安徽工程大學校園數字化能源監管系統一期工程建設方案目錄1 概述 32 編制依據 33 工程概況 43.1 建筑基本信息和使用情況 43.2 供電情況 53.3 供水情況 93.4 燃氣情況 103.5 網絡情況 103.6 分戶計量及監控需求 104 系統方案設計 104.1 建設目標 104.2 設計思路 114.3 表計配置 114.3.1電表的配置 114.3.2水表的配置 124.4 現場網絡 124.4.1 概況 124.4.2 子網配置原則及劃分 134.4.3 現場子網設備配置 144.5 系統結構 184.5.1 主干通信網絡 184.5.2 監管中心 194.6 系統技術選擇 204.7 系統技術指標 214.8 系統先進性分析 224.9 系統軟件 225 能源監管系統功能（以西華大學為例） 245.1 校園網絡拓撲結構 245.2 分類分項分戶計量 255.3 用能診斷 285.4 電能質量監測 305.5 節能控制 335.5.1 對校區內電開水爐、路燈、空調系統等進行節能控制 335.5.2 對教室照明進行節能控制 345.5.3 對公共建筑房間內分體空調、飲水機、室內照明的控制 345.6 分戶用電監控 355.8 數據顯示及報表功能 365.9 系統網管和報警 425.10 結論 426 主要設備清單和技術指標 436.1 關鍵設備技術指標 436.1.1 智能服務器 436.1.2 數據庫服務器 446.1.3 工作站 446.1.6 多功能電力監控終端 456.1.7 LH-EMT100能源管理終端 6.1.10 遠傳水表 466.2 主要設備清單 47安徽工程大學校園數字化能源監管系統一期工程建設方案概述隨著我國經濟的高速發展，建筑能耗,特別是國家機關辦公建筑和大型公共建筑高耗能的問題日益突出。學校作為大型公共機構建筑的重要組成部分之一，其特點是占地面積大，建筑物種類及數量多，校園供配電系統及自來水管網、熱網面廣、量大。目前校園的能耗、水耗抄表數據不完整、不全面，造成管理不到位、能源利用存在浪費現象。為了確保校園正常教學與科研的能源需求及科學管理且實現有效節能，很有必要建立能源遠程監控與管理系統、掌握校園建筑能耗的實時數據、對校園各種能源系統進行分布式監控與集中管理。在安徽工程大學建立的校園建筑能源監管系統可實現校園用能的實時在線分類、分項、分戶監測及自動化監控和節能控制、能耗數據自動采集與存貯、數據統計與分析、數據遠程傳輸和數據顯示打印、發布等，使學校能源管理部門對能源系統進行有效的監控與管理；為校園節能降耗研究、設計與改（建）造提供參考數據；對已實施節能改造的建筑提供節能效果真實數據。編制依據本技術方案編制依據和規范有：《高等學校節約型校園建設管理與技術導則》《高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則》《高等學校校園建筑節能監管系統運行管理技術導則》《高等學校校園建筑能耗統計審計公示辦法》《高等學校校園設施節能運行管理辦法》《節能監測技術通則》GB/T15316-1994；《公共機構節能條例》中華人民共和國國務院令；《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設分項能耗數據采集技術導則》；《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術導則》；《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術導則》；《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開發指導說明書》中附件1、2的要求；《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術、分項能耗數據采集、分項能耗數據傳輸技術導則以及系統建設、驗收與運行管理規范》；《智能建筑設計標準》GB/T50314-2000；《控制網絡LONWORKS技術規范第1部分：協議規范》GB/Z20177.1-2006；《控制網絡LONWORKS技術規范第2部分：電力線信道規范》GB/Z20177.2-2006；《控制網絡LONWORKS技術規范第3部分：自由拓撲雙絞線信道規范》GB/Z20177.3-2006；《控制網絡LONWORKS技術規范第4部分：基于隧道技術在IP信道上傳輸控制網絡協議的規范》GB/Z20177.4-2006；《電能計量裝置技術管理規程》DL/T448—2000；《電子遠傳水表》CJ/T224-2006；工程概況安徽工程大學校園校園占地1400余畝，房屋建筑總面積460000㎡，在校師生23000余人。建筑基本信息和使用情況學校公共建筑有教學辦公樓10幢，學生宿舍32幢，綜合實驗樓8幢及食堂、活動中心等輔助用房。用能主要為水、電、氣。建筑信息平面圖如下：校區平面圖供電情況目前校園采用7個變配電站給園區不同的區域供電，共配置7臺10千伏干式變壓器，其中2臺箱式變壓器，總容量為6030KVA。詳細如下表：變電站及變壓器情況序號名稱變壓器容量供電區域回路數量備注1老電房630KVA142總電房800KVAB\D座綜合實驗樓4分項\總3學宿箱變1000KVA學生宿舍4教宿箱變1000KVA教工宿舍5東區配電房800KVA東區供電6師生活動中心配電房1000KVA活動中心、體育館等147A座配電房800KVAA座教學實驗樓38各配電房供配電系統示意圖如下：A座配電室系統示意圖B\D座配電室系統示意圖老電房配電室系統示意圖活動中心配電房系統圖總電房系統圖其中學生宿舍區和教工宿舍區的供電分別由學宿箱變和教宿箱變供電，供電系統圖省略。電監控：所有變電所低壓總進線監測實現全校用電總量計量；實現全校各幢大樓用電總計量和各學院、各部門用電分戶計量，系統子網覆蓋各樓，為二期實現各房間分項計量作準備；變電所及各建筑計量均采用多功能智能遠傳電表，采集包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率等在內的相關電力參數方便用能分析；各變電所和各幢大樓數據實時遠傳至能源管理中心（暫定在A座一樓）。