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学校能效管理系统解决方案

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发布时间:2021-07-29 12:52:52

学校能效管理系统解决方案 


01 项目概况

国务院向全国发出建设节约型社会的号召,这是推进经济,社会协调发展,建设小康社会的内在要求;是缓解资源供需矛盾,保障国民经济安全的必然选择;是保护生态环境,提高人民生活质量的根本途径。各高等院校应该从全局和战略的高度出发,充分认识加快建设节约型社会的紧迫性和重要性,通过提高师生节约意识,优化资源配置,提高学校投资效益,完善管理制度,建立长效节约机制等措施,来建设节约型校园。

高校能源监管平台建设是改变传统计量、统计方式,提升校园能源管理和节能工作的水平,提高用能能效的重要措施。此项建设提出至今已有十年之久,但建设现状不容乐观。该项工作或因学校建设前期规划方案和平台的设计而异;或因技术支撑单位承建能力、施工水平差异;或因平台采购器件、硬件、软件的品质差异和建设标准的缺失等因素,导致一些高校所建的能源监管平台不能正常运行和建设搁置。高校建筑类型和数量多,占地面积很大,校园不仅有教学楼、科研楼、行政办公楼等公共建筑,而且有宿舍楼等居住建和食堂、浴室等生活辅助建筑,建筑类型的多样化必然能导致能耗种类的多样化,面积大也导致数据采集和设备运维的难度。

学校属于人员密度比较高场合,对消防安全高度重视。学生宿舍用电使用科学化的管理也非常必要。为了避免非法使用发热电器导致宿舍火灾,在宿舍用电回路增加恶性负载识别功能,另外教学楼、办公楼、宿舍楼、图书馆、体育场馆、食堂用电回路需要增加对漏电电流和线缆温度的监测。

校园内科学合理使用能源,达到安全用能、节能减排的目的,充分利用信息技术,建立校园能源管理系统。

02 用户需求

学校能源管理系统的建立主要基于以下几个方面需求:

2.1 对校园能源消耗进行实时监测,通过软件实现基础性的能耗统计,同时配合能源审计,能效公示构成新型校园建筑节能管理体系,体现了校园能源消耗过程的管理及节能改造成效管理;

2.2 基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标;

2.3 对图书馆、教学楼、办公楼、食堂、宿舍体育场馆等人员密集的建筑消防疏散通道、出口有明显的指示灯具,并可以通过不同应急预案进行紧急控制;

2.4 对每间宿舍分空调、插座照明两路独立电源配电,两路电源的供电保护、供电控制、供电时间相互独立,可以由学院根据管理需要决定两条用电回路各自供电时间;

2.5 对学生宿舍用电设置恶性负载识别功能,对宿舍用电用水进行预付费管理,可以对接校园一卡通自助充值;

2.6 对学校电动汽车充电桩和电瓶车充电指定点位的充电桩进行统一充值收费管理;

2.7 监控软件采用B/S架构,接入以上监测数据,通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警,并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。

03 参照标准

本方案遵循的标准有:

JGJ310-2013《教育建筑电气设计规范》

GB50052-2009《供配电系统设计规范》

GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》

GB/T 2887-2011《计算机场地通用规范》

GB/T 50063《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

DL/T 448 《电能计量装置技术管理规程》

GB/T 20965-2013《控制网络HBES技术规范 住宅和楼宇控制系统》

GB 50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》

GB 14287-2014《电气火灾监控系统》

GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

GB28184-2011 《消防设备电源监控系统》

GB29364-2012 《防火门监控器》

GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》

《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》

《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》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》

04 方案设计

4.1 方案概述

根据学校能源管理系统相关要求,方案配置学校能效管理系统解决方案。能效管理子系统包含以下子系统:

● 能源运维管理系统

● 智慧消防系统

● 学生宿舍预付费管理系统

● 电瓶车/电动车充电桩管理系统

● 智能照明系统

● 消防应急照明和疏散系统

方案建立基于云平台的“监、控、维”一体化的能源管理系统,从数据采集、通信网络、系统架构和综合数据服务等方面的设计,帮助学校后勤管理部门了解校园能源运行情况,关注消防和电气安全,及时预警异常情况,保障学校正常教学秩序。

4.2 网络结构

能效管理系统作为一个集成系统,可以接入高低压配电系统各类传感设备,包括微机保护测控装置、多功能仪表、剩余电流传感器、直流屏、压器温控仪、暖通仪表(水、冷热量、工业气体等)以及其它电源系统,包括柴油发电机、UPS、光伏、风力发电、储能系统等等。系统可分为三层监控管理层、网络传输层和现场感知层。可以把学校所有开闭所、变电所、配电箱进行集中监控,管理,对校园能源消耗进行实时监测,通过软件实现基础性的能耗统计,对消防安全进行云端监控。

监控管理层作为主要的人机接口界面,包含数据服务器、监控主机等,承担数据采集、存储、展示、打印等功能。网络传输层包含智能网关以及其它网络设备。传输数据可使用局域网,也可以依赖运营商提供的互联网服务传输数据。作为边缘计算的智能网关承担数据采集、逻辑判断、规约转换、数据压缩加密和断点续传功能,提高系统运行可靠性和稳定性。现场感知层设备用于感知电、水、冷热量等能源数据,并上传至智能网关或者通过4G/NB-10T等方式直接上传数据服务器。

4.3 设备功能

主要配置配置清单、功能如下:

