维合智慧建筑能源管理云平台

概述

    维合建筑能源管理平台由硬件设备和软件系统组成。硬件设备中计量表和采集网关符合《国家导则》中的规定，用于对用能设备的数据采集和存储分析，软件系统基于维合能源管理系统软件作为数据采集平台开发，具有其工业系统的

处理能力。针对各类建筑的能源消耗特点和需求，维合建筑能源管理系统在高等院校、医院、大型园区、高层建筑、节能示范建筑等各有不同的应用。

    应用于大型建筑（2万平方米以上）的能源管理系统适用于国家机关、集团公司、大型商场、酒店、高层写字楼等建筑类。系统设计符合建筑用户能源消耗环节的分类和分项要求，动态展现建筑用户的能耗监测、平均能耗、对标分析、能耗变化趋势等分析结果。根据用户的不同特点和规模大小，推出两套应用于不同场合的能源管理系统，即独立单位能源管理系统和集团单位能源管理系统。

（1）单栋建筑（或独立单位）能源管理系统

    应用于单独建筑或单独物业管理管理机制的建筑群的能源管理，侧重于能耗数据的采集、统计、分析功能，对各用户的能耗进行计量收费结算，具备能耗数据上传数据信息中心、上级管理机构的功能。

（2）建筑群（或集团单位）能源管理系统  

    应用于国家机关、集团单位、建筑楼群的总体能源管理，侧重于总体及下属机构、分公司的能耗数据的汇总、统计、对比、分析和直观展现功能，得出其能源的消耗排名、消耗费用、变化趋势等分析结果，通过多角度直观的图表展现给各级领导和各管理部门，同时根据这些分析结果帮助制定考核、管理制度，辅助领导决策。

维合建筑能源管理系统采用B/S架构，将分析展现的结果通过Internet进行WEB访问。

建设目标

1) 通过管理系统的建设，实现能源分类分项精确计量和能源分户运行监管功能，对今后能源管理、能耗定额管理等提供数据保障和决策依据；

2) 数据统计与分析，数据发布与远传，分析优化能源运行方案，记录和积累各种能源使用状况；

3) 从真正意义上实现能源使用实时在线监控，为管理者、研究者提供不同层次的管理权限，随时随地可以对能源系统进行访问，并实现远程管理。提供能源利用诊断、节能控制、能耗计量分析、节能潜力分析、节能效果验证，提高节能意识等提供有效手段。

4) 充分考虑平台系统对各种能耗系统管理的整合扩展能力。

5) 系统建设实施分为3个阶段：建设运行、深化分析、改善提高，此3个阶段环环相扣，并且形成一个PDCA环，促进节能工作的持续发展。

节能监管体系总体建设规划图

6)  将示范楼的用电系统的电能数据、用水数据通过远程手段采集和传输到数据中心，从而实现具有实时数据采集、远程传输、动态显示、科学分析和预测、日常报表管理等功能。

能耗的分类分项计量

 能耗分类

    能耗数据是能源管理分析的基础，对于每一类建筑，需要采集的数据指标分为建筑基本情况数据和能耗数据采集指标两大类。建筑能源管理系统的分析基础来自于建筑内的各种能耗数据的采集，依据建筑物的不同功能区域和系统设计，针对能源管理系统的分析需要进行选择性的数据采集，采集依据下表中的分类标准。能耗数据采集指标包括各分类能耗和分项能耗的逐时、逐日、逐月和逐年数据，以及各类相关能耗指标。各分类能耗、分项能耗以及相关能耗指标。

除此之外，建筑基本情况数据包括建筑名称、建筑地址、建设年代、建筑层数、建筑功能、建筑总面积、空调面积、采暖面积、建筑空调系统形式等表征建筑规模、建筑功能、建筑用能特点的参数。此类数据通过系统录入或导入获得。

结合《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采集技术导则》及本项目示范楼的实际情况，对应于能耗类型，需要按以下能耗类型指标进行分类采集：

对应于能耗分项，按以下电量分项采集：

  系统的考核能耗指标：

分项用电

 按国家导则要求，电量应分为4项分项，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。电量的4项分项是必分项，各分项可根据建筑用能系统的实际情况灵活细分为一级子项和二级子项，是选分项。其它分类能耗不应分项。用电分项计量如下图：

