建筑能源管理平台技术规范书

PAGE8北京合众科林自动化工程技术有限公司能源管理系统总则说明本章说明中新天津生态城公屋展示中心能源管理系统的供应和安装所需之各项技术要求。系统施工应完全符合能源管理系统设计、施工及验收等规范。本项目能源管理平台监测范围：整个公屋展示中心电、水、集中供冷、集中供暖、等能耗计量及分析管理。本项目在中控室内设置一套EnergyView能源管理平台，实现整个建筑总体能耗分析管理；能源管理平台通过其他子系统实现照明控制、楼宇控制系统等的联动控制，各子系统需要预留RJ45通讯接口和提供OPC通讯协议。光伏能耗预警系统由能源管理平台软件通过二次开发，实时动态分配控制管理；实现与太阳能光伏发电控制子系统联动控制，实现建筑零能耗运行体系。其他系统分别通过标准的OPC协议将能耗数据上传给监控中心EnergyView能源管理平台。本系统采集系统参数包括微网系统参数、变配电监控子系统参数、灯控电流反馈所提供的各回路能耗参数、用电远传计量子系统、空调控制子系统参数、用水能耗计量参数、照明智能控制系统、重点设备能耗监测参数等。本系统能源能耗数据分别从本项目已建成的各系统中通过开放的接口协议网络独立获得。变配电监控子系统参数包括：高、低压开关柜内微机综保装置、多功能电表、楼层配电箱内远传电表，用电能耗通过变配电监控系统上传给能源管理系统。用水量监测参数包括：生活给水、中水、商业用水收费部分（具体水表数量参见弱电说明），用水能耗通过远传计量水表和商业用水收费系统上传给能源管理系统。空调控制子系统参数包括：主管道干管能量计量、功能区独立能量计量等，通过空调控制系统上传给能源管理系统，（具体能量表计量数量参见弱电说明）。供暖能耗监测参数包括：供暖总管、功能区域生活热水、空调热水等，供暖能耗通过远传计量仪表上传给能源管理系统。重点设备监测参数包括：电梯、水泵（给水泵组、中水泵组、空调水泵）等大型耗能动力设备进行重点能耗监测，通过远传计量表计上传给能源管理系统。作为辅助灯控系统的各回路能耗监测参数也要上传给能耗管理系统。系统概述建立中新天津生态城公屋展示中心建筑能耗分项计量实时监测系统，本项目采用EnergyView能源管理平台软件，对中新天津生态城公屋展示中心的建筑能耗进行实时监测、分析和管理，有利于提高中新天津生态城公屋展示中心的管理运行水平和用能效率，达到科学管理、高效运行、减少浪费的目的，实现本项目零能耗建筑标杆工程。本项目系统建设设备主要实现建筑能耗监测和建筑能耗数据的采集、传输、存储保护、远程控制功能，并对能耗数据进行分类、分项、分户的分析。中新天津生态城公屋展示中心建筑能耗分项计量实时监测系统是集成总线通讯技术、嵌入式开发技术、传感器技术、Intranet/Internet网络技术、多媒体监控技术、WebGIS技术、WebService软件技术、数据库技术等于一体的大型数据综合管理系统。系统应能提供管理者、各级能耗内部用户、浏览者访问的网络通道，搭建一个合理、高效的信息传输平台、管理平台，并建设一个良好的安全保障体系来保证本系统的安全。中新天津生态城公屋展示中心建筑能耗分项计量实时监测系统主要完成对中新天津生态城公屋展示中心的建筑能耗进行实时监测和分类、分项、分户计量；能源数据可稳定、精确采集与存贮；计量数据可远程传输；能够对计量数据查询、统计与分析；计量数据可以通过专网或公网供客户端登陆查询。本工程设置独立的能耗动态监测（管理）系统，合理安装分类（能源种类划分，如：电、水、光伏等）和分项（能源用途划分，如：空调用电、动力用电、照明用电等。）能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，通过有关硬件系统和软件系统实现建筑能耗的在线监测和动态分析功能。系统用能计量范围：保证建筑物运行的电、水、冷热源（集中供冷、供热）、太阳能光伏发电、可再生能源等。