建筑智慧能源管理平台建设解决方案

建筑智慧能源管理平台建设解决方案 31.1项目背景 31.2项目意义 31.3立项依据 41.4编制依据 52项目概况 72.1建设原则 72.2总体目标 82.3存在的问题 82.4建设思路 3现状分析 4智慧能源技术方案 4.1总体方案设计 4.2智慧能源层级结构 4.3智慧能源综合信息监控系统 4.3.1硬件架构 4.3.2教件架构 4.3.3应用功能 4.3.4关键技术简介 4.4智慧能源通信网络 4.5智芯能源应用系统 5智意能源建设方案 5.1分布式电源建设 5.1.2建设情况 5.1.3建设思路 505.1.4建设方案 5.2校园配电自动化建设 5.2.2建设目标 545.2.3建设思路 5.3用电信息采集建设 5.3.2建设目标 5.3.3建设思路 60 5.4智能教室、宿舍、办公室建设 5.4.2建设目标 5.4.3建设思路 665.4.4建设方案 5.5电动汽车充电设施建设 5.5.4建设方案 5.6.3建设思路 5.7.1概述 5.8.1颜述 5.8.5建设方案 5.8.6技术指标 5.10.2建设目标 3 5 1前言智能电网作为高校管理智能化发展的客观需要，是智慧能源发展的重要能源保障基础和前提，也是智慧能源建设的一项重要内容。另外，智能电网还可以从提供增值服务、推动节能减排和带动相关科技发展等方面进一步促进智慧校园的发展。通过上海交通大学智慧能源项目建设，努力将XXX大学打造成具有高可靠性、国际一流、安全高效、绿色节能的现代校园智能电网。建设XXX大学智慧能源的意义如下：●能源智慧化提升校园吸引力智慧能源建设，一方面可以提升校园内部的后勤管理和服务能力；另一方面通过智慧能源建设，促进节能环保，可以改善校园生活环境，显著提升学生生活质量；更重要的是为校园内的师生服务，通过智慧的路灯、电力、热水、空调、电动汽车等能源体系，为师生提供优良的学习、科研、生活、创新环境，消除师生的后顾之忧，并适时的为师生发展提供各种支持。通过智慧能源的建设，把校园管理机构、校园师生、校园商户等校园内各方的优势资源加以整合并通过各种途径大力推广，为校园打造一个整体的优质品牌，可以显著提升校园对优质师生的吸引力和凝聚力。●能源智慧化促进校园可持续发展上海闵行校区智慧能源建设方案以信息化为核心的智慧能源建设来破解难题实现可持续发展。信息化在有效降低资源、能源消耗，减轻人员负担等方面，具有传统手段无可比拟的优越性。通过信息技术创造先进的智能工具，改造提升传统电力运维方式，提高新能源开发利用水平，改善后勤管理结构，提高服务效率，降低环境污染，实现节能减排、建设绿色校园，使许多高校后勤管理难题迎刃而解，因此信息化是实现校园可持续发展的必由之路和高级阶段，而且可持续发展需求为智慧能源建设提供了广阔的发展空间。●能源智慧化助力校园科研发展上海市能源互联网创新平台是由上海交通大学牵头，上海市科委立项的关于能源互联网建设的专业平台，致力于推动上海市能源互联网发展。能源互联网是以创新为主要驱动力的产业，能源互联网创新平台建设需要将信息技术渗透到管理、研究、生活的各个方应用最大程度地整合各种创新资源及生产要素，实现创新资源和创新主体项目真实，数据实时、有效。扩大交大在全国高校绿色智慧能源建设中的影响力。《上海市智慧校园设计概念纲要》《上海市智慧校园总体规划纲要》《上海市建设管理暂行办法》 《民用建筑节能条例》国务院令[2008]530号《城市市政综合监管信息系统单元网格划分与编码规则》《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码及数《城市市政综合监管信息系统地理编码》(CJ/T215-2005)《城市市政综合监管信息系统建设规范》(CJJ/T106-2005)《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则》建科综函[2008]58号《关于加快数字化城市管理试点工作的通知》建办城函[2007]《低压电力用户集中抄表系统技术条件》(DL/T《多功能电能表通讯规约》(DL/T645-2007)698-2007)《多功能电能表》(DL/T614-2007)《1级和2级静止式交流有功电度表》(GB/T17215-2002)《计算机软件产品开发文件编制指南》(GB/T8567-1988)《计算机软件需求说明编制指南》(GB/T9385-1988)《计算机软件分类与代码》(GB/T13702-1992)《软件项目术语》(GB/T11457-1995)《信息技术软件生存期过程》(GB/T8566-1995)《软件过程能力评估模型》(SJ/T11234-2001)上海闵行校区智慧能源建设方案《软件能力成熟度模型》(SG/T11235-2001)《国家公共安全行业标准》(GB50198-94GA/T75-94)《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)《电气装置安装项目电缆线路施工及验收规范》(GB50168-《电气装置安装项目接地装置施工及验收规范》(GB50169-《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)《低压配电设计规范》(GB50054-95)《配网自动化及管理系统功能规范》《电力用户用电信息采集系统功能规范》《坚强智能电网发展规划纲要》 2项目概况●结合校区实际，引领技术发展紧密结合闵行校区智能电网实际需求，做到统筹兼顾，充分发挥自身优势，在部分应用和技术处于国内领先的领域力争超前研究、率先试点并推广应用。区别传统电网，提供经验借鉴在闵行校区智能电网的具体建设方案规划和实施中注意体现“新的理念，新的规划，新的做法”,贯彻“能复制、能推广、有特色”的思想，为校园智能电网建设提供成功经验。●注重智能技术，过程循序渐进在建设内容上注重合理处理好智能化技术在XXX大学的先进性与适用性的关系，处理好关键技术研究、项目建设和应用推广的协调关系，做到循序渐进，分布实施。●总体规划、一体设计、分步实施、考虑扩展原则系统采用一体化平台建设，统一建模，模块化设计，尽量避免各自为政、盲目投资、重复建设，确保公用事业监管平台的建设能不断扩容、升级和接入。同时必须确保系统涉及的各子模块能平滑升级、按需扩容、全面接入，尽量降低各管理子模块之间的耦合度，加大各子模块之间的隔离度，提高系统运行的稳定性。●资源整合、服务为先、统一标准，保障安全原则充分利用和整合已有和规划建设的网络基础、业务系统和信息资源，加强整合，充分利用，促进互联互通、信息共享，以有限的资源整合原有管理系统，发挥其最大的效益。同时，正确处理好发展与安全的关系，综合平衡成本和效益，制定并完善安全保障体系。XXX大学智能电网建设，在智慧能源中建设统一呈现、数据中心、基础能力组件、管理功能等，实现智慧能源应用集成、数据交换、统一数据以及统一网络的功能。智慧能源建设的主要目标可以分为两个层面，一是直接为智慧能源管理方服务，进一步提升校园内部能源的管理能力，增强智慧能源在推动师生创新上的服务能力，体现创新、安全、可靠、经济、节能和集中展示目标；二是间接为校园内的师生服务，通过信息化手段为师生提供优良学习、科研、生活环境，并为师生提供更高层次的管理决策支撑，实现具有信息化、自动化、互动化特征的“安全、互动、干净”的智慧能源。最终实现智慧能源和师生共赢的局面。智慧能源是通过信息技术和各类资源的整合，充分降低能源管理运营成本，提高工作效率，加强各类校园创新、服务和管理能力，为校园铸就一套超强的软实力。