安徽工程大學校區電能監測與控制監測點如下表：序號配電房/建筑名稱電能監測、監控點位備注（電表安裝位置及方式）配電房電力監測（61點位）1總電房5出線回路；開孔安裝2老電房16出線回路；開孔安裝3A座配電房4出線回路；開孔安裝4B座配電房6出線回路；開孔安裝5D座配電房6出線回路；開孔安裝6活動中心配電房13出線回路；開孔安裝7學生宿舍箱變1開孔安裝8教工宿舍箱變1開孔安裝9東區配電房4開孔安裝10其他4單體建筑電力監測、監控（48點位）11號教學樓1-2層建工學院辦公室2樓層配電箱29號教學樓部分為人文學院、外語學院辦公室2樓層配電箱3工程訓練中心工作室15室內，遙控47號教學樓藝術學院151#-10#教學樓（1、5、6、9教學樓在變電所計量）36電氣、1#、2#27食堂、餐廳、面包房、食堂、地下超市、理發室、集體宿舍等138三個銀行、體育學院、小學等10供水情況安徽工程大學有1路市政總進水，供水管網遍及校園各個區域，目前的水系統管道設備老化現象嚴重，跑冒滴漏現象時常出現。區域供水表為二級水表，而各建筑進水水表為二級或三級水表。詳細的水表統計如下表所示：總表地點規格控制范圍數量備注中門DN200全校1裝傳感器DN200全校1二級表地點規格控制范圍數量教工區總表DN3001裝傳感器專家樓總表DN1501234教\ABD座總表DN10014號學宿北總表DN150環河北及東區1其他DN2002三級表地點規格控制范圍數量小學\幼兒園總DN1001ABD座DN200111學宿西南DN200男9-10；女1-5111學宿南DN200南12-16113學宿東DN200活動中心、訓練中心、5-9教、7學宿等1三食堂西DN200三食堂、四食堂、第二學浴等1圖北DN2001四級表地點規格控制范圍數量18學宿東DN20019-25學宿、5食堂1單體建筑規格控制范圍數量學生宿舍DN10032教學樓DN1009辦公實驗樓DN10010食堂DN1007四食堂（室內）DN2011室內更換浴室DN803開水房DN1002教工單身公寓DN403其他DN1007合計100燃氣情況學校用氣點均為食堂和開水房等，所有用氣單位均由市政用氣直接供給，根據學?，F階段對能源監管系統的功能需求，本方案對燃氣消耗的監管暫不作要求。網絡情況學校的校園網目前配置比較完善，各校區各建筑都集成在同一網絡中。校園網數據傳輸光纖已分布校內每一幢樓和每一個需要數據傳輸的地方。這一校園網的建設完成為本次建筑節能監管系統的數據網關與數據中轉站及數據服務器之間的數據傳輸創造了必要的條件。分戶計量及監控需求3.6.1共用建筑樓內用電分戶計量需求情況：1、1號教學樓1-2層為建工學院辦公室，裝表計量；2、9號教學樓部分為人文學院、外語學院辦公室，裝2塊表，分戶計量；3、工程訓練中心有15個教師工作室，已裝表，需分戶遠程控制用電情況；4、B座有兩個學院（機械工程學院，計算機學院），裝3塊表，分戶計量；5、D座有三個學院（管理工程學院，紡織工程學院，機電學院），分別裝表3塊；單獨計量。6、圖書館南北樓分別裝1塊電表；7、7號教學樓為藝術學院辦公，裝1個總電表計量；8、其它教學樓、辦公樓、實驗樓、食堂、浴室、開水房等校舍各裝1個總電表。系統方案設計建設目標安徽工程大學校園建筑能源監管系統建設采用本公司先進的分布式能源監管系統技術，總體目標為：各種建筑能耗實時分類/分項/分戶/精確計量，計量數據遠程傳輸，數據采集與存貯，數據統計與分析，數據發布與遠傳；為學校、科研單位、設計與工程實施單位的節能研究、設計與建設（改造）提供參考或決策依據；為建筑能耗統計、審計、監管與執法部門提供準確能耗數據；為建筑能源管理部門提供決策依據。以實時監測能源數據為依據，為學校的能源利用診斷、能源質量監測、能源賬單核對、節能控制、節能潛力分析、節能效果驗證、能源調度、保障健康與舒適環境、提高節能意識等提供有效手段，節能監控、監測實現有效節能，并提高校園能源的自動化管理水平。構建校園能耗監測總體框架，滿足初步階段對能源監管的整體需求，并為未來能源監管系統的擴充打下基礎。設計思路本系統具體設計思路概括如下：本系統的整體方案設計是充分利用校園已有網絡資源，采用具有國際先進水平的分布式控制網絡系統技術，通過校園主干網與LonWorks分布式控制網絡的無縫連接構建現代化校園建筑能源監管系統；實現校園水、電分類總計量。用電總計通過各變壓器低壓總出線累加實現；通過在配電室或建筑樓層出線回路安裝表計實現分戶計量；重點建筑實現根據樓層分布通過樓層計量實現各單位分戶計量，其余的教學樓、辦公樓和實驗樓實現建筑總計量；家屬區僅僅在箱變計量總用電；學生宿舍用電一方面通過各變電所的學生宿舍區用電回路累加獲得總用電，另一方面由軟件通過網絡直接在現有控電系統內獲取各宿舍用電詳細數據，該工作需要學校協調相關廠家開放數據接口；用水總計及各建筑用水計量通過對現有表計改造或加裝新的遠傳智能水表，遠程采集獲得；系統軟件采用B/S架構與C/S架構有機結合的方式，用B/S架構的軟件實現數據查詢的需求，用C/S架構的軟件實現系統的能源實時監控功能。表計配置4.3.1電表的配置電表配置原則為：一．電能總計量在每個配電房變壓器低壓總出線回路上安裝PM100D多功能電力監控終端（電表）；對單體建筑總用電計量原則上在配電室低壓出線回路上安裝表計，如單個出回路中含多個建筑，無法分開，則在建筑的配電室低壓總進線端安裝電表。通過軟件處理，得到學校的實時總用電量和各單體建筑總用電數據。二．所有電表均采用多功能智能電表，采集包括電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素等在內的相關電力參數方便用能分析。4.3.2水表的配置安徽工程大學現有的機械水表多數使用年限過長，老化且計量不準確，本方案將其更換為帶遠傳接口的智能水表，共需配置100臺，以獲得整個校園總的用水數據和各不同建筑單獨的用水數據。對采集的用水量數據進行平衡計算和定期增量分析，當某個表計出現異常時，系統立即報警。通過水表的智能接口讀取數據，并通過數據線將智能水表接入到現場子網?，F場網絡概況本系統現場采用Lonworks雙絞線控制網絡，具有拓撲結構靈活、傳輸介質和方式多樣、傳輸速度快、抗干擾能力強等優點，而且Lonworks現場網絡采用了P-CSMA/CD技術可實時通信、網絡的LONTALK通信協議符合國際標準可真正實現產品的互換性、網絡極容易擴充、修改和維護，此外LonWorks網絡與Internet無縫連接，可以實現遠程監控與遠程操作?