其中电能表安装位置为：变配电所高、低压配电柜内、照明、动力配电箱（柜）内、各功能分区分配电箱进线处等等。冷热水表、冷热量表安装位置主要安装于水泵房、冷冻站内及室外等处。（1）目前，中新天津生态城公屋展示中心的能耗数据监测点包括：变配电室多功能仪表，远传电表、远传水表、远传热量表，通过数据采集传输器传输至能源管理平台数据中心。（2）在能源管理平台数据中心设置监测控制机柜，安装服务器、操作系统和数据库软件，并安装国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗分项计量实时监测应用软件（包括：能耗数据采集及数据处理软件、能耗在线监测信息管理软件、能耗数据分析及展示软件），可通过公网供客户端查询；本项目软件采用EnergyView能源管理平台软件，需满足和遵循国家、省、市有关部门的相关规定及下列标准和规范，在大型建筑或同等项目中成功应用业绩，并提供合同复印件，原件备查。（3）在服务器预留公网传入接口，在软件中预留扩展空间，为下一步纳入到市级公共机构能源消耗监测平台建设预留空间。技术规范投标单位在设计系统解决方案和项目实施过程应遵循国家、省、市有关部门的相关规定及下列标准和规范：《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》《电子计算机机房设计规范》GB50174-93《民用建筑电气设计规范》SJ/T16-90《电子设备雷击保护守则》GB7450-87《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-82）《建筑设计防火规范》（GBJ116-88）《商业建筑物电信布线标准》TIA/EIA568A《商业建筑物电信基础结构管理标准》TIA/EIA606《商业建筑物电信接地和接线要求》ANSI/TIA/EIA607《信息技术——用户房屋的综合布线》ISO/IEC11801《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB50312-2000《（国信办）电子政务信息安全等级保护实施指南》《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999《计算机信息系统安全等级保护网络技术要求》GA/T387–2002《计算机信息系统安全等级保护通用技术要求》GA/T390–2002以上技术要求与规范是主要依据，要求但不仅限于以上内容依据。系统构成中新天津生态城公屋展示中心建筑能耗分项计量实时监测系统由监测建筑中的各计量装置、数据采集器、数据中心组成。（1）计量装置：是用来度量电、水、热（冷）量、燃气等建筑能耗的仪表及辅助设备。（2）智能数据采集器：是在一个区域内进行电能或其它能耗信息采集和处理的设备。它通过信道对其管辖的各类表计的信息进行采集、校验、处理和存储，并通过有线或无线方式与数据中心交换数据。（3）数据中心：采集并存储其管理区域内监测建筑的能耗数据，并对本区域内的能耗数据进行处理、分析、展示和发布。数据中心需要能提供足够的数据保存空间，保证数据的安全，提供数据处理和访问的能力。能耗监测系统每5分钟采集一次数据，每个计量表一次数据量按200字节的数据量计算，按中期10年的数据储存量确定数据服务器容量和网络服务器访问量以及互联网连接速率。（4）其他线材和辅助材料本项目中的其他线材和辅助材料均要求正规产品，符合国家相关标准。功能要求中新天津生态城公屋展示中心建筑能耗分项计量实时监测系统，系统应实现访问控制，用户权限分级管理，数据处理（加减归类，上报），数据备份，通信管理等功能。系统预留接口，可以接入市级公共机构建筑能耗数据。（1）数据采集和传输建立数据采集服务与数据采集服务器的连接，对建筑内部的数据进行接收和存储。