05 系统功能

学校综合能效管理系统是为学校提供能耗管理、电能质量和用能安全监测的整套解决方案,包括能源的来源(国家电网、风光储等新能源、水、天然气、燃油等)、能源使用过程的监测、能源分类分项能耗数据统计以及用能安全监控,协助学校消除能源消耗盲,提高配电系统运行和用能安全,为学校降低运营成本,优化资源配置,提高学校投资效益,完善管理制度,建立长效节约机制等措施来建设节约型校园。

5.1 平台登录

学校综合能效管理系统可通过统一登录接口进入到主功能菜单,可以直观看到所有子系统功能界面。

5.2 变电所运维系统

软件采用B/S架构,可通过电脑WEB端、平板或手机APP查看系统数据和报警信息。

● 变电站状态

变电站状态包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。

● 平台看板

支持大屏展示用户运维变电所概况、环境监测、实时电压、实时负荷、实时电量、配电图等。

● 电力数据

电力数据显示选定变电所选定回路的电力数据和曲线,包括电流、相电压、线电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、电压、电流不平衡度等参数,并支持导出图表;并支持支持逐日差值统计,方便用户通过用户通过表格查询数据。

● 电能质量

展示选中变配电站的某一个回路的谐波数据,可通过选择谐波类别和谐波数量选择查看某一回路的谐波数据。

● 用能报表

用能报表显示各回路的用能数据,包括日报、月报、年报,日报显示分时用能,月报显示分日用能,年报显示分月用能,报表可以导出。

● 事件记录

事件记录方便运维人员查看分析设备如断路器合分、门开门关、电流电压越限告警、故障告警、短信志、平台运行日志等记录。

● 安全用电

展示选中变配电站的漏电流和线缆温度及报警状况。

● 运行环境

运行环境包括环境监测、视频监控、环境温湿度、仪表通讯状态、网关通信状态、视频监控、视频设备状态等。

● 设备管理

设备管理包括设别定义、设备档案和设备报表,在设备档案中对变电所设备进行维护处理。

● 运维管理

运维管理包括任务管理、巡检记录、缺陷记录三部分,其中任务管理可以完成任务的创建、发布、任务完成情况查询;巡检记录是巡检任务的执行情况和执行明细,缺陷记录是消缺任务创建、发布、完成状态情况查询。

● 用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据,对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析,并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。

● APP应用

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块,支持一次图、需量、差值、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询,设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。

5.3 能源管理系统

校园能源管理系统是通过在线能源数据采集、能源管理作为系统支撑,实现一体化的能源管控;通过能源统计、分析、展示等这些有效的技术和管理手段,可实现校园综合节能率的大幅度提升并为“智慧校园”建设提供强有力的技术支撑。

充分利用学校校园网现有资源,搭建校园智慧能源管理系统的基本框架,建设校园智慧能源管理系统监测网络,对学校的各个用能环节进行实时监测。

实现校区教学区、生活区单体建筑及单位用电总计量。各建筑及单位用电计量考虑在各变电所的低压出线回路加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测,数据累加实现;针对不具备单独低压出线回路的建筑,在建筑和单位的总进线侧加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测。

提供同比环比分析比较、线损分析、按照区域进行能耗数据统计、按照部门进行能耗统计。

● 平台概况展示

系统登陆成功进入主页面,平台运行状态,当月能耗折算、地图导航,各能耗逐时、逐月曲线,当日,当月能耗同比分析滚动显示。也可以通过3D图形方式展示项目现场模拟图,以更直观的方式对项目中建筑或设备数据进行动态展示。

● 建筑用能概况

主要展示被选中建筑物基本信息,建筑各个分类用能对比,当日逐时趋势,当月逐日趋势和尖峰平谷分时段用能柱状图。能源类型可选择电、水、可再生能源等等能源类型,并折算标煤。

● 建筑用能统计

统计当前账号下所有建筑日、月、年用能统计报表,可选择以报表或者图表方式显示,可导出excel表格形式保存。

● 用能同环比分析

可选择查看当前建筑用能数据同比和环比分析比较,可选择日/月/年周期进行对比,通过柱状图和百分比数据显示对比结果。

● 能源流向图

通过图形方式直观显示当前建筑能源消耗流向,鼠标悬浮可以显示当前区域或者回路的用能数据,起始日期和截止日期可选择。

● 支路能耗概况

可选择查看具体某个回路的能源消耗趋势,包括日均负荷曲线展示、日月用能对比数据、过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的能源消耗数据。

● 能耗费用报表

系统可设置能耗单价,并通过报表方式显示日、月、年能耗账单。

● 配电监测

可选择查看所选建筑的配电系统一次图,并在一次图显示配电系统当前遥测、遥信数据和状态。

● 分项能耗

展示当前建筑的照明插座、空调、动力和特殊用电,通过饼图、柱状图显示能源占比、同比对比以及分项用能趋势。

● 部门能耗

展示当前建筑各科室部门的用能情况,通过饼图、柱状图显示能源占比、同比对比以及分项用能趋势。

● 区域能耗

展示当前建筑各区域的用能情况,通过饼图、柱状图显示能源占比、同比对比以及分项用能趋势,可按照楼、楼层等方式区分。

● 用能安全监测

通过监测配电回路的漏电电流和线缆温度来分析建筑的用能安全。

● 环境监测

通过现场加装传感器可以实现对教学楼、宿舍楼、图书馆、实验室等区域温湿度、CO、CO2气体浓度监测和烟雾监测并预警。

5.4 智慧消防系统

智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防,实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防,到火情报警,再到控制联动,在统一的系统大平台内运行,用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况,并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下,在几秒时间内,相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段,就迅速能够迅速通知到达相关人员。