信息化是全球经济和社会发展的大上海闵行校区智慧能源建设方案趋势，也是校园提升产业效能和率先实现现代化的关键环节。但是，在多年的校园发展中，信息化建设长期处于被忽视的地位，信息化水平与校园社会经济发展水平并不一致，与校园的发展要求与定位也不相适应。其中能源管理存在的问题也比较突出，学校的配电系统设备设施主要有：10KV高压进线，高(照明系统.空调系统.动力系统和特殊设备设施).应急系统(发电机和UPS).其他辅助保护系统(防雷接地等)。运行多年以来主要存在以下问题：●用电扩容学校正所处的世界一流大学的建设加速期，教育事业规模化快速发展，特别是“十三五”开局年开始，大型科研.试验和宿舍类建筑拔地而起，目前已确定新增的电力需求容量包括：理科大楼.转化医学大楼和密西根大楼，需增加10100KVA的供电容量，未来三年还将增加文博大楼.九期学生公寓等，二周边的变电站已达到饱和状态，已无法提供多余的电力专线给新建大楼使用。扩容的瓶颈问题突出，急需解决。●用电成本由于学校的快速发展，校区建设也是分时期建设完成，因此再建设当时，再变压器后的计量较为粗旷，有的并未明确的二级用户的布置，故部分漏雨之忧再变压器后有计量电表，到建筑楼层的终端用户并没有计量工具，计量系统不完善，责任体系不明晰，奖惩制度未建立起来，导致了终端用户吃大锅饭，浪费现象严重。另一第9页上海闵行校区智慧能源建设方案方面，能耗65%的公共设备系统运行方案待完善，部分属地未根据电费政策及用户特点指定公共设备运行模式，部分属地未根据用户特点设备空调开关机时间，属地的物管部门缺乏挖潜动力；能耗35%的专业设备的技术节能开展水平参差不齐，缺乏统筹规划和管控，全员节能意识也不足，虽然例行通报披露哦，浪费情况严重，缺少节能知识，对节能措施不理解。●用电质量电能质量这一术语用来描述许多不同类型的电力扰动，从不同的角度有不同的描述若干个用电大户提供电力外，还为区域内的具名用电和中小企业用户供电，用电类型复杂，手符合波动影响，供电的电压偶发突变(降),突降的幅度有时至电压的30%一下，造成所谓的闪断(低于0.2秒电压陡降)。据不完全统计，闵行校区外线闪断统计2017年达5次之多，单个站的下端用户，如致远游泳馆，平均一月闪断一次，而且是低压总线双路同时闪断。在日常的供配电网运行下，出现这种闪断现象，电能质量的问题无疑是个主要原因。然而外线供电质量是在市政电网的协调控制范畴内，校内电网供电质量的治理问题尚未有相应的应用。2016年10月23日此类大面积的事故性突发停电，对数据中心的正常运维构成了重大威胁和挑战，虽然有多重的保护措施，对于要求万无一失的数据中心来说，长时间和突发性停电都对数据中心上海闵行校区智慧能源建设方案的保护设备(如发电机和UPS)的持久性和响应性仍存在风险。●信息化配套设施及服务不够完善校园配套设施建设一直聚焦于楼宇、交通、供水、供电、排污等基础设施，近年来信息基础设施的建设正逐渐受到校园管理机构、师生的重视，但由于校园信息化建设起步晚、时间短，信息化配套设施及服务还不够完善。●信息资源整合利用工作严重滞后目前各类校园和校园内各个部门都在积极开展信息化建设，信息化工作也有了一定的基础。但由于缺乏统一的规划和指导，各个部门过分强调自身的特殊性，条块分割现象严重，突出表现为一些纵向信息网络自成体系，业务系统封闭运行，不能实现互联互通等，形成了许许多多“信息孤岛”,难以实现信息资源共享。特别是在一些“金”字项目单位，上、下信息交流畅通，但与其他处、科室之间的横向信息交流共享困难。●校园综合管理缺乏智能化手段目前校园城市综合管理的内容对于校园的组成部件、运行状态的信息采集、管理功能偏少，仅有的部件管理也集中在地上设施，而供气、供水、供热、弱电管网等地下基础设施的信息采集功能匮造成以上状况的原因是因为目前校园综合管理缺乏智能化手段，以人工巡查为主，部件、事件发生变化无法实现与校园管理机构的及时自动通信，管理缺乏智能性、主动性，综合管理中的问题上传、第11页上海闵行校区智慧能源建设方案处理分配、结果反馈等各个环节都缺乏自动化处理手段，同时综合管理的应急预案的数字化程度较低。校园管理智能化技术及智能化手段的缺乏，使得设施静态管理、动态运行监控、智能化运行维护、自动应急指挥处置等综合管理能力严重低下。●节能环保新技术应用匮乏在节能减排方面，用信息技术改造传统行业，尤其是改造重点用能行业的广度和深度不高。对于校园师生，信息技术主要被应用于管理环节，例如集中建设的OA、ERP等信息系统，而利用信息技术对生产全程实现数字化监控，将物联网、移动互联网等新一代信息技术，渗透到工具、工艺、流程中，实现对生产管理全流程的“泛在感知”,最大限度地降低各种资源消耗的例子明显偏少；比如利用物联网技术，实现路灯根据天气状况自动开启关闭的技术已经成熟，但是应用少见。新技术应用在促进节能减排方面的巨大潜力还没有得到充分发挥。“智慧能源”的顶层设计将决定规划的高度和边界，智慧能源以“智慧校园”为模型，构建智慧能源的总体架构，总体架构包括感知层、网络层、监控管理层。总体架构是基础设施、校园综合信息监控系统高层设计的出发点。XXX大学作为上海市面积最大、能耗最高的校园，将开展智能电网综合建设项目。智能电网建设将统一规划、统筹设计、逐步实上海闵行校区智慧能源建设方案施，最终实现XXX大学绿色校园建设的核心理念。在XXX大学综合利用智能电网、物联网技术，开展校园服务、监控管理、综合应用为目标的智能电网新技术应用，为打造“低碳、流、业务流、电力流、人员流统一融合的角度，按照智慧能源的业务、管理的需求特点和要求，设计“1个综合应用系统+9个应用子项目包括校园配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施、分布式电源、配电节电器、智能教室、宿舍、办公室、智能楼宇、可视化和信息通信网络共9个应用子项和1个综合应用系统即智慧能源综合信息监控系统建设，并将最终打造一个适用于我国智慧能源的管理与发展的综合应用及可视化系统平台。系统包括电能、热能、风能、太阳能的能源采集、监控与校园管理，同时作为开放平台，面向校园管理者和校园师生、商户等服务对象，为绿色校园提供多样化服务。 上海闵行校区智慧能源建设方案第14页可视化展厅配电节电器配电自动化上海交通大学综合信息监控管理系统络热电冷三联供(预留)网信信息流方向储能用电信息采集综合能效智能楼牢在闵行校区智慧能源建设中，智能电网融合网络通信、传感器、电力电子等高新技术，将大力推动信息通信、能源、新材料等高科技产业发展和技术革命，有利于提升上海智能电网产业技术创新平台的核心竞争力；采用高可靠智能设备、配电自动化、快速预警及自愈等供电技术，将大幅度提高供电安全可靠性和电能质量，供电上海闵行校区智慧能源建设方案可靠率可达99.99%的国际先进水平，保障校园内的师生安全用电；采用节能设备、楼宇综合能效管理及优化运行、清洁能源使用等技术，提高XXX大学能源综合利用效率，有效降低温室气体排放，将有力推动上海地区乃至全国高校先进节能减排技术的推广应用。3现状分析信息化是全球经济和社会发展的大趋势，也是校园提升用能效能和率先实现智慧校园的关键环节。但是，在学校多年的发展中，信息化建设长期处于被忽视的地位，信息化水平与学校发展水平并不一致，与学校的发展要求与定位也不相适应。1)信息化配套设施及服务不够完善校园配套设施建设一直聚焦于楼宇建设、交通、供水、供电、路灯、充电桩、排污等基础设施，近年来信息基础设施的建设正逐渐受到校园管理机构、在校师生的重视，但由于校园信息化建设起步晚、时间短，信息化配套设施及服务还不够完善。