数据采集服务器能够接收来自多栋建筑的多个数据采集器的管理。对数据采集器进行采集周期等的配置，向数据采集器发送查询命令，数据采集器在连接到数据采集服务时数据采集服务能够配置数据采集器的相关可配置参数。数据采集通讯程序应符合《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》。数据远传应使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议。数据远传时建立TCP监听，响应数据采集器发起的对数据中心的连接，TCP建立后保持常连接状态不主动断开。响应数据采集器定时向数据中心发送的心跳连接包，发送周期可配置（建议3分钟），以保持与数据中心之间的连接。超过30分钟没有收到心跳包则连接断开。数据采集器重新发起到数据中心的连接，连续3次发起失败则网关进行一个心跳发送周期的等待再发起对数据中心的连接。TCP连接建立后响应数据采集服务器向数据中心采集服务发送的身份验证请求，数据中心采集服务在接收到请求后产生一个16字节长度的随机序列发送到数据采集器。数据采集服务将本地计算的CRC/MD5值和远程返回的CRC/MD5值进行比较，比较不一致说明身份验证不通过则采集服务发送fail的错误包给数据采集器，并断开与数据采集器的连接。数据中心数据采集服务解析数据采集器发来的数据。如果数据采集服务接收数据包成功后，数据中心数据采集服务发送接收成功的数据包反馈给数据采集器进行下一次的数据包接收。身份验证完成后，数据中心通过心跳包对数据采集器进行授时，并校验数据采集模式。数据采集服务应能响应数据采集器发送的断点续传数据包。数据采集服务应能响应数据采集器发送的故障信息。数据中心支持对数据采集器发配置信息。（2）数据保存对系统采集得到的数据进行存储，存储容量应能满足中期规模10年的数据存储量。（3）数据展示查看监测数据：可以随时查看实时监测数据与历史监测数据。对于实时监测数据，可通过系统提供的多个界面查看当前的实时监测数据。对于历史监测数据，可通过历史数据浏览功能查看数据及曲线，进行趋势分析。绘制图表：可对楼内各功能区组合、复合条件筛选出的功能区组合等按时间条件（按日、按月、按季、按年、按指定的一段时间等）对每种监测因子同时绘出图表，支持比较和数据统计（最大、最小、平均、方差等）。支持多种图表类型，包括柱图、折线图、平滑曲线图、饼图、趋势图、堆积图等以及对应的三维视图方式；支持图表的立即打印输出，或导出为多种通用图片格式。报表管理：可对整个楼宇、各功能区组合、复合条件筛选出的单位组合等按时间条件（按日、按月、按季、按年、按指定的一段时间等）同时对多种监测因子生成数十种报表。可由用户提供报表的格式进行定制。支持单独或批量打印报表，支持报表导出为Word、Excel、RTF等通用格式文件。（4）联动控制本项目能源管理系统必须实现各子系统远程控制，与各子系统联动机制；配有智能照明控制子系统，EnergyView能源管理平台通过照明控制和反馈电流采集，实现照明系统控制和数据采集，考虑采集和控制会影响总线速率，在设计总线分配时，需考虑总线上减少设备，增加照明控制总线的速率和稳定性。（5）软件二次开发功能本项目考虑与太阳能光伏发电系统的联动，实现能耗预测和光伏发电动态分配控制功能，光伏发电能耗预警机制，通过计算值理论预警值，行业标准值及项目经验值；本项目EnergyView能源管理平台二次软件开发中考虑在运行中通过实时光伏数据及光照时间等其他因数，实现能耗预警和控制，达到光伏发电耗能动态分配控制要求。（6）三维展示能源管理平台软件实现3D建筑模型展示功能，通过整体建筑到各层各房间内三维立体动态3D模型展示，完全和实际建筑一致；软件界面展示整体3D建筑图，显示总体能耗数据；能源管理平台软件通过建筑平面图/3D模型图，展现本项目建筑的各层的楼层剖面图及各层分区区域，并显示各能耗数据，展示各区域监测点位置、数量、用能数据和设备状态等。