，F場網絡由智能網絡控制器、各類智能表計、智能網關（用于連接第三方智能表計）等組成；其中現場網絡中的智能網絡控制器為美國埃施朗公司的i.LONSmartServer，執行LonWorks現場控制網絡至以太網的路由功能，向上通過系統通訊主干網與中心系統服務器進行通信，向下通過雙絞線與現場子網各終端設備進行通信，完成終端設備的數據采集和轉發，實現遙測、遙控等功能，同時起到協議規約轉換作用；能夠自動檢測10/100MbpsEthernet網絡，支持各種串口/網絡通信規約，通過UL認證。典型的單個現場監測子網結構示意圖如下所示：電力監控終端電力監控終端數據采集器網關LonWorks雙絞線網絡控制器智能水表智能燃氣表電力監控終端以太網照明智能監控終端能源管理終端網關現場網絡中的智能網關NLA-GW100由江蘇聯宏自動化系統工程有限公司自主研發,是集接口轉換及定時時鐘于一體的智能型網關，可方便的將帶RS232、RS485、RS422接口的設備接入到LonWorks網絡。子網配置原則及劃分子網配置根據被監測設備所在的物理位置和該位置區域內需監測的現有設備及未來將安裝并監測設備數量來配置，在需監測設備較為集中或地理位置較為獨立或具有通訊網絡條件或未來擴充的需要的區域，為有利系統運行和布線施工等因素，都要布置單獨的現場監測子網。安徽工程大學能源監管系統監測子網涵蓋了整個校區建筑的水電監管，區域面積大，又要考慮未來系統擴從方便。根據以上原則，安徽工程大學能源監管系統現場監測子網共分成19個，如下表：序號名稱范圍備注11號教學樓子網1號教學樓內及附近水22號教學樓子網2號教學樓內及附近水33號教學樓子網3號教學樓內及附近水44號教學樓子網4號教學樓內及附近水51號實驗樓子網1號實驗樓內及附近水老電房接入62號實驗樓子網2號實驗樓子內及附近水7圖書館子網圖書館內及周邊8A座教學實驗樓子網樓內及附近A座配電室接入9B座教學實驗樓子網樓內及附近總電房接入10D座教學實驗樓子網樓內及附近11一食堂子網樓內及附近建筑學宿箱變接入123學宿子網6棟男生宿舍（操場西）13女宿舍子網女生宿舍14北宿舍子網北邊6棟宿舍及2棟研159宿舍子網三食堂及西2棟宿舍16活動中心子網活動中心配電室17東區北宿舍子網4棟宿舍18東區中部教學樓子網5棟教學辦公樓19東區學生宿舍樓子網5棟學生宿舍樓現場監測子網劃分平面示意圖如下：現場子網設備配置老電房配表老電房共有15個低壓出線回路，1路低壓總進線。在每個回路都配置1塊電表，監測總電量和各出線回路所對應的建筑用電量，共配置16塊電表。電表的通訊端口通過雙絞線并接，連到所在子網的網絡控制器上。監測原理如下：配表圖如下：總電房總電房主要為B座、D座教學實驗樓供電，共有4個出線回路，照明與動力分項供電。每個出線回路配置1塊電表，變壓器低壓總出線配置1塊，共配置5塊電表。電表的通訊端口通過雙絞線并接，連到所在子網的網絡控制器上。監測原理同上，配表系統示意如下圖：A座配電房A座配電房有1個變壓器，42路低壓出線，為本座供電。因該樓已安裝智能控電系統，本次只安裝4塊電表?？偙?塊，生化學院辦公、科技處實驗室3塊。電表的通訊端口通過雙絞線并接，連到所在子網的網絡控制器上。B(D)座配電房B座和D座配電房供電方式相同，都有25個低壓出線回路，出線回路配置相似。以B座為例，B座配電室由總電房提供1路照明和1路動力低壓總進線，在照明和動力出線回路上都配置1塊電表，備用及室外泛光回路不配，用電量可通過總進線與出線電量相減獲得。共需配置6塊電表監測本座各學院分戶用電。電表的通訊端口通過雙絞線并接，連到所在子網的網絡控制器上。師生活動中心配電房該配電房共配置13塊電表，具體配表系統如下圖所示：教工宿舍、學生宿舍、東區配電房教工宿舍區用電在教工箱變上安裝1塊智能電表采集總電量。學生宿舍區用電在學生箱變上安裝1塊智能電表采集總電量。東區用電在東區配電房安裝1塊智能電表采集總電量，1塊計量第五食堂用電，同時預留2塊為即將建設的學生浴室和開水房使用，1塊為基建用電計量。智能水表配置安徽工程大學現有的機械水表多數使用年限過長，老化且計量不準確，本方案將其更換為帶遠傳接口的智能水表，共需配置共有100臺。水表監測不設置專門的監測子網，每塊智能水表的數據線和電源線就近接入現場子網，根據現場布線施工的難易綜合考慮接入哪個子網。系統接入示意圖如下：系統結構安徽工程大學能源管理系統采用先進的、安全可靠的、具有自主知識產權的“分布式高速實時控制網絡”核心技術和關鍵產品構建，系統由監管中心、主干通信網絡、現場監控網絡、各種智能計量裝置、智能網關（用于連接第三方智能計量裝置）等組成。整體系統結構圖一：整體系統結構圖二：主干通信網絡學校本身的校園網已經覆蓋到了校園內的每一棟大樓，因此只需有效利用現有的校園網就可以達到能源數據的傳輸目的，減少了工程造價，同時給施工帶來了極大地方便。監管中心校園能耗監管中心可以設置在校園內任何可接入網絡的地方，監控系統的設備安裝后，應保證系統設備的正常運行，保證顯示的直觀與清晰，且在操作員正常工作時，具有足夠的亮度。監控中心按GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》執行?？刂剖议T窗結構應嚴實，能有效隔音、隔熱；內側加裝窗簾監控中心環境要求：溫度：15～25℃；濕度：30～70％；照明：房間照明光線均勻柔和，平均照度為300lx；接地要求：監控中心綜合接地電阻≤1Ω。監管中心硬件配置1臺監控工作站；1臺數據庫服務器；1套大屏幕顯示設備；1臺打印機；UPS電源。監管中心軟件配置LH-1000建筑能源自動化監測和監管系統軟件；MSSQLServer2008數據庫軟件。顯示設備選擇工程投影機配電動幕布。投影機投影機選用主要指標如下：投影機技術 ：DLP；技術類型及規格：0.65英寸Dmd芯片；投影機亮度 ：4000流明；標準分辨率 ：1920×1080；對比度：40000:1；投影鏡頭：手動聚焦/手動變焦鏡頭投影尺寸：20-300英寸；投影距離：1.0-10.0m；屏幕比例：16:9（兼容4:3）；調整功能：自動梯形失真校正；輸入輸出：輸入:HDMI×2、VGA×2、DVI×1、復合視頻輸入×1、S視頻輸入×1、音頻輸入×2、色差×1；輸出:音頻輸出×2、VGA×1、12繼電器輸入×1；控制：USB×4、RJ45×1、RS232×1、紅外接收器×1燈泡規格：philips330W可換式燈泡；電動幕布投影儀配置120英寸電動幕布。