2)信息资源整合利用工作严重滞后目前校内各个部门都在积极开展信息化建设，信息化工作也有了一定的基础。但由于缺乏统一的规划和指导，各个部门过分强调自身的特殊性，条块分割现象严重，突出表现为一些纵向信息网络自成体系，业务系统封闭运行，不能实现互联互通等，形成了许许目单位，上、下信息交流畅通，但与其他处室之间的横向信息交流共享困难。3)校园综合管理缺乏智能化手段目前校园城市综合管理的内容对于校园的组成部件、运行状态的信息采集、管理功能偏少，仅有的部件管理也集中在地上设施，而供气、供水、供热、弱电管网等地下基础设施的信息采集功能匮造成以上状况的原因是因为目前校园综合管理缺乏智能化手段，以人工巡查为主，部件、事件发生变化无法实现与校园管理机构的及时自动通信，管理缺乏智能性、主动性，综合管理中的问题上传、处理分配、结果反馈等各个环节都缺乏自动化处理手段，同时综合管理的应急预案的数字化程度较低。校园管理智能化技术及智能化手段的缺乏，使得设施静态管理、动态运行监控、智能化运行维护、自动应急指挥处置等综合管理能力严重低下。4)节能环保新技术应用匮乏在节能减排方面，用信息技术改造传统行业，尤其是改造重点用能行业的广度和深度不高。对于学校在校师生，信息技术主要被应用于管理环节，例如集中建设的OA、ERP等信息系统，而利用信息技术对生产全程实现数字化监控，将物联网、移动互联网等新一代信息技术，渗透到工具、工艺、流程中，实现对生产管理全流程的“泛在感知”,最大限度地降低各种资源消耗的例子明显偏少；比如利用物联网技术，实现路灯根据天气状况自动开启关闭的技术已经成熟，但是应用少见。新技术应用在促进节能减排方面的巨大潜力还没有得到充分发挥。 上海闵行校区智慧能源建设方案智慧能源结合利用物联网、云计算等新一代信息技术全面感知并整合城市的运行状态，构建了闵行校区市的信息基础，有力地支撑了智慧校园的发展。智慧能源的重点在于“智慧”:它通过信息技术和各类资源的整合，为智慧校园打造一个整体的强势品牌。一方面加强校园内部的互动沟通和校园后勤部门的管理能力；另一方面充分降低学校运营成本，提高工作效率，加强各类校园创新、服务和管理能力。本方案按照服务低碳智慧校园、保障校内电网高效可靠运行的思路进行总体规划设计，以校园光纤通信网作为信息传输支撑，以安全可靠的配电网为基础，以智慧能源综合信息监控系统为核心，集成分布式电源、校园配电自动化、用电信息采集、智能教室、宿舍、办公室、电动汽车充电设施、智能楼宇、节电器应用示范、校园综合能效管理、可视化平台、综合网管等功能应用，服务学校后勤部门、师生用户和商户等对象，最终实现智慧能源的信息监控业务管理，以及动态、灵活、直观和多维的可视化展示。上海闵行校区智慧能源建设方案服务对象服务对象后勤保障中心在校师生入驻商户限务器集释网结及备打m机weH关身志传盖驻地网绪与然端监签果续云供精闵行校区智慧能源的总体建设思路可以归纳如下：网络层、监控管理层3个层级构成。(2)一张通信网络：在智慧能源建设一张光纤宽带接入网，支撑三网融合及所有业务应用。(3)1个信息平台：建设统一的智慧能源综合信息监控系统。(4)9大重点应用：校园配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施、分布式电源、配电系统节电器、智能教室、宿舍、办公室、智能楼宇、可视化和信息通信网络。4.2智慧能源层级结构“智慧能源”的顶层设计的制定将决定规划的高度和边界。智慧层、网络层、监控管理层3个层级构。 上海闵行校区智慧能源建设方案电源用电信县菜集应用葡式电倒应川健效管理应用除《同某应用能棱牛应川旋家的应用充电性应用图2智慧能源整体结构图1)设备层设备层涵盖校园所有的智能化设备，主要由充电桩、分布式电源、智能教室、宿舍、办公室、智能电表、智能水表、智能气表、智能配电终端、智能动环设备、安防设备和智能采集终端组成。智能采集终端负责上述智能化设备的的数据双向互动。2)通信层是基于EPON技术的电力光纤网。EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络，由网络侧的光线路局端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成。3)监控管理层第19页 上海闵行校区智慧能源建设方案监控管理层主要建设智慧能源综合信息监控系统，是集数据采集、SCADA、配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合网管应用、智能楼宇管理应用和校园能效管理应用于一体的大型应用系统。4.3智慧能源综合信息监控系统智慧能源综合信息监控系统是一个综合、统一、互联的校园信息监控和管理服务平台，实现信息的有效、科学处理，涵盖智慧能源各个领域的综合、融合应用。智慧能源综合信息监控系统全部搭建在信息中心机房内。第20页实时数据网B配电监控工作站配电专区配电专网EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up3(充电植),集中若)EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up2(布),集)EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up2(式电),中器)配电自动化服务器SCNDA/数采应用功能服务器组数据存储服务嚣C/S客户端主话行区智慧能源综合信息监控系统采用分层分布式的物理架构，主要分为两个区域：主运行区和配电专区。主运行区包括实时数据传输、数据存储服务器、应用功能服务器组、数据通信和采集、人机交互和WEB发布。1)实时数据传输智慧能源综合信息监控系统的数据采集网段和实时数据传输网段均采用冗余交换式以太网结构，单网故障或单点网络故障不影响系统运行功能。2)数据存储服务器数据处理与存贮由两台Unix服务器组成，数据服务器一方面要运行商用数据库管理系统，实现对系统运行参数以及历史运行数据的管理职能；另一方面要承担数据处理、数据存贮、数据分发、数据检索、双服务器之间数据同步功能。两台数据服务器采用主备热备用工作机制，可以实现无扰动自动/手动切换，在切换过程中保证数据不丢失。3)应用功能服务器组应用功能服务器组用来运行配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合网管应用和校园能效管理应用。为了可靠、安全和高效地运行上述应用，建议一个服务器只部署一个应用。系统设计时将应用功能服务器组设计成了应用云，当应用功能服务器组中的某个应用服务器出现故障时，该应用会自动迁移到其他应用服务器上，做到了业务的动态可伸缩扩展，提高了系统的安全性和健壮性。4)数据通信和采集数据通信与采集是整个系统的数据来源与控制通道，其组成包括数据采集网段、数据采集服务器、通信设备等。5)人机交互人机界面交互由相关的人机工作站组成，人机工作站选用主流第22页上海闵行校区智慧能源建设方案图形工作站，并具有多媒体功能。人机工作站可以根据业务划分，也可以组合使用。WEB发布主要是将实时数据、历史数据和一些管理信息通过WEB的方式对外发布，通过一个防火墙装置将WEB服务器信息外网隔离。XXX大学中的配电自动化应用属于电力安全I区，对数据安全有非常高的要求。智慧能源综合信息监控系统将配电自动化应用通过一个物理隔离装置和系统主运行区隔开。保证了配电自动化信息的安全。同时数据通过物理隔离装置传入主运行区，保证了配电自动化应用的数据可以被主运行区的业务使用。