（7）数据补调传输网络临时故障时，数据采集器可将采集到的数据进行解码校验后，打上时间标签，保存在本地的存储单元中。在网络中断期间，数据采集器会定期监测网络状态，一旦发现网络连接成功，将主动把本地存储的数据重新上传到数据中心。上位机也可主动下发指令，检查数据缺失情况，以及发起数据补调要求。上位机对补调数据同样进行数据校验、审核，并对正确的数据进行后续运算处理。（8）报警设置报警可根据不同的监测对象分别进行设置，如设置上限、下限、指标内报警、超出指标报警、累积量报警、瞬时量报警、时间段平均值报警等。当发现报警数据时，将以日志、短信、声光等多种方式发处报警信号。报警周期方面同样可以灵活定制，系统对连续的报警将进行智能区分；当警报消除后，系统将及时做出反应。报警方式包括：可支持GIS平台上的位置信息闪烁报警；滚动信息报警；短信报警：记录每个负责人的联系方式，设定报警规则后，当触发报警时，相应的负责人会通过手机短信接收到报警信息。该功能可以设置为定制形式，即不想收短信时可暂停该功能。另外，报警短信支持群发。（9）控制的实现需二次开发。（10）错误诊断通过链路诊断、指令诊断、数据包诊断等方式有针对性的对各种故障情况进行诊断，定位故障位置，区分网络传输故障、数据采集器故障、仪表单体故障和仪表传输总线故障等。（11）远程仪表控制以远程设置参数指令为基础，系统支持从上位机发起对采集仪表的控制。根据仪表公开的指令情况，该控制指令可以包括对仪表的标定、校零校满、设置采集频率等。（12）其它要求监测平台以上要求是主要内容，要求但不仅限于以上内容。主要硬件设备要求微机综保装置支持标准MODBUS协议的RS485通讯上传接口；多功能电力参数测量仪支持标准MODBUS协议的RS485通讯上传接口远传水表（商业租户用水计量）：加装智能远传水表，具备RS485通讯接口/Modbus通讯协议；实时采集当前总用水量、月用水量，日用水量，水表状态，计量精度：ISO4064B级标准；冷水表0℃~40℃，热水表0℃~90℃；水压电磁流量计（重点设备监测）根据现场情况，在生活水泵、中水泵等管道上加装电磁流量计（其管径请参考招标图纸），采用国内知名品牌产品；具有RS485通讯接口/标准Modbus通讯协议；测量精度±0.5%，高清晰度背光中文LCD显示，显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等参数；具有自检与自诊断功能，并在屏幕上显示。菜单式操作，使用方便，操作简单，易学易懂；独特的防雷设计，电源及电流输出回路，均安装浪涌保护吸收电路，它被用于限制暂态过电压和浪涌电流，抗雷电电磁脉冲的干扰。电磁流量计＋流量积算仪（空调冷源计量）根据现场情况，在主管道干管、功能区干管等管道上加装电磁流量计，并搭配流量积算仪同步使用；（其管径请参考招标图纸），采用国内知名品牌产品；精密流量积算仪，具有RS485通讯接口/标准Modbus通讯协议，通讯距离不低于1200m，停电数据不丢失；电磁流量计输出信号4~20mA，无零点漂移，精度等级±0.5%；就地高清晰度背光液晶显示，防护等级IP65以上；实时采集瞬时流量、累计流量、液体温度等参数。具有自检与自诊断功能，并在屏幕上显示。菜单式操作，使用方便，操作简单，易学易懂；独特的防雷设计，电源及电流输出回路，均安装浪涌保护吸收电路；它被用于限制暂态过电压和浪涌电流，抗雷电电磁脉冲的干扰。电磁流量计＋流量积算仪（供暖计量）根据现场情况，在总进管道、各功能区空调热计量干管、生活热计量干管等管道上加装电磁流量计，并搭配流量积算仪同步使用；（其管径请参考招标图纸），采用国内知名品牌产品；精密流量积算仪，具有RS485通讯接口/标准Modbus通讯协议，通讯距离不低于1200m，停电数据不丢失；电磁流量计输出信号4~20mA，无零点漂移，精度等级±0.5%；就地高清晰度背光液晶显示，防护等级IP65以上；实时采集瞬时流量、累计流量、液体温度等参数。