對角線：120英寸屏面尺寸：2.44×1.83m；幕布比例：4：3；增益：2.5倍。系統技術選擇校園能源監管系統所要考慮的關鍵技術：關鍵技術要求解決措施現場監控網絡技術具有良好的靈活性、擴展性、實時性、可靠性，施工方便先進的LONWORKS現場監控網絡技術（見下表與傳統RS-485總線技術的對比）計量裝置多功能、智能化根據現場需求配置相應表計；對重要和有節能潛力的回路要配置多功能電力監控終端（測量電壓、電流、電度、功率等參數，有遙控、遙信、遙測及定時控制功能）計量信息接口技術在一個系統平臺上實現電、水、氣、熱能、油等各類能耗的采集將電表、水表、氣表、油表、熱能表等各種計量裝置方便的接入到現場控制網絡遠程傳輸網絡技術能源數據傳輸穩定可靠先進的遠程傳輸網絡技術保證數據的連續性和完整性。系統平臺與應用軟件技術高性能的系統平臺架構功能完善的應用軟件技術分布式系統架構，增強了系統的可擴展性、穩定性和執行效率；系統可靠性與環境適應性技術系統穩定可靠抗強電磁干擾、抗高溫/潮濕、抗振動、抗雷擊、系統防誤操作、高MTBF、低MTTR等其中現場能源監控網絡系統擔負著各類能源計量與監控裝置的連接、能源監測數據的采集、上傳以及節能控制命令下傳至每個能源監控裝置等作用，是整個能源管理系統可靠性及監測數據穩定傳輸的關鍵所在。目前普遍采用的是RS-485總線和LONWORKS控制網絡技術，這兩種技術的對比如下：類別RS-485總線LONWORKS控制網絡拓撲結構總線式總線式、星型、環型、自由型傳輸距離一般不超過1000米,現場施工時必須嚴格滿足總線式安裝要求，并有極性限制無極性限制，現場安裝極為方便總線式傳輸可達2700米，自由拓撲傳輸可達500米，電力載波傳輸可達300米，不帶電電力載波傳輸可達30KM無中繼傳輸介質雙絞線雙絞線、電力線載波、光纖、紅外、微波等傳輸速率實用傳輸速率一般小于4800BPS雙絞線傳輸速率78Kbps～1.25Mbps，電力載波傳輸速率為5Kbps通信協議采用MODBUS或類似通信協議符合ISO/OSI七層全開放通信協議抗干擾性系統抗干擾能力差，傳輸可靠性差系統抗干擾能力強，系統極為可靠與以太網連接與以太網系統集成時，須自行編制集成軟件與以太網無縫連接網絡規模32終端64終端，并通過網關、路由、中繼等幾乎可無限擴大網絡規模其他現場網絡控制器帶時鐘、長時間數據存貯器及時間表，確?，F場測量數據連續記錄綜合以上諸多優點，Lonworks技術應用于校園能源監管系統，在系統的穩定性可靠性、性價比、維護等方面具有明顯優勢。系統技術指標現場控制網絡雙絞線78kbps；電力線載波子網傳輸速率5.4Kbit/s遙測時間：≤3s電參數測量總誤差：≤1.0%水測量總誤差：≤5%±1個字熱測量總誤差：≤3%±1個字信息傳輸誤碼率：≤10-6MTBF（平均故障間隔時間）：≥20000hMTTR（平均修復時間）：≤1h系統先進性分析應用國際先進的Lonworks現場控制網絡系統技術，采用美國埃斯朗公司的Lonworks現場網絡控制器，其電力線和雙絞線載波通信，可根據現場情況靈活選擇，通過數字/模擬量輸入輸出模塊、網關橋接，兼容接入本項目各種類型、各種規格的模擬或數字、智能接口的計量設備與裝置，高度開放兼容其他系統接入，滿足各種規模建筑的能源能耗實時在線監測和數據收集；項目采用的Lonworks現場網絡控制器的數據存儲功能，根本上解決上線（監測中心）因網絡中斷等通信故障或其他原因造成中心數據的丟失問題，只要上線通信故障消除可根據中斷數據丟失程度從網絡控制器讀取全部或部分數據，以確保現場能耗采集數據的連續性；可擴展性。Lonworks現場控制網絡,其分布可點、線、面，現場終端設備和辦公建筑，幾乎達到可無限擴充，還可分散到不同地域。同時十分方便以后建筑節能管理和節能改造進行能源系統的控制擴展功能，滿足現階段分步實施；本項目只要具備有線或無線互聯網絡，經授權可本地、可任意地點移動進行遠程自動化遙測、遙信和遙控；可實現切換遠程運行桌面（底層網絡控制器網頁），實時瀏覽能耗數據采集系統的信息。對具有Lon接口的現場計量或監控終端，滿足Lonmark標準，符合Lontalk協議的能建立起遠程源代碼級的修改和調試，軟件遠程下載，進行遠程維護；對數據采集系統的運行狀態實時監控、故障檢測、報警，使系統運行始終處于監控狀態。系統軟件我公司擁有兩套能源監管系統軟件，一套為基于B/S架構的中心版軟件，一套是基于C/S架構的業主版軟件。兩套軟件都具有數據查詢、權限分級等功能，其中業主版軟件還具備管理控制功能。能源監管軟件應用B/S架構與C/S架構優缺點比較：1、B/S架構監控的實時性不高：該架構主要適用于數據統計分析的查詢，而不是實時監控。C/S架構軟件可以對校園能源監管系統進行實時的在線控制。2、B/S架構對現場設備監控模擬圖的制作較為困難。3、B/S架構用戶易于訪問，但也帶來很大的安全隱患，除了網絡攻擊的問題存在以外，用戶權限如果管理不嚴格，則用戶完全可能誤操作。特別是牽涉到設備的控制和參數設置則應盡量在固定的監控中心進行操作，在這種情況下B/S架構反而是一個重大的安全隱患。4、C/S架構軟件需要在每個用戶端安裝軟件。根據我公司大量的工程實踐經驗，遂向安徽工程大學建議用B/S架構的軟件實現數據查詢的需求，用C/S架構的軟件實現系統的能源實時監控功能。系統功能系統將具有如下功能：系統自動采集建筑的各分類能耗和分項電量數據并存貯在分中心數據庫；系統實時監測各供電回路的電壓、電流和功率等電力參數，在線分析各種用電回路的需量，識別有效負荷與無效能耗，從而可通過技術或行為節能方式，實現建筑的有效節能；通過一、二、三級水表之間的流量平衡關系對比和定期增量分析，可及時發現水系統主干管網的跑、冒、滴、漏等異常情況，方便排查。全部分析對比由電腦自動完成，提高學校能源管理自動化水平并有助于提高經濟效益；系統可擴展控制功能，在非工作時間對空調等回路實施關閉，從而節省大量的無謂能耗。