第23页上海闵行校区智慧能源建设方案第24页历史数据服务实时数据服务以通用报表服务图历史数据服务实时数据服务以通用报表服务图形界面服务权限管理服务系统管理服务通用计算服务通用告警服务管应用管应用分布式电源监控管理应用管理应用对外接口智能楼宇管理应用价如上图，智慧能源综合信息监控系统采用分层分布式、组件化、标准化、开放式等先进的软件架构思想，为用户提供了可靠、安全、灵活的一体化系统平台。系统分为数据存储层、应用支撑层、应用功能层和前端表示层。 上海闵行校区智慧能源建设方案数据存储层是智慧能源综合信息监控系统的数据仓库，实现海量数据的存储、管理和共享，为系统提供安全、稳定的数据访问支持。数据存储层通过大型关系型数据库实现。应用支撑层包括实时数据服务、历史数据服务、图形界面服务、通用报表服务、系统管理服务、权限管理服务、通用告警服务和通用计算服务。为应用功能层提供了公共基础服务组件。应用支撑是应用功能的基础。应用支撑层各项功能的设计和实现，不再以单个应用功能为核心，而是以所有应用的需求为重点，实现对所有应用功能的全面、通用服务和支撑。应用支撑层侧重于各种通用服务支撑功能的实现，为实现各种应用功能的全面集成提供支撑，为应用功能的一体化集成提供平台。应用支撑层主要提供的通用服务有：透明网络数据软总线、实时数据服务、历史数据服务、图形界面服务、通用报表服务、系统管理服务、权限管理服务、通用告警服务、通用计算服务。应用支撑层的实现采用层次化、模块化结构，最底层是透明网络数据软总线，为平台各项服务的实现提供透明网络数据传输，然后是各个支撑服务功能。各个支撑服务功能的实现相互独立，互不影响，共同构成一个完整的实时信息服务平台。应用支撑层提供标准的服务访问或编程接口，支持用户新应用第25页上海闵行校区智慧能源建设方案软件的开发以及第三方软件的集成。应用功能层是在业务支撑层的基础上实现的诸多应用，分为基础应用和业务应用。基础应用包括数据采集应用、SCADA应用和对外数据接口应用；业务应用包括配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合网管应用、智能楼宇管理应用和校园能效管理应用。应用功能层采用组件化设计，可动态灵活前端表示层是智慧能源综合信息监控系统的窗口，负责智慧能源综合信息监控系统的可视化。4.3.3.1分布式电源监管应用●数据采集实现校园光伏发电、储能的遥信、遥测、遥控等，实现运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。支持分布式电源的微网接入控制，并采集分布式电源运行状态数据与显示：1)模拟量采集第26页上海闵行校区智慧能源建设方案对分布式电源及公共连接点处的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等模拟量进行采集。2)状态量采集对分布式电源及公共连接点处开关状态、事故跳闸信号、保护动作信号、异常信号、分布式电源远方终端状态和通信通道状态等进行采集。3)其它数据采集根据需要，可实现对重要分布式电源及微电网内部、储能设备和运行环境等数据的采集，例如逆变器数据、升压变压器数据等内部数据，光照强度、温度、风速等运行环境数据，充放电电流、剩余电量等储能设备数据。远方控制发送主站系统的控制命令至微网控制器，实现分布式电源模式切换。图形显示实现系统图、接线图、地理图等功能，并可以在各类图上显示设备的人工置位信息或运行状态和实时数据，提供对设备进行遥控操作的手段；显示分布式电源应用运行工况图、主机CPU负载率、硬盘使用量与容量的比率等系统必需的监视界面。包括报警查询、自定义报警级别，报警统计分析、告警确认与清除、告警信息存储、主要事件顺序显示等，可以图形、语音、文第27页上海闵行校区智慧能源建设方案字、打印等实现报警功能。●微网电能质量监测由于分布式电源接入配电网以后，其起停会影响配网的电压和潮流，所以需要根据分布式电源的运行状况对其进行电能质量监测。并在综合展示画面上展示配电网及微网关键节点的电能质量。可以按需查询系统中的历史告警、遥测曲线等各种历史记录。●数据统计实现分布式电源并网计量，实时监测分布式电源的发电情况、各类负荷的用电情况。统计分布式能源的小时、日、月、年度发电量，各种累计发电量，各种运行统计，储能转换效率，储能充放电采用电子报表工具。可生成各种格式的报表，并可在表中插图，如曲线、棒图、饼图及其它图形，具有灵活的报表处理功能，可进行表格内的各种数学运算，运算公式可在线设置和修改，可在报表上对报表数据进行修改。运行模式控制对具备受控条件分布式电源及微电网开关及公共连接点处开关实现分合控制，根据分布式电源的运行状态，进行分布式电源的调度控制，以及故障情况下分布式电源的投切管理。●并网控制与模式切换当分布式电源请求并网时，主站判定分布式电源满足并网技术条件时，下发允许并网指令。支持分布式电源微电网模式的切换控制，主要根据主网和微电网内部的运行情况，确定其运行模式。主要包括：并网运行和独立运行两种状态。分布式电源并入配网后其运行方式有三种：分布式电源孤岛运行，即分布式电源与配网解开，独立供给本地负荷；分布式电源并网不上网运行，即分布式电源与配网连接，但不向配网倒送电，分布式电源与配网同时给负荷供电；分布式电源并网运行，即分布式电源向配网倒送电。当配电网未发生故障而需要调整运行方式时，按预先设置的控制策略，有计划地发生孤岛，并采取适当的孤岛运行策略。当配电网由于非计划、不可控产生的孤岛时，应能实时探测分析分布式电源是否处于孤岛状态，并采取适当的孤岛运行策略。实现校园分布式电源设备的定义，增删改，实现校园分布式电源设备的档案管理。●数据采集第29页采集接收处理各种数据类型，采集的全部数据带有完整的表示数据状态的质量标志和来源标志。对所有接入系统的终端数据进行周期性的查询采集，以保持数据库的实时性。用特定的颜色或样式动态地显示设备的运行状态，包括事故遥信变位和正常操作遥信变位、标识牌信息、通信通道状态等。发送主站系统的控制命令至远方终端设备，实现远方终端设备的遥控控制操作。实现系统图、接线图、地理图等功能，并可以在各类图上显示一次设备的人工置位信息或运行状态和实时遥测数据，提供对一次设备进行遥控操作的手段；显示配电自动化应用运行工况图、主机CPU负载率、硬盘使用量与容量的比率等系统必需的监视界面。对数据进行有效性检查和数据过滤，并有明显的告警提示；告警信息具备按条件(如时间段和描述)进行分类查询的功能。可以按需查询系统中的历史告警、遥测曲线等各种历史记录。显示24小时实时负荷曲线及报表，并自动统计最大值、最小值、第30页上海闵行校区智慧能源建设方案平均值；可以负荷曲线及报表方式分别展示。报表功能采用电子报表工具。可生成各种格式的报表，并可在表中插图，如曲线、棒图、饼图及其它图形，具有灵活的报表处理功能，可进行表格内的各种数学运算，运算公式可在线设置和修改，可在报表上对报表数据进行修改。实现校园配电自动化设备的定义，增删改，实现校园配电自动化设备的档案管理。采集交流充电桩工作状态、故障信号、电压、电流等；系统可以向交流充电桩下发控制命令、校时等；具备交流充电桩系统的越限报警、故障统计等数据处理功能；系统具备对交流充电桩遥测、遥信、报警事件等实时数据和历史数据的集中存储功能；具备交流充电桩启停操作记录、交流充电桩故障记录、充电运第31页上海闵行校区智慧能源建设方案行参数异常记录等功能；可以对交流充电桩状态变位、输出电压、电流越限、交流充电桩启停操作等事件按时间、类型、充电装置等分类显示，并给出相应的告警信息。