具有自检与自诊断功能，并在屏幕上显示。菜单式操作，使用方便，操作简单，易学易懂；独特的防雷设计，电源及电流输出回路，均安装浪涌保护吸收电路；它被用于限制暂态过电压和浪涌电流，抗雷电电磁脉冲的干扰。其他设备接入：其他智能设备，需具备RS485通讯接口/Modbus通讯协议系统服务器（数据服务器、WEB服务器）采用国际著名品牌服务器（包含正版操作系统软件，有独立安装光盘）。采用IntelXeon四核处理器（>2G、1333FSB），集成2x4MB二级高速缓存，最大可升级4个处理器。采用高速内存，不低于4GB容量，最大可升级至32GB容量。支持双热插拔硬盘，单个硬盘容量不小于1TB，最大可扩展16TB转速>7200转/秒>16M缓存。内集成双千兆网卡，不少于两路USB2.0接口，鼠标、键盘，集成声卡。集成DVD/CD-RW光驱，不低于16倍速。能耗采集传输器采用嵌入式操作系统平台。10M/100M高速以太网互连技术：每个节点可以扮演各种不同的应用角色，节点间的信息响应时间达到几十毫秒级；满足跨硬件、跨多种操作系统的分布式软件平台，要求保证装置的通用性强、可移植性强（完全跨平台）、易于升级和派生、使用维护方便产品要内置多种流行通讯协议，如，Modbus，Modbus/TCP，DLT645-1997\IEC101\102\103\104等等。不少于一路10M/100M工业以太网接口，相互独立。不少于4路RS232/RS485串口，相互独立，传输速率300至19.2kbps软件可编程、可配置数据传输方式同步、异步方式可选，支持全双工满足多种数据格式，要求同步方式，内、外同步1-2个同步字符；异步方式，要求每个字符可为5-8数据位，1.5或2停止位；中断检测和产生，奇偶校验，过载和帧出错检测。接入智能设备数要求不少于128台。RS485接口可承受220Vac交流电压冲压而不损坏。软件技术要求数据管理1、数据采集和存储采用主流的通用、高性能的专业数据库管理软件保存数据，数据管理软件应具备开放的、全面的和集成的信息管理方法，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。数据库应提供数据保护技术，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。数据库应提供数据修复技术，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。系统至少应当提供实时数据库和历史数据库两部分，实时数据库在1秒钟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。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、气等各项能源数据。系统数据采集模块应具备异常处理能力，能够根据网络流量情况调整数据采集间隔，自动完成对数据帧的解析、重构和计算，具备每秒处理十万点以上的能力。2、数据分项计量系统将采集上来的数据根据设备的能量类型分成电，水，气等三大项，并能够按照能量类型的划分进行单项的统计、分析和评估。3、历史数据导入和导出系统应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，在导入数据的同时，系统应具备判断数据的能力，避免数据的重复导入和反复迭代。设备管理1、设备状态监测系统能通过采集上来的数据分析判断设备运行的状态，如正常通信，不正常通信等情况，能够实时显示设备的运行状态。2、设备异常告警系统能通过实时数据及时判断设备的异常情况，如设备通信中断等突发情况，系统能及时通过短信、界面弹出报警窗口、发出报警提示音等至少两种报警形式来通知用户,并提供设备的详细信息和解决方案，同时记录报警信息以备查询。