對采集的計量數據采用每年每平方米的能耗量和每年每人的能耗量兩個能耗指標來評價其能源利用效率，其中建筑面積和人員的具體數值可配置，以提高系統功能的靈活性；由于系統各類能源的計量均以大樓為基本單位，各大樓的各類能耗總計均可獲得，從而可計算出各大樓單獨的能耗指標，方便各單位之間比對、管理；能源監管系統的硬件和軟件均采用模塊化結構，方便今后的系統擴展；系統按日、月、年打印或顯示能耗報表；系統提供建筑用能的同比與環比報表；采用棒直圖顯示能耗大小，用餅圖顯示各類能耗所占的比例，用趨勢圖顯示能耗的變化趨勢；能源監管數據可遠程上傳至上一級的能源監管中心；為學校的節能研究、設計與建設（改造）提供參考依據；為建筑能耗統計、審計、監管與執法部門提供準確能耗數據及決策依據。及時、積極、準確地記錄各建筑物能源消耗情況，建立能源消耗統計表。系統的硬件和軟件需采用模塊化結構，方便今后的系統擴展。具備自動報警功能，如設備故障報警；定額能耗單位限額區段報警。能源監管系統功能（以西華大學為例）主要功能實施內容能耗計量能耗分類總計量實時監測所有高、低壓變電所，并對各個建筑安裝水表監測。獲得校區總用電量、總用水量、總用氣量。大樓用電總計量及分項計量實時監測所有10kV變電所低壓出線回路、教學樓的低壓總進線、大樓分項用電回路，獲得所有大樓的總用電量，分項用電量。分戶用電計量實時監測每幢大樓每個樓層的低壓總進線，獲得每個樓層（部門）的總用電量，以及學生宿舍用電量。水計量實時監測每幢樓的進水管及每個食堂的進水管，獲得每幢大樓用水量及食堂用水量。氣計量實時監測每個食堂的進氣管，獲得每個食堂的用氣量。能源監控用能診斷以實時監測有功功率、電量、水量、氣量為依據，進行變壓器負荷率分析，配電網各級用電回路負荷分析，線損分析以及水管網和氣管網的平衡檢測與分析。節能潛力分析和效果驗證以實時監測的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素等電力參數為依據，進行節能潛力分析和節能改造項目的節能效果驗證。節能控制校區內開水爐、道路照明及景觀照明、空調系統，水處理設備等節能控制；教室照明節能控制；公共建筑房間內分體空調、飲水機、室內照明集中控制。分戶用電監控學生宿舍用電負荷實時監測，超負荷自動斷電；學生宿舍、校內各部門及商戶欠費斷電。變電所自動化變電所遙測、遙信、遙控、遙視與環境監測。能源質量監測電能質量監測實時監測電壓、頻率、功率因數等電力參數。節能改造節能改造中央空調系統、照明系統、熱水系統改造、圍護結構等改造系統集成一卡通集成能源監管系統與校園一卡通集成，實現能源消費網上支付。校園網絡拓撲結構主干通信網絡采用光纖環網（如下圖所示），對全校的能源實現監控和管理。分類分項分戶計量全校用能總計量對每個變電所的低壓總進線、所有的市政進水和進氣進行計量，從而得到整個校區的總用電量、總用水量和總用氣量。建筑能源計量能源監管系統對校園建筑大樓的能源進行分類分項計量。分類分項依據是《高校建筑節能監管系統建設技術導則》。下圖為教學樓單體建筑界面：上圖為教學樓分類分項監測界面，對大樓內電、水兩種能耗實現總計量，電實現分項計量，水表將原有機械表全部更換為智能表，數據自動采集。分戶用電計量上圖為分戶監測界面，不僅對建筑內的電、水兩種能耗實現總計量，而且還針對每個單位的用電情況進行監測，實現大樓電能的分戶計量。上圖為宿舍能源分類分項分戶監測界面，不僅對建筑內的電實現總計量，而且還針對每個單位的用電情況進行監測，實現每幢宿舍樓電能的分戶計量。用能診斷電網以實時監測的有功功率、電量、功率因數等實時數據為依據，進行變壓器負荷率分析、配電網各級負荷和線損分析，有效防止偷電、漏電等情況的發生，并且有針對性的對配電系統進行優化。下圖顯示的教學樓變電所1#低壓總進線的回路監視參數界面：三相不平衡三相不平衡由圖中的三相電流判斷該供電回路存在三相不平衡現象，其造成的影響輕則降低線路和配電變壓器的供電效率，重則會因重負荷相載過多，可能造成某相導線燒斷、開關燒毀甚至配電變壓器單相燒毀等嚴重后果。因此，對電力參數進行監測是十分重要的，能夠使能源管理部門及時發現用能中存在的問題，提高用能效率。水網實時監測每幢大樓的進水管及每個食堂的進水管，從而獲得每幢大樓及食堂的實時用水量。通過一、二、三級水表之間的流量平衡關系對比和定期增量分析，可及時發現水管網的跑、冒、滴、漏等異常情況，方便排查及時堵漏，節約用水。氣網上圖顯示的是高校的用氣情況，通過用氣總量和每一層用氣節點的用量進行氣管網平衡檢測與分析。電能質量監測實時監測每個回路的電壓、功率因數、頻率等電力參數。上圖可以看出，教學樓電所低壓總進線1#回路A、B、C三相的功率因數分別為0.99、0.94、0.48，可見A相和B相功率因數正常，C相無功補償失效。另外，可以看出電壓在230V左右，明顯偏高，應積極采取措施，提高電源質量，節約用電。7.4節能潛力分析和節能效果驗證查詢教學樓1#低壓總進線的電壓曲線，發現供電電壓偏高，而實踐證明電壓每升高10V，大多數用電設備的電耗將超過其額定電耗的10%以上，并且會縮短設備的使用壽命。查詢教學樓變電所兩條低壓總進線有功總功率的歷史曲線如下：發現在凌晨3:20時，低壓總進線1#的負荷為51.96KW，低壓總進線2#的負荷為201.63KW，大樓總負荷為253KW，夜間負荷偏大。系統中各種能耗可以實現按時段查詢并以餅圖顯示，清楚的顯示能耗比重，從而為管理者有效節能提供依據，挖掘節能潛力。上圖顯示的是行政樓2011年4月份總電耗按照明插座、動力、空調、特殊用電分項能耗的餅圖。從上面的餅圖分析可以看出大樓內的照明插座用電占總電量的比重很大，經查證樓層存在電腦待機、公用設備未及時關閉等現象。節能控制對校區內電開水爐、路燈、空調系統等進行節能控制開水爐控制界面：上圖顯示的是教學樓的開水爐實現定時控制，節能控制前后對比效果如下圖所示，可見，實施控制后節能率達50%以上。路燈監控如下圖：空調系統控制界面：對教室照明進行節能控制采用本公司自行研制開發的LMT100照明智能控制終端是適用于室內照明智能控制、遠程管理、節能等需求的智能化控制終端。能夠主動檢測室內人員活動、環境光強度等，智能開啟、關閉光源；可通過遠程管理，定時、定量控制室內光源；能夠有效改變長明燈等浪費現象，節約電能。該報警裝置有三部分組成：照明智能控制終端、照度檢測裝置、紅外人數統計裝置。分別用于燈光智能控制、檢測環境光、統計室內人數。本控制終端采用FT5000神經元芯片、雙絞線組網，保證可靠通訊，便于遠程實時控制。對公共建筑房間內分體空調、飲水機、室內照明的控制校區能源監管系統中對公共建筑房間內分體空調、飲水機、室內照明的控制。