●卡管理>能够完成充电卡发行、办理、充值、挂失、补办、销户、卡信息查询等各项相关服务的处理。>可对充电卡写入卡号、地址等信息；>可对充电卡进行充值、换卡、补办等功能；>为用户办理充电卡并填写用户名、联系方式等信息。●充电站环境管理>能够完成员工信息管理、权限管理、交接班等功能。》可对员工相关信息进行存储和管理，提供新增、修改和删除操作；》可对充电站员工的权限进行存储和管理，提供增加信息、保存修改和删除信息操作，为计量计费系统的安全管理提供保>可对员工的值班日志进行管理。实现校园充电桩的定义，增删改，实现校园充电桩设备的档案第32页 确定采集任务的具体内容，包括任务名称、任务类型、采集点类型、采集点名称、采集点编号、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级及正常补采次数等。并可根据采集点名称、客户名称、采集任务名称查询所有采集任务信息，可以进行打印。查询采集任务的执行情况，记录采集任务失败和采集数据异常查询设备异常信息，提供包括数据完整性及数据合理性检查的处理并查询设备异常告警信息，包括异常事件、异常数据、处理过程及处理人员。对单个或多个采集对象的实时数据、历史数据或事件的手工采集。批量巡测用于完成批量采集点或采集设备的各类事件、数据的手动巡测。第33页 上海闵行校区智慧能源建设方案按照用户查询计量点的实时数据、历史日数据、历史月数据、历史抄表日数据、事件数据、用户信息、系统信息等，可将查询的数据以EXCEL电子表格的形式进行保存，同时提供支持组合查询、智能楼宇管理应用通过和每栋楼的智能楼宇管理后台通信，采集楼宇自控、广播、照明、暖通等系统的数据，实现智能楼宇的在线监视、数据存储和统计分析。并从整体上实现校园内所有智能楼>智能多媒体设备实时数据采集系统可以实时采集智能多媒体设备属性的当前值。包括多状态>电量模块实时数据采集系统可以采集电量模块的累计电量、电压、电流、有功、无功远程控制第34页 上海闵行校区智慧能源建设方案>智能教室控制可以在PC和手机上针对智能教室多媒体的某项可控属性进行遥控操作。>场景/模式控制可以PC和手机上对某个场景或模式进行遥控操作。可以设置定时任务，在用户指定的时间对多媒体设备或场景进行控制。视频监控可以在PC和手机上监控家里的摄像头，并具备监控视频存储功能。系统可以实时监测智能多媒体设备的设备状态，得到设备的在线和离线状态。系统可以处理智能教室、办公室和安防告警信息，并以手机短消息等方式告知用户。●系统具备对多媒体设备属性状态变化信息的统计、存储、告警和查询功能。●系统具备对电量模块数据的统计、存储和查询功能。 上海闵行校区智慧能源建设方案系统可以对智能多媒体设备、安防设备以及用户信息进行数据库模型管理、财产管理和档案管理。>智能多媒体设备类>网络空调>网络热水器>网络洗衣机>网络冰箱>灯光窗帘>电量模块>感知模块>红外多媒体设备类>红外空调>红外热水器>红外电视>红外投影仪>红外音响>HK50系列开关>HK30系列开关>电量模块第36页上海闵行校区智慧能源建设方案>其他符合e佳佳联盟和IGRS(闪联)智能教室、宿舍、办公室设计标准的智能多媒体设备综合网管应用有丰富的监视网络性能和设备状态的工具，友好的客户化界面显示，简单而全面的网络配置和设备状态管理等功能。实现了网络运营的效率的提升以及智能设备的快速故障定位。综合网管应用包括EPON通信网管和智能设备综合监测两个部分。4.3.3.7.1EPON通信网管现全网状态的实时监控，使管理员真正地实现对整个局域网的集中化管理。主要功能包括发现管理、安全管理、设备管理、故障管理、性提供了对设备的管理入口。所有的被管设备都从这里开始录入。录入之后，系统将自动根据设备的类型，状态等信息加以区别，并针对对不同的设备提供与设备相适应的管理方法。系统获取设备的基本信息，并将此类信息存入到后台数据库中，同时根据设备类型，将设备展示在相应的界面上。第37页上海闵行校区智慧能源建设方案安全管理可以帮助系统管理员实现基于用户和用户组的细粒度权限管理。系统管理员可进行定义用户及用户组操作，可针对不同级别用户分级管理。●设备管理支持多种设备的发现与管理，包括一般的交换机，EPON设备。对设备提供了很多灵活的管理方法，和查看设备的各类参数信息。包括设备发现、设备删除、设备配置等操作。设备在运行的过程中时常碰到故障，查看相应的故障信息给网络管理带来了很大的便利。管理员可以根据网络故障的信息，来定位发生故障的设备以及设备发生故障的原因，以便快速地解决问题。性能管理性能管理主要功能是性能采集，分为实时性能采集与历史性能采集。实时性能采集为系统实时从设备里获取数据，实时地展现给用户查看；历史性能采集为历史数据的展示。系统以某一时间频率不断地采集设备运行的数据，并且用统计图的形式得出统计信息，直观地展示出设备的各种运行参数，方便于管理员更好地掌握设备运行的数据，从而更好地对设备进行管理。实现智慧能源综合信息监控系统内各服务器、工作站、交换机上海闵行校区智慧能源建设方案等网络设备的网络状态监测。●智能设备的通讯状态监测实现DTU、馈线开关、微网控制器、智能网关和通信集中器等终端设备(统称为智能终端设备)的通讯状态监测。●智能设备的设备状态监测实现DTU、馈线开关、微网控制器、智能网关和通信集中器等终端设备的设备状态监测。智慧能源综合信息监控系统的运行状态监测，包括：结点工况、通道工况、机器的CPU使用率等、各应用值班状态等。校园能效管理是对水、电、气等用能信息进行综合采集的基础上完成数据分析、管理的应用。包括楼宇能效管理、办公室、宿舍能效管理、微电网互动能效管理、集中能源站能效管理、机房动环能效管理和综合能效管理。楼宇能效管理实现了对环境数据、新能源数据、用水量数据、用气量数据、配电房设备运行实时数据和分类设备用电量数据的统一管理和分析。包括基本管理功能、用能服务和能效分析共三个模第39页上海闵行校区智慧能源建设方案基本管理功能包括数据正确性检查、数据完整性检查、终端运行维护、用户档案管理、终端档案管理和采集对象档案管理。用能服务包括楼层用电月度统计报表、总电量统计表、用能消耗月度分析报表、分类用电月度统计报表、灯光控制、饮水机控制和空调智能控制。能效分析包括用水量分析、用气量分析、新能源出力效果分析、单位面积和人均用电分析、蓄冷制冷空调能效分析、楼宇用电实时监测、分类用电对比分析、楼层用电对比分析和峰谷电量分析。教室、宿舍、办公室能效管理主要涵盖校园能效分析、用电查询、安全用电和用电提醒等功能。。校园能效分析系统采用日、月、年三种日期选项对房间用电进行能效分析，对房间的单一设备电器、总用电量、各房间内用电等多方面进行比较分析，并以图文并茂的方式生动的展示给用户，最后给予用户提供可行性用电建议。用电查询用户可以通过系统查询房间总用电、单一设备电器历史用电记录。系统提供年、月两种方式供用户查询，并以曲线图、柱状图等多种方式综合展示。上海闵行校区智慧能源建设方案●安全用电用户可将多媒体设备与智能电量插座进行关联，并指定多媒体设备工作电压、额定功率等参数便于系统在后台监测设备运行状态，对于异常用电电器给予告警提示，并提供告警历史查询功能。●用电提醒用户可设定、编辑、删除每月、年的目标用电量，通过曲线趋势图形象地展示出当前累计用电量与第一阶梯用电、第二阶梯用电、目标用电量四者相互关系。●微电网与配网协调运行通过微电网运行控制及分布式电源的接入控制策略与智能配电网馈线自动化策略相配合，根据分布式发电容量、分布区域、储能配比、负荷容量、馈线自动化方式等实现协调优化运行。实现分布式电源高效运行。●微电网与电动汽车互动电动汽车接入微电网，实现互联互动。