3、设备能耗异常告警系统能通过分析设备运行数据及时判断设备能耗运行状况，当设备能耗出现异常时，能及时通过短信、界面弹出报警窗口、发出报警提示音等至少两种形式来通知用户，并提供设备的详细信息和解决方案，同时记录报警的相关信息以备查询。数据分析及处理1、能耗统计系统应能提供多种数据统计方式，可按区域统计、可按能耗类型统计、可按设备类型统计。系统可提供日统计、周统计、月统计、年统计等多种时段数据的统计方式。统计结果可以提供报表输出功能，可以将输出的报表保存为Excel、txt等至少两种文档格式，并提供直接打印功能；也可以提供曲线、棒图、饼图等多种图形表现方式保存成文档格式和打印功能。统计结果误差必须小于真实值的0.1％。统计结果应多采用方便用户理解的图形表现方式。能耗统计分类至少应当包括：暖通空调、照明、动力、厨房、用水、供暖等项目。能耗统计的算法应遵循合理数理统计原理，并能提供数据检验的方法。2、能耗分析系统必须提供多种分析算法，如同比、环比、排名等方式，可实现对区域能耗、具体能耗类型、设备类型能耗进行分析。分析时段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以及任意指定时段内的数据分析。分析结果可以提供至少两种以上的文档格式的报表打印和保存，也可以提供曲线、棒图、饼图等至少三种图形方式的打印和保存。算法应遵循正确的数理理论，采用合理的数学模型进行分析，并且不涉及有关知识产权纠纷。3、能耗评估系统应建立多种能耗评估标准，如建筑能耗密度标准值、建筑能耗评分等级标准、设备运行状态评分标准等评估标准，应根据现实中建筑的能耗情况与能耗评估标准之间的比较得出评估结论。系统可对建筑总能耗水平以及区域分项能耗水平、设备能耗状况进行定期的评估，评估周期可以以日、周、月、年为单位。评估结果应提供相应的文件输出，包括文字说明、表格、各种图形以说明能耗状况。评估结果应当专门说明存在能耗异常的区域、能耗类型和设备，并就异常原因提出初步性的处理方案，以提高节能改造工作的效率。能耗评估结果可以自动生成，并且可保存为通用文档格式，可打印、导出。所有历史记录将保存到历史数据库里，并在无权限允许下不可被删除。能耗评估结果须提供支持报表形式的打印和支持多种文档格式保存的功能，报表的设定可由用户自定义设计，自定义设计界面需提供图形化的编辑窗口和可拖拽操作功能。对于设定好的报表应提供可导入和导出的功能。4、能耗报警能耗报警主要对各项能耗存在的浪费故障进行预警，如电网谐波过大、设备运行效率过低、突发性的能耗突变、持续性的损耗现象等等。系统可预先设定能耗指标异常限值，对建筑内所有能耗信息点实时监测，无需操作人员介入。报警划分为若干等级，按照轻重缓急来提醒管理人员应对。报警发生时，系统应当记录详细信息，并伴随屏幕闪烁和声音提示。操作人员可通过查询报警事件浏览具体信息，如位置、能耗类型、时间、异常数值等等。报警事件可以设定短信、邮件等至少一种方式，发送给指定的管理人员。5、需量及用电管理系统可提供能耗预测功能，预测建筑能耗未来一周内、一月内、一年内的能耗趋势，并提供曲线、棒图等至少一种以上的图形表现方式。控制和开发系统对各控制系统进行智能分析，同时可实现远方智能控制功能，可根据不同控制功能、要求和手动自动切换模式，实现远程智能控制。与其他控制子系统联动机制，显示各类智能控制功能。系统软件二次开发功能，根据实际项目需求，可以通过软件二次开发功能实现。信息发布形式1、图形化界面采用图形化显示建筑平面图、3D图、设备分布图、系统结构图，能提供树状目录的检索方式。通过图形报表、棒图、饼图、折线图等至少三种以上的方式显示实时数据和历史数据。3D模型展示，软件界面展示整体3D建筑图，立体三维图形，展示整体建筑、各