DIDIDO空調1照明1照明2飲水機插座客廳溫度傳感器室內取電開關LonWorks網絡能源管理終端室內能源監控結構圖對分體空調以及室內的飲水機、室內照明，采用我公司生產的能源管理終端對其進行節能控制，實現定時控制等功能。室內能源監控功能： 室內總用電計量，每臺空調用電計量，通過室內總用電量及空調用電量計算照明插座用電量；實時檢測室內用電功率，當負荷超過額定值20%時，自動跳閘；自動檢測室外環境溫度和濕度，當10℃≤室外環境溫度T≤26℃時，切斷空調電源，禁開空調；每個房間配置取電開關，當人員全部離開時，切斷總電源，將人走忘關的照明、排風扇、空調、飲水機等無謂能耗降至最小。在房間設溫度傳感器，通過用能管理制度要求房間空調夏季溫度不得低于26℃，冬季不得高于20℃，當檢測到某些房間溫度超過上述范圍時，予以通報，逐步使全體房間人員養成節能的習慣。電力需求側響應：當用電高峰負荷過大，供電局發出降負命令時，發布公告要求房間人員將空調溫度降低或升高若干度，并通過溫度傳感器確認，或直接自動切斷房間空調。分戶用電監控對學生宿舍、校內各部門及商戶的用電情況進行實時監控，從而可以解決管理惡性負載、超負荷自動斷電、欠費斷電等一系列問題?？梢圆榭疵總€宿舍的電壓、電流、功率、電量等電力參數，從而對宿舍用電進行實時的管理。如下圖所示，可以設置功率上限值，實現超負荷跳閘，過流跳閘等。還可查看表剩余電量，系統根據剩余電量通知用戶交費，提高宿舍的管理水平。數據顯示及報表功能系統按日、月、年打印或顯示全校各單位的總能耗、總電耗、分戶用電報表，為能源管理部門提供準確能耗數據及決策依據。下面顯示的是全校月度總能耗和總電耗月報表：下面是全年總能耗和總電耗年報表：由上述報表可以得知大樓8月的單位人均能耗為30.7434千克標準煤，單位面積能耗為0.6602千克標準煤；單位人均電耗為247.92kWh，單位面積電耗為5.32kWh。單位面積能耗和單位人均能耗是評價能源利用效率的關鍵指標。上圖顯示的是2010年8月份教學樓分戶用電月報表，從這張報表中可以看到大樓中每個單位的用電情況。單位面積能耗、人均能耗報表下面兩幅圖是教學樓的樓層用電排序報表。根據樓層用能的排序情況，督促能耗高的樓層加強管理，提高節能意識。同比及環比報表下圖為教學樓2009年12月與11月能耗環比的報表：由上圖可見，因冬天天氣變冷，環比率大部分達到40%左右，特別是空調用電的環比率達到73%。下圖為大樓2010年和2009年能耗同比的報表：累計量查詢對電、水、氣各類能耗每日用量采用棒直圖顯示，并區分工作時間和非工作時間的能耗，便于分析和對比。下圖顯示的是2010年7月份逸夫管理樓1#低壓總進線每日用電量棒直圖：從此圖中可以看出，因學校放暑假，從7月10日開始能耗明顯降低。一周中非工作時間的能耗基本與工作時間的能耗相同，沒有明顯的下降趨勢，因此在非工作時間對用電情況進行有效管理（如晚上無人時關燈，關閉空調插座等）是十分必要的。下圖顯示的是2009年12月每日逸夫管理樓水箱進水量查詢棒直圖。南園綜合樓2009年12月負一層氣表1每日用氣量如下圖：周末學校食堂正常工作，所以該氣表每天的用氣量基本在23立方米左右。系統網管和報警對系統網絡設備及所有智能計量裝置實施網管，若出現異常，設備將閃爍提示工作人員并彈出報警窗口。下圖是教學樓系統網絡結構圖，圖中有一臺計量表閃爍報警。結論我公司開發的能源監管系統滿足《高校建筑節能監管系統導則》要求，并充分考慮高校的能源管理需求，方案經專家論證。該系統在一個開放式平臺上實現了大學的各種能耗的在線分類、分項、分戶計量、節能控制、能源質量監測、系統集成，能源系統的分布式監控與集中管理為大學的能源管理與有效節能提供強有力的技術手段；項目投入運行以來，系統功能完善，運行穩定可靠，使大學的能源監管系統達到國際領先水平，對推進四川乃至全國高等院校節能監管體系建設具有極其重要的示范意義。主要設備清單和技術指標關鍵設備技術指標智能服務器美國Echelon公司的i.LONSmartServer智能服務器是一個多功能的、智能能源管理設備，它能夠應用到任何基于IP的應用中，部署和管理簡單方便，能夠本地或遠程控制等能力使得i.LONSmartServer極其靈活易用。它既可以作為獨立的服務器使用，又可以和你所選擇的控制系統相互集成。i.LONSmartServer內置多種行業的標準協議，例如Echelon公司的LonWorks技術、SOAP/XML、Modbus、M-Bus、數字I/O和脈沖輸入以及用戶自定制的驅動，因此，i.LONSmartServer智能服務器提供了前所未有的連通性而且還不需要支付額外的費用。主要功能無縫鏈接現場監測網絡至TCP/IP以太網；內置時間表、數據記錄及報警管理功能；通過內置配置網頁進行當地或遠程配置，通過通用網絡瀏覽器對內置網頁進行遠程瀏覽；電力線載波（PL-20）或雙絞線（TP/FT-10）接口；2個光電隔離數字量輸入；2個高電壓、高電流繼電器輸出；2個電、水或氣脈沖計量輸入；10/100BaseT以太網接口；1個RS-232接口；可選自動撥號MODEM；內置實時時鐘；SOAP/XML網頁服務接口。【主要技術指標】現場監測網絡通道類型TP/FT-10雙絞線/PL20C電力線載波以太網口RJ-45調制解調器V.90模擬MODEM串行口EIA-232數字輸入光電隔離干觸點，30VAC/DC數字輸出240VAC·10A或24VDC·10A脈沖計量輸入DIN43864工作電源100-240VAC50/60HZ工作溫度0℃~50℃存貯溫度-40℃~85℃工作濕度10%~90%，無冷凝6.1.2數據采集器(網關)數據采集器的主要功能是根據儀表不同的協議類型發送對應的指令，收到儀表反饋的數據后，進行解析并以TCP/IP數據包的方式發給上位機。在此過程中如有錯誤或報警出現，則全部發給上位機軟件，以便用戶可快速排查、定位故障點。支持不少于128臺計量裝置的數據采集，并能同時支持三種不同協議并發主動采集與傳輸；工作狀態有兩種工作模式，一是定時自動模式，可根據用戶事先設定的采集間隔自動進行采集、上發；二是用戶模式，可根據上層用戶指令隨時采集；并支持模擬量數據采集與傳輸；采集器與數據中心的通信數據包格式必須符合《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術導則》、《高等學校節約型校園建設管理與技術導則》的要求；實現《高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則》中的系統受時功能，或支持NTP協議，能夠設定NTP服務器地址，并與NTP服務器進行時鐘同步，從而達到系統時標的統一和管理，使采集上報數據的時戳統一準確。