（1）总电量计量

采集对象：变配电室总供电回路。

采集信号类型：模拟量：I--电流、U--电压、P--有功功率、Q--无功功率、PF--功率因数、E--电度量。

采集方法：通过在变压器低压侧总回路上安装多功能三相电表，通过采集网关直接采集数据。

  （2）分项用电计量

A.空调用电，包括：

①　吸收式制冷机用电

②　1#地源热泵用电

③　2#地源热泵用电

④　1楼VRV空调机组用电

⑤　4楼VRV空调机组用电

⑥　冷冻水泵用电

⑦　采暖循环泵用电

⑧　蓄冷泵用电

⑨　补水泵用电

⑩　冷却塔用电

⑪　新风机组用电

B.照明插座用电，包括：

①　照明和插座（办公）用电、走廊和应急照明用电

②　空调系统末端用电，包括新风机组、风机盘管（若空调调系统末端用电不可单独计量）

C.动力用电，主要为电梯用电

D.特殊用电，包括：太阳能热水系统用电、信息机房用电、监控系统用电等。

系统整体规划

建筑能源管理系统包括数据集成、数据存储管理、基础信息管理、能耗数据设备监管服务、数据接口等部分组成，如下图所示。

（1）数据集成：用于多种集成技术方案，获取第3方的数据，如其他的能源管理系统资料、数据库数据甚至终端仪表的转换数据。

（2）数据采集：通过计算机通讯技术手段，对能耗的分类分项进行实时的采集。

（3）数据存储： 通过分布式存储技术对耗能设备、采集计量仪表、分类分项能耗数据、业主信息、建筑信息、系统运行日志等进行存储。

（4）监管服务：监管服务是整个节能监管平台的核心业务，它包含整个系统中数据的各种应用。

（5）数据服务：为第三方的系统提供数据访问接口，或直接将数据传送给第三方的系统。

（6）集成服务：与第三方的系统进行整合，实现应用与数据的交互。

系统组成架构

为保证系统的稳定性，维合建筑能源管理系统由三层组成，如下图所示：

建筑能源管理系统架构图

第一层：数据感知层，由各种能耗计量仪表组成，如：热量表、网络水表、网络电表等。

主要由网络电表、电流互感器、网络水表、远传热量表等组成。所有监控单元相对独立，按一次设备对应分布式配置，完成监测和通信等功能，同时具有动态实时显示运行参数、故障信息和事件记录等功能。数据经RS485通信接口或M-BUS通信接口接入采集网关。

（1）网络电表

    用于电力参数计量，为具有RS485接口的网络电能表。为了节约线路，相同等级配电支路的电压共用，从母线上取得，在各电表前加装断路器，用于保护线路和检修此电表。远传电表技术要求：

   ① 电表为直读式智能电表，非脉冲信号输出，带RS485通信接口；

   ② 电表的通信协议须符合中华人民共和国电力行业标准《多功能电能表通信规约》（DL/T645-1997）或《多功能电能表通信规约》（DL/T614-2007）；

   ③ 具有《制造计量器具许可证》及相关认证；

   ④ 通信协议为标准的Modbus协议，通信协议可开放给第三方集成。

（2）电流互感器

     配电室低压配电柜内监测回路及末端配电箱需要分项计量处增加电流互感器，根据电流选型。

（3）网络水表

     符合国家行业技术标准，收集数据用于系统分析管理。技术要求：

   ① 水表为直读式智能水表，带RS485通信接口；

   ② 水表精度不低于B级；

   ③ 符合国家或行业相关标准：

       《电子远传水表》（CJ/T 224-2006）

       《住宅远传抄表系统 数据专线传输》（JG/T 162-2004）

       《户用计量仪表数据传输技术条件》（CJ/T 188-2004）

   ④ 表计具有《制造计量器具许可证》及相关认证；

   ⑤ 通信协议为标准的Modbus协议，通信协议可开放给第三方集成。

（4）热量表

   ① 符合《热量表》CJ128-2007规定，带RS485或M-BUS通信接口；

   ② 整体二级计量精度，具的《制造计量器具许可证》、《计量型式批准证书》；

   ③ 分体式结构，采用电磁流量计，高精度，无运动部件。

   ④ 通信协议为标准的Modbus协议，通信协议可开放给第三方集成。

第二层：采集网络层，是数据感知层与应用管理层的网络连接、数据和命令的交换。由采集网关对各仪表采集数据，向上层传输数据，带数据过滤与存储功能，并向下层传递控制指令，采集网关接口丰富，可兼容RS485、M-BUS等通信接口的仪表。

采集网关：用于数据收集、交换，连接于能耗计量表计与交换机之间，是本系统重要器件，可使系统的各种监测设备接入以太网，同时适用于多种设备的通信转换（如：Modbus-TCP/IP）。1台采集网关下行有4个RS485接口，每个接口可带32块表计（电表、水表、热量表等），由网络中心为每台采集网关提供独立的IP地址，采集网关通过TCP/IP通信协议，将数据传输到数据集中器，供上级管理中心调度数据使用。

 第三层：应用管理层，通过服务器与管理软件，实现能耗计量、网络温控、能耗分析、能耗查询、能耗警报等功能。

由建筑能源管理软件、服务器等组成。监控主机采用高性能计算机，结合能耗监控软件实现电力系统的全部监控和管理功能，系统软件基于多进程、多任务Windows Server 2008中文操作系统。系统在配电室值班室内设监控主站一套，系统主站设备包括监控服务器、UPS、打印机等设备,系统监控服务器的电源由不间断电源(UPS)提供,系统通讯布线由系统网络拓朴图确定。

通过本地服务器接口，Web浏览器客户端或其他有安全级别的终端服务器，将数据呈现给不同级别权限的用户并进行控制访问。