充电时电动汽车可看做负载；同时在电动汽车电池有足够电量的情况下，可以作为一部分储能对微电网负载进行供电。通过对微电网和电动汽车充电设施的数据采集和分析，产生调度策略对其进行控制，实现微电网与电动汽车的互联互动。不仅可以节约微电网中静态储能设备的投资，减小微电网的运行费用，而且还可以节省电动汽车车主的费用。第41页 上海闵行校区智慧能源建设方案对集中能源站的冷(热)机组和其它辅助设备进行统一的监测并根据负荷监控情况，实时调整机组出力，保证系统高效稳定运行。主要有以下功能：●实现对供冷(热)管道、热力站和换热站的运行状态的实时监视，及时掌握设备的运行状态，实现对各设备的自动调节，使整个供热系统达到最佳运行状态。●与发电机组协调控制，提高电负荷的控制精度。●自动监控管线和站场的运行状况，对报警事故及时处理。在对机房UPS电源监测、空调监控、漏水监控、温湿度监测、市电监控的基础上，动态调节各个动环设备，实现机房的安全、高效和低碳运行。系统可以按时间段统计机房的能效报告，给用户直观的用能结果和用能建议。综合能效管理是在校园各智能化应用的基础之上，融入最新的能效管理理念，通过集成处理设备运行状态、清洁能源供电、负荷电能消耗、电能质量及报警事件等数据，综合分析历史用电信息、电能质量、实际用电负荷和电价结构，帮助用户制定合理有序经济的用电管理策略，并通过远程联动控制实现各相关系统的运行优化及系统间的协调运行，从而实现能效的综合管理。主要有以下功能；第42页上海闵行校区智慧能源建设方案●可以实现校园能源数据动态监测、分项分类分户计量、能耗定额和指标考核、能效分析评估、能源使用可视化管理、用能情况分析、节能目标预测与控制、用能优化策略和能源管理决策支持。●能够提供多种能耗分析如同比、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●能够建立多种能耗评估标准，如能耗评分等级标准、设备运能够提供可优化的策略方案，给管理决策者主动调整校园运行能耗的改善性措施和方向，实现校园能源使用效率逐步优化的目的。系统提供对不同能源使用管理方案的能耗评估，不断完善最优能源4.3.4关键技术简介云计算(CloudComputing)是网格计算(GridComputing)、分布式计算(UtilityComputing)、网络存储(NetworkStorageTechnologies)、第43页上海闵行校区智慧能源建设方案虚拟化(Virtualization)、负载均衡(LoadBalance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、laaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。CloudComputing的一个核心理念就是通过不断算处理能力!数据安全可靠：云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。客户端需求低：云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也轻松共享数据：云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。无限扩展：云计算为具有强大的几乎扩展的可能性。物联网(InternetofThings)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括工业系统、楼控系统、办公室智能设施、第44页上海闵行校区智慧能源建设方案视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线或有线的长距离或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(GrandIntegration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网(Intranet)、专网(Extranet)、互联网(Internet)环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit环保”的“管、控、营”一体化。物联网将信息传感设备(RFID、传感器、定位、条码、图像等),按照约定的通信协议，将特定物体与信息网络及存储集控系统连接起来，进行信息交换和自动控制，以实现智能化识别、感知、定位、跟踪、监控和管理的一种网络体系。物联网是一个全新的技术领域，它是利用无所不在的网络技术建立起来的，且是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网的提出标志着社会发展进入一个“人与物和谐共舞”的新体系，是人类为迎接“知识文明”的到来而正在构建和创造财富的新体系。4.4智慧能源通信网络网络通信层是智慧能源数据传输和交换层，包括支撑校园应用第45页上海闵行校区智慧能源建设方案系统的信息管理网络和各种智能感知系统信息传输网络。通过物联网和互联网融合发展构成的网络，全面实现无所不在的人与人、人与物、物与物的智能互联实现任何人、任何物和随时随地的连接，而且是安全、可靠、无缝的连接。QCTQQCTQ毒办公室板光份商道闵行校区接入网将采用无源光网络(EPON)技术和无线通信技术构建，预期建立结构合理、安全可靠、性能优秀、绿色环保、经济高效、覆盖面全的高速通信信息网络，实现对校园内电力应用及校园应用的实现无盲点的监测和控制，实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用。根据方案规划，闵行校区智慧能源主要建设以下应用：●校园配电自动化 上海闵行校区智慧能源建设方案●校园用电信息采集●分布式电源●电动汽车充电设施●智能教室、宿舍、办公室●智能楼宇●配电节电器●校园通信网络●智慧能源综合信息监控系统●智慧能源可视化智慧校园可视化智慧校园可视化配网节电器智能棱宇智慧教室电动汽车充电设施分布式电源用电信息采集配电自动化智慧校园信息监控系统智慧校园通信网络 5智慧能源建设方案随着国际油价的不断飙升，能源安全问题日益突出，为了实现可持续发展，人们的目光转向了可再生能源。而且二氧化碳排放引起的全球变暖问题，已引起各国政府的高度重视，并成为当今世界政治的核心议题之一。为保护环境，世界上工业发达国家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其它清洁发电技术。因此，多种形式的可再生能源发电备受关注，得到了快速发展并开始规模化商业应用。技术的发展、公共环境政策和电力市场扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。2009年，国家电网公司结合我国基本国情和特高压实践，确立了加快建设坚强智能电网的发展目标。充分利用可再生能源，实现分布式发电并网的宽限接入和大量接入，是智能电网建设的重要内容之一。作为智能电网的一个有机组成部分，分布式发电/微电网的发展是大电网的有力补充和有效支持，其核心功能是接纳清洁能源，增强电网综合服务能力，推动主动式配电网的发展，实现能源优化配置，提高用电效率，促进节能减排，保证用户用电的可靠、低碳和经济性。智能分布式发电/微电网将分布式发电与强大的电网结合了起来，第48页上海闵行校区智慧能源建设方案按照常规的做法，分布式发电必须配备孤岛保护，在大电网停电时自动与主网断开。