采集器和計量裝置之間應采用符合各相關行業標準的通信協議，使用RS-485/Modbus方式連接。對于電能表，參照行業標準DL/T645-1997《多功能電表通信規約》執行。對于水表、燃氣表，參照行業標準CJ/T188-2004《用戶計量儀表數據傳輸技術條件》執行。支持Modbus開放式協議，參照國家標準GB/T19582-2008《基于Modbus協議的工業自動化網絡規范》執行；現場數據采集模式。采集器通過現場總線與現場智能數字電表、水表、蒸汽表構成一個完整的現場數據采集系統；具體數據采集間隔時間可根據現場實際情況設定。應當采取多種系統安全性措施，如上層網絡狀態的偵測，下層儀表設備的故障判斷與定位，本地微型數據庫的使用，在網絡狀況不好的情況下，采用大容量的可移動數據存貯器，數據可就地保存，至少可保存90天歷史數據，網絡狀況恢復時又可“斷點續傳”。提供跟后臺系統應用軟件的數據完整性自動維護機制，保證系統數據的100%完整性。支持向至少三個數據中心（服務器）并發發送數據。具備本地配置和管理功能(WEB方式配置、專用接口配置與維護等)，并支持遠程配置和管理功能。運行可靠、操作安裝方便、免于維護、自診斷自恢復、能抗擊各種干擾。支持對數據采集子系統故障的定位和診斷，并支持向數據中心上報故障信息，支持對于故障計量裝置的更換不影響能耗數據采集器其他部分的正常工作。數據采集器須通過國家權威機構出具的電磁兼容性測試報告。6.1.3數據庫服務器采用IBMX3650m3機架式服務器，該服務器技術指標如下：XeonEM64TQuad-CoreE5506/2.13GHz(四核)/800MHz/4M；4GB,內存；4×146GB15K3.5"SASHot-SwapHDD；2*GigaEthernet，LightPath；DVD；ServerRAIDM5015陣列卡；鍵盤、鼠標；6.1.4工作站采用研華IPC610MB工控機，該工控機技術指標如下：CPU：酷睿雙核E5300；硬盤：250G；光驅：DVD；內存：DDR2GB（1GB×2）；網卡：集成10/100自適應以太網卡；聲卡：集成聲卡；顯卡：內存512MB；擴展槽：4個PCI插槽、1個AGP插槽；鍵鼠22英寸液晶顯示器：分辨率1280×1024以上，32位真彩6.1.5多功能電力監控終端采用江蘇聯宏自動化系統工程有限公司的NLA-PM100D多功能電力監控終端，NLA-PM100多功能電力監控終端是集遙測、遙信、遙控及定時控制等功能于一體的多功能電力監控終端?？蓮V泛應用于發電廠、變電站、開閉所等用電場合；能充分滿足交通、建筑、企業能源管理、城市及農村配電網、城市道路照明等領域的自動化監控及電能計量的需求。該產品通過電力工業電力系統自動化設備質量檢驗測試中心的型式試驗，取得中華人民共和國制造計量器具許可證。主要功能及技術指標如下：測量三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能、頻率等電參數；LED屏顯示，顯示三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能、輸入輸出狀態等參數；支持三相四線制和三相三線制接線方式；可通過面板操作，現場設置和控制輸出；三相電壓、電流采樣回路電氣隔離；3路光電隔離開關量輸入；實時時鐘功能，支持遠程校時；數據掉電保存；3路光電隔離繼電器輸出，可設置為電平或脈沖工作方式，脈沖寬度可調；3路獨立雙定時控制輸出；LonWorks雙絞線接口（TP/FT-10）或電力線接口（PL-20C）可方便地接入LonWorks網絡；一個光電隔離RS-485接口或RS-232接口，支持標準Modbus-RTU、DNP3及DL/T634.5101-2002通信規約；具有三相電壓、電流、功率、功率因數報警門限設置功能，及超門限報警功能?！局饕夹g指標】規格3×220V/380V5（6）A準確度電壓0.2級、電流0.2級、有功功率0.5級、無功功率1.0級、有功電能1.0級電力測量范圍電壓AC44V~300V、電流AC0A～6A開關量輸出容量AC250V/5A、DC30V/5A工作電壓AC85V~265V、DC100V~300V工作溫度-25℃～55℃相對濕度5%～95%，無冷凝平均功耗≤5W結構尺寸96mm×96mm×112mm絕緣電阻各回路相對外殼之間絕緣電阻＞100MΩ絕緣強度交流回路、開出回路、電源回路≥2kV開入回路≥500V電磁兼容靜電放電抗擾度GB/T17626.2-2006/IEC61000-4-2：20014級射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.3-2008/IEC61000-4-3：20023級電快速瞬變脈沖群抗擾度GB/T17626.4-2008/IEC61000-4-4：20044級浪涌抗擾度GB/T17626.5-2008/IEC61000-4-5：20054級6.1.6遠傳水表水表選用直讀式遠傳水表。日常計量無需供電，只是遠程抄表時才需供電。通信接口：Lonworks；最大允許誤差：在從包括qimn在內到qt不包括的低區中的最大允許誤差為±5％，在從包括qt在內到qs包括的高區中的最大允許誤差為±2％；指標符合《GB/T778-1996冷水水表》、《CJ/T224-2006電子遠傳水表》。