下： 4. 電能消耗統(tǒng)計和分析 能源管理系統(tǒng)能夠幫助使用者對不同能耗的設(shè)備制定相應(yīng)的能耗基準(zhǔn)，通過一段時間的觀測和比較，能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中低能效的方面，并且采取相應(yīng)措施加以升級或改進(jìn)。在下圖的示例中,通過數(shù)據(jù)展示,系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)31日能耗大幅度增加的原因在于空調(diào)設(shè)備。使用者就能夠結(jié)合其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如訪問人數(shù)、天氣因素、氣溫異常等條件，進(jìn)一步關(guān)注能耗異常原因，從而發(fā)現(xiàn)節(jié)能機會，提高能源利用率。 5. 能源消耗和能源趨勢報告 能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)管理者的需求針對不同區(qū)域生成多種能源報告。同時，系統(tǒng)能夠給出能源消耗，并根據(jù)能源消耗，折算成實際的成本支出，并對不同時段的能源成本進(jìn)

19、行折算，這對決策者制定預(yù)算非常有幫助的。 系統(tǒng)為用戶提供了綜合的電能和需量統(tǒng)計報表功能,包含不同饋線或者不同用戶的不同費率時段的用電量,可以進(jìn)行日、月、季節(jié)、年的統(tǒng)計與記錄。在電力報表方面能夠匹配電力公司賬單結(jié)構(gòu)進(jìn)行峰谷平統(tǒng)計與記錄，并可以進(jìn)行顯示、打印和查詢. 6. 能源報警和事件管理 系統(tǒng)可以設(shè)置在能源發(fā)生報警以后,如（電功率越限、租戶電表透支等)事件發(fā)生后,能源管理系統(tǒng)能夠通過信息語音提示,自動彈出報警畫面或觸發(fā)必要的操作，同時可以將報警信息通過email、手機短信或PDA（掌上電腦）等方式通知相關(guān)人員。 7. 歷史數(shù)據(jù)管理 系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫完成歷史數(shù)據(jù)管理，所有實時采樣數(shù)據(jù)、順

20、序事件記錄等均可保存到歷史數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數(shù),顯示并繪制成曲線圖 8. 報表管理 可基于系統(tǒng)已有模板，或自定義新的模板生成報表?？梢允謩踊蚋鶕?jù)預(yù)設(shè)時間表定時生成，或通過事件觸發(fā)生成 .xml格式報表。報表能自動通過email或HTML格式進(jìn)行發(fā)送或自動打印.系統(tǒng)可以根據(jù)管理者的需求針對不同區(qū)域生成多種能源報告。 9. 避免能耗異常 相對于分時電價，高峰用電（太多的負(fù)荷在同一個時間段開啟)或者由于電能質(zhì)量太差（功率因素太低）等因素造成的罰款,系統(tǒng)會對用電電壓、電流、功率、總負(fù)荷和功率因素實時監(jiān)測，并在將會出現(xiàn)能耗異常時

21、發(fā)出報警. 用這個工具我們可以跟蹤異常能耗并采取簡單直接的手段以實現(xiàn)節(jié)能: 能耗異常：負(fù)荷在不需要的時候仍然開啟（如：不需要時的照明負(fù)荷），對負(fù)荷錯誤的自動控制設(shè)定（如：對暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)錯誤的溫度設(shè)定），相對于分時電價，錯誤的負(fù)荷調(diào)整:高峰用電造成的罰款(太多的負(fù)荷在同一個時間段開啟）, 在用電高峰期大負(fù)荷開啟（把不必要的負(fù)荷或者慣性負(fù)荷移至用電低谷時開啟）. 下面是一個照明設(shè)備耗能異常的例子,通過能源管理顯示的能耗數(shù)據(jù)，使用者就能夠直接獲取異常能耗信息，從而進(jìn)一部完善用能管理,實現(xiàn)管理節(jié)能. 10. 能源管理報告 系統(tǒng)提供各種豐富的管理報告支持，結(jié)合學(xué)校實際運行情況,通過能效分析為學(xué)校提供合理的后勤運行管理方案。 除了傳統(tǒng)上的能源消耗數(shù)據(jù)報表及查詢外，系統(tǒng)提供基于時間的圖形化數(shù)據(jù)查詢報表,報告項目可以根據(jù)不同的介質(zhì)進(jìn)行。下圖顯示了典型的數(shù)據(jù)報告，此報告的內(nèi)容將可以通過配置完成,用戶可以根據(jù)需要調(diào)整內(nèi)容和位置。