而智能微电网可以在与大电网脱离后独立运行，由分布式发电维持区域内所有或部分重要负荷的供电，能够发挥出分布式发电在提高供电可靠性方面的作用。为了充分发挥分布式发电接入对电网的积极作用，提高可再生能源在建筑总能耗中所占比例，上海交大闵行校区图文信息楼、智能电网楼、特种材料楼、东上院、中意能源楼等建设了光伏发电、储能，电能质量监测与治理等的智能清洁能源发电系统，提供大楼部分生活所需电能，提高重要负荷的供电可靠性，提高电能质量。建议在学校屋顶多建设光伏发电系统，目前装机500kW,智能电网楼附近装设12kW垂直轴风力发电机组，采用单电网并网的方式接入电网，同时图文信息楼和转化医学大楼可配套安装300kwh储能电池，为数据中心和冷库备电。同时，为了治理保障数据中心电能质量治理谐波等电能质量问题，提高大楼重要负荷的供电可靠率和电能质量，配置电能质量监测与治理系统一套，安装监测装置和无功补偿装置，对配网系统中电能质量进行综合评估，解决电能质量问题。 上海闵行校区智慧能源建设方案分布式发电和储能是智能电网建设的重要组成部分，大电网与分布式电源相结合的微网运行方式是节省投资、降低能耗、提高供电可靠性和灵活性的主要方式。根据国家鼓励发展绿色节能建筑的方针政策以及新能源发展的有关战略要求，结合上海光谷XXX大学的定位、特点及发展条件，本项目以闵行校区起步区内的新能源研究院为试点，采用屋顶光伏发电、垂直轴风机风力发电及铅碳电池储能系统接入楼宇配电网的方式为楼宇部分照明负荷供电，积极探索基于分布式电源和储能在智能电网中的应用，为上海地区可再生能源的合理利用，以及提高含分布式电源的配电网供电可靠性提供示范。 在主网正常的情况下，分布式发电并网运行，其所发电能全部送上大楼380V配电系统。其中，光伏发电和储能系统的协调运行1)平滑功率输出模式。当白天日照强度高，发电超过额定功率的80%(上限可调)时，对储能系统进行充电；当日照强度低，发电低于额定功率的50%(下限可调)时，储能系统运行在放电模式，达到最大放电深度(可调)时，停止放电。2)削峰填谷模式。晚上负荷低时电网对储能系统进行充电，白天负荷高时由储能系统放电以增加出力，改善电力的供需矛盾，提高发电设备的利用率。当主网发生故障或处于检修状态时，分布式发电采用微网孤岛运行方式，选取机房、照明电源等大楼重要负荷作为微网的负荷。断开与主网的连接开关，根据发电能力、储能容量及负荷情况构成微电网系统，通过微电网运行控制，实现风光储协调运行，储能优化运行，离网削峰填谷等不同运行方式，满足微网负荷的可靠供电，实现无缝切换。通过微电网孤岛运行最大限度提高能源的利用率节能减排，同时提高供电可靠性。第51页 上海闵行校区智慧能源建设方案5.1.4.3微电网与配网协调运行方式微电网与配网协调运行不仅能实现对分布式电源的支撑“即插即用”和“宽限接入”,而且能对智能配电网的网架结构进行优化与互补，优化配网自动化策略，提高供电可靠性。能充分发挥分布式发电对配网的支撑作用，提高就地负荷的供电可靠性，最大限度为就地负荷供电，并根据各发电单元发出的电能和就地负荷情况进行负荷管理，真正实现智能配电网的建设目标。微电网与配电网协调运行方式通过微电网运行控制及分布式电源的接入控制策略与智能配电网馈线自动化策略相配合，根据分布式发电容量、分布区域、储能配比、负荷容量、馈线自动化方式等实现协调优化运行。大体分为主网吸纳运行、主动孤岛运行、馈线故障隔离、微网恢复供电运行等协调控制过程。5.1.4.4微电网与电动汽车互动电动汽车接入校园微电网，实现互联互动。充电时电动汽车可看做负载；同时在电动汽车电池有足够电量的情况下，可以作为一部分储能对微电网负载进行供电。电动汽车参与微电网的运行需要采用一定的调度策略对其进行控制：一方面避免集体接入微电网充电时给微电网造成峰值负荷；另一方面避免汽车电池的过充或者过放导致电池的使用寿命缩短。实现微电网与电动汽车的互联互动，不仅可以节约微电网中静态储能设备的投资，减小微电网的运行费用，而且还可以节省电动汽车车主的费用。第52页(1)储能系统选址100kW/100kWh铅碳电池储能系统拟放置于图文信息楼或转化医学大楼，总占地面积需50m²,与图书馆屋顶光伏发电系统毗邻，可供图书馆一半普通照明负载用电。(2)储能系统基础要求储能系统规格与承重要求如下表所示，100kW/100kWh铅碳电池储能系统总质量约10吨，总占地面积约50m²,单位面积承重达到0.20T/m²。5.2校园配电自动化建设闵行校区以工科、理科、生物医学类教育和的研究为重心，对供电可靠性、供电质量以及快速故障处理、安全用电等方面都有着较高要求。配电自动化是提高校园供电可靠性、供电质量和供电能力，实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。智能配电网将进一步拓展对配电网全景信息的获取能力，以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础，以服务生产全过程为需求，整合各种生产和运营信息，通过加强对电网业务动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供全面、精细和完整的配电网运营状态，并提供相应的辅助决策支持和控制实施方案，全面提升配电网运行和管理水平。第53页XXX大学范围内配电自动化建设项目根据XXX大学的定位、特点及发展条件，结合国家电网公司智能[2010]1617号文要求，通过建设校园内配电网系统，实现具有信息化、自动化、互动化特征的城市区域智能配电网，以进一步提升XXX大学的供电可靠性，为校内师生科学研究提供更加优质的电力服务。配电自动化是提高校园供电可靠性、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。XXX大学范围内配电自动化建设项目根据XXX大学的定位、特点及发展条件，建设校园内配电网监控系统，实现配电网运行状态监视和故障分析诊断等应用功能，提高对电网故障的处理速度，缩短判断和隔离故障时间，建成具有信息化、自动化、互动化特征的城市区域智能配电网，以进一步提升XXX大学的供电可靠性，为校内师生提供更加优质的电力服务。校园配电自动化采用三层结构：监控管理层、通信中间层、现场设备层。(1)监控管理层监控管理层即智慧能源综合信息监控系统中的配电自动化应用。(2)通信中间层上海闵行校区智慧能源建设方案通信中间层主要指主干光纤通信网、各个供电区的通信管理机、交换机及附属设备。(3)现场设备层现场设备层包括各个配电房、楼宇配电间、新能源发电及储能系统中设置的现场测控装置及通信汇集子站等。监控数据通过光纤上传至智慧能源综合信息监控系统。(配电网架构图)5.2.4.1配电自动化功能数据采集功能(1)模拟量采集配电柜模拟量参数(交流采集)通过配电自动化测控终端采集测量回路电流、母线电压等信息。(2)开关量采集开关量的采集包括各断路器的状态、保护动作状态。数据处理功能按扫描周期定时采集，对采集的有关数据进行实时处理和数据库更新。测量功能全部电量的测量采用交流采样获得，采样元件采用精密电压电流传感器，可测量回路的电压、电流、有功、无功及电度累加量；第55页 上海闵行校区智慧能源建设方案可以整定CT及PT的变比，显示一次、二次实际值。监视和报警功能系统能根据电力监控计算机发出的命令，实现断路器或开关的正常操作，倒闸操作和其他必要的操作。远程管理功能通过总控单元可实现远程控制、远程信号、远程调整、远程测量、远程改变定值、远程保护投退、远程信号复归等功能。(1)配电终端配电终端主要应用于开闭所、配电房或开关站等，是集中控制型配电自动化测控终端，最大可测量控制10条线路。可以壁挂式安装或组屏安装。板件组成配电自动化测控终端采用模块化设计。各模块组成及功能如下：主控板(CPU):由采样DSP和通讯DSP组成，2路以太网，1路RS232调试口，4路RS232/485;总线板(BUS):实现主控板与其他功能板件的电气连接；面板(DISP):完成蓝牙通讯、数据显示、LED指示、参数输入调试等功能；遥测板(YC):每块YC板可采集8个通道，可灵活配置通道遥信板(YX):每块YX板完成16路数字量开入；遥控板(YK):完成8个开关的分合闸开出；电源板(PWR):220V/100V/48V/24V电源输入、装置内部电源转换，2个开关的遥控输出，1路活化输出，±12V输出；电源管理模块：蓄电池管理及工作电源监视等功能；VSP5操作板：完成VSP5开关操作与管理.硬件功能>三遥功能遥测(YC)功能：采集、转换、处理模拟量并可同时向监控层传送，实现三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、三相电压电流不平衡率、谐波等参量的测量，实时监视馈电线路的运行状况。遥信(YX)功能：完成状态量采集功能，包括：开关分/合闸位置、远方/就地操作把手位置、弹簧储能位置、接地刀闸位置、熔断器熔断信号、SF6开关低气压信号、开关机构内加热器动作信号、电源失电信号、后备电源欠压信号、柜(所)门打开信号等。遥控(YK)功能：装置接受并执行来自主站或子站的遥控指令，完成开关的分、合闸及分合闸闭锁操作，具有当地控制功能，可就地实现开关的分、合闸及分合闸闭锁操作。>故障检测功能通过采集线路的电压、电流量，提供零序过电压、零序过电流、线路过负荷、线路三相过电流等检测功能。装置根据采集到的电流大小及设置的定值，能够自动快速判别第57页上海闵行校区智慧能源建设方案线路是否发生故障，区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障，并将故障信息和性质及时主动上报给配电自动化系统，以便进行相应故障处理。装置集成有1个RS232口，4个RS232/485口，以及2个以太网接口。所有通讯口均经过光电隔离，具有良好的抗干扰和防雷特性。适用于光纤、载波、无线、专线等各种通信方式；具有丰富的通信规约，如104、DNP3.0、101、SC1801、CAN2.0B等各种规约，能与国内配电自动化系统各厂家设备接口；与主站通信，实现数据转发、信息上送、接受并执行主战下发的控制命令，配合完成开关操作、集中式馈线自动化等功能；接收主站的对时命令，与系统时钟保持同步，使事件记录具有可比性。>调试、维护、管理功能具有参数、定值的维护管理功能；设备自诊断功能；当地调试、维护功能；蓄电池运行监测及管理功能；电源监视功能；逆相序、反极性检测功能。>统计及数据存储功能具有电能质量统计功能；负荷曲线存储功能；事件顺序记录功>可靠性功能设计具有程序自恢复功能；多种电压等级的电源供电功能；宽工作温度范围设计；多种开关的控制及测量接口技术；积木式热查拔设第58页计；RS485通信接口的防误接线功能；电源失电保护功能；安全防护功能。(2)通讯子站通信汇接型配电子站，向下最大可连接128台配电测控终端及其他低压设备采集终端等，向上可与2个配电主站进行通讯。用电信息采集是建设“信息化、自动化、互动化”智能电网的重要环节，对实现用电监控、负荷管理与预测、线损分析等智能用电功能具有重要意义。闵行校区用电信息采集系统，参照电力公司用电信息采集系统建设的相关规范，结合XXX大学电费计量方式的实际情况，将闵行校区智能电网楼为试点，实现自动抄表、电费计算等功能，并最终统一接入智慧能源综合信息监控系统。在闵行校区试点内计划建成覆盖全校所有公寓楼的用电信息采集系统，实现全校所有用户的电能数据、负荷数据、事件记录数据等信息的实时采集，实现：>用户电能量信息的自动采集。提高实抄率，杜绝估抄漏抄，提高数据同步性，确保数据准确、全面，为校园后勤管理中心管理、决策提供数据基础。第59页上海闵行校区智慧能源建设方案>电费统计计算。可以迅速判明损失点，使防、反窃电工作有的放矢，有效地避免窃电行为的发生；同时降低抄表工作的劳动强度，极大地提高劳动生产率，降低运营成本。>实时为用户提供用电信息。为建立科学用电和健全供用电秩序发挥重要作用。闵行校区用电信息采集系统，参照标准国家电网规范的用电信息采集系统架构进行建设。用电信息采集系统逻辑架构可分为监控层、通信层、采集层、接口部分。集中器器申能表电能表电能表思能表通信通道层采集设备层监控层 上海闵行校区智慧能源建设方案1)用电信息采集系统在逻辑上分为监控层、通信信道层、采集设备层三个层次。2)监控层指的是智慧能源综合信息监控系统中的用电信息采集应用。3)通信信道层是监控层和采集设备的纽带，为监控层和终端的信息交互提供链路基础。主要采用的通信信道是RS485、电压电力线、以太网、载波光纤专网4)采集设备层是用电信息采集系统的信息底层，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，该层可分为终端子层和计量设备子层，对于低压集抄部分，采用集中器+采集器+电能表。终端子层收集用户计量设备的信息，处理和冻结有关数据，并实现与上层的交互；计量设备层实现用电计量等功能。配电室采用10kV高供低计，低压计量箱已经安装了供电公司三相电表和集中器。安装闵行校区用电信息采集系统的集中器，需要在配电室单独立柜。第61页 上海闵行校区智慧能源建设方案第62页公寓楼的计量表柜安装在每层的强电间，全校新建的楼房，每层强电间安装与房间相对应的单相智能电表，并加装一台采集器。上海闵行校区智慧能源建设方案第63页闵行校区全校人才公寓为新建楼房，统一载波+以太网+光纤”的方式组网。人才公寓的居民电能表数据，由分布在楼层设备箱内的数据采集器，通过RS485实现本地采集；采集器利用电力线载波通信将数据传送给位于全校10kV变配电室的数据集中器；集中器再将数据传输至ONU,经EPON技术组建光纤专网，上传至用电信息采集系 上海闵行校区智慧能源建设方案智能教室、宿舍、办公室是物联网技术、控制技术向传统多媒体设备产业渗透发展的必然结果。校园作为现实世界最小的一个群体单元，随着经济生活水平的提高，智能教室、宿舍、办公室将提供一种新型的生活方式。房间智能化和校园能耗管理化的构想很早就已经提出，用户用电从被动参与向主动参与的转变，是电网发展的客观规律。近年来，随着经济水平的不断发展和科技水平的不断提高，先进的通信、信息和控制技术渗入到人类生活的各个领域，经济水平在不断发展的同时致使人们对电力的需求日益增加，然而居民不合理的用电习惯却导致大量的电能浪费，在我国能源紧张问题早就凸显出来，因此校园能耗管理越来越引起重视，如何有效管理能耗成为了重要的研究课题。只有以智能电网建设为依托，充分把握电力需求侧管理的要求，增强电网的综合服务能力和智能化水平，才能实现低碳、节能、环保的社会理念和新生活方式。选东上院建设智能教室、宿舍、办公室样板房，开展智能教室、宿舍、办公室应用推广示范。(智能教室图)基于EPON通信网络，通过光网络单元连接户内的智能交互终端、智能网关、PC等。同时，将物联网技术引入智能教室、宿舍、办公第64页 上海闵行校区智慧能源建设方案第65页室样板间，在教学楼中通过通信组网技术把各个多媒体设备与智能网关之间进行无线连接，组成网络，并在智慧能源综合信息监控系统中对智能教室、宿舍、办公室应用进行统一处理。同时能够实时收集水、电等资源使