主要設備清單安徽工程大學校園建筑能源監管系統設備清單序號名稱型號品牌或產地數量單位監管中心1數據庫服務器IBMX3650m3XEON2.13GHZ(四核)4GDDR3內存/4*146GSAS硬盤/ServerRAIDM1015陣列卡/DVD美國IBM1臺2工作站研華工控機IPC610MBCPU-酷睿雙核E5300/內存2G/硬盤250G/DVD/鍵鼠/22英寸LCD顯示臺灣研華1臺3建筑能源自動化監管系統軟件LH-1000聯宏1套4建筑能源監管系統軟件(cs)LH-1000聯宏1套5中文版服務器操作系統WINDOWS2008Advancedserver微軟1套6數據庫管理軟件MSSQLServer2008微軟1套7A4彩色打印機HP1008惠普1臺8投影儀、幕布Acerp750+120吋幕布宏基、紅葉1臺9操作臺3工位北京1臺10服務器機柜1800*600*960江蘇1臺11不間斷電源（UPS）2KVA/1H山特1套12交換機5口Tp-link1臺配電室13多功能電力監控終端（監測型）PM100D聯宏59臺14電流互感器BH-0.6640I正泰177個單體建筑及分戶15多功能電力監控終端（監測型）PM100D聯宏25臺16多功能電力監控終端（監控型）PM100D聯宏23臺17網絡控制器iLon100埃施朗19臺18電流互感器BH-0.6640I正泰144個水系統監測23無源直讀水表傳感器DN2003個24遠程水表DN2009塊25遠程水表DN1502塊26遠程水表DN10069塊27遠程水表DN803塊28遠程水表DN403塊29遠程水表（室內）DN2011塊30水表數據采集器D-32001-db01-a聯宏97臺線材31電線BVR2.5江蘇遠東2km32電線BVR1.0江蘇遠東2km33電線RVV2×1.0江蘇遠東7km34雙絞線RVVP2×1.0江蘇遠東13km35網線5類江蘇遠東0.6km主要設備清單安徽工程大學校園建筑能源監管系統設備清單序號名稱型號品牌或產地數量單位監管中心1數據庫服務器IBMX3650m3XEON2.13GHZ(四核)4GDDR3內存/4*146GSAS硬盤/ServerRAIDM1015陣列卡/DVD美國IBM1臺2建筑能源監管系統軟件LH-1000聯宏1套3數據庫軟件MSSQLServer2008微軟1套配電室4多功能電力監控終端（監測型）PM100D聯宏59臺5電流互感器BH-0.6640I正泰177個單體建筑及分戶6多功能電力監控終端（監測型）PM100D聯宏25臺7多功能電力監控終端（監控型）PM100D聯宏23臺8網絡控制器iLon100埃施朗19臺9電流互感器BH-0.6640I正泰144個水系統監測10無源直讀水表傳感器DN2003個11遠程水表DN2009塊12遠程水表DN1502塊13遠程水表DN10069塊14遠程水表DN803塊15遠程水表DN403塊16遠程水表（室內）DN2011塊17水表數據采集器D-32001-db01-a聯宏97臺線材18電線BVR2.5江蘇遠東2km19電線BVR1.0江蘇遠東2km20電線RVV2×1.0江蘇遠東7km21雙絞線RVVP2×1.0江蘇遠東13km22網線5類江蘇遠東0.6km北京朝陽醫院高效用能監測管理平臺建設方案北京市屬醫院高效用能監測管理平臺試點項目組2014年4月

TOC\o"1-4"\h\z\u一、項目概述 61.1項目背景 61.2北京朝陽醫院概況 61.2.1北京朝陽醫院基礎信息 61.2.2北京朝陽醫院組織結構 81.2.3北京朝陽醫院建筑分類 101.2.4北京朝陽醫院能耗分類 111.3北京朝陽醫院用能監測管理系統需求 12二、能耗現狀分析 132.1北京朝陽醫院用電分析 132.1.1系統現狀 132.1.2點位統計表 162.1.3能耗流向圖 172.1.4主要問題和需求 182.2北京朝陽醫院用水分析 192.2.1系統現狀 192.2.2點位統計表 212.2.3能耗流向圖 242.2.4主要問題和需求 262.3北京朝陽醫院暖通空調用能分析 262.3.1系統現狀 262.3.2點位統計表 272.3.3能耗流向圖 292.3.4主要問題和需求 302.4北京朝陽醫院其他能源用能分析 312.4.1系統現狀 312.4.2點位統計表 312.4.3能耗流向圖 322.4.4主要問題和需求 322.5北京朝陽醫院重要設備分析 322.5.1本部院區主要醫療設備統計 322.5.2主要問題和需求 362.6北京朝陽醫院環境參數調研 362.7匯總結論 37三、規劃思路與總體目標 393.1規劃思路 393.2總體目標 393.2.1全面掌握各類能耗的數據以及基礎信息 393.2.2提供各項能源消耗量數據分析 403.2.3設備安全運行管理 403.2.4環境監控 403.2.5統一平臺 40四、整體方案設計 414.1設計依據和規范 414.2醫院能耗模型 424.3建設范圍 434.3.1主要原則 434.3.2建設步驟 432）第二階段：北京朝陽醫院完整用能監測管理平臺建設 434.3.3具體建設范圍 444.3.4北京朝陽醫院分類分項能耗統計 454.4總體架構 474.4.1系統簡介 474.4.2系統網絡拓撲圖 484.5能耗計量及數據采集系統 514.5.1計量裝置與采集器的組網和傳輸說明 514.5.2 計量裝置和數據采集器具體對應統計 534.5.3分獨立考核單元計量算法分析 554.5.4項目實際計量裝置和采集器安裝介紹 564.6監管中心硬件建設 884.6.1監管中心拓撲結構 884.6.2各類能耗數據采集 884.6.3數據處理與存儲系統 894.6.4數據展示子系統 904.6.5數據上傳系統 904.6.6網絡要求 914.6.7監管中心環境要求 914.8監管中心平臺主要功能 924.8.1登陸校驗功能 924.8.2總覽頁功能 934.8.3能耗分析功能 934.8.4能耗對比功能 944.8.5能耗排名功能 954.8.6負荷預測功能 964.8.7定額設置和定額查詢功能 964.8.8費率設置和費用查詢功能 974.8.9費用分攤設置和分攤查詢功能 984.8.10管理診斷功能 994.8.11實時監測功能 994.8.12告警管理功能 1014.8.13綜合報表功能 1024.8.14系統管理功能 1024.9主要設備及參數說明 1044.9.1數據采集器 1044.9.2三相多功能電表 1054.9.3三相導軌式多功能電表 1064.9.4單相導軌式多功能電表 1064.9.5遠傳水表 1074.9.6能量表 1084.9.7CO2+溫濕度傳感器 1094.9.8CO濃度傳感器 1114.9.9PM2.5傳感器 1114.10設備清單 1124.11投資預算 1164.12價值分析 116五、北京朝陽醫院高效用能潛力分析和建議 1175.1管理節能建議 1175.2節水分析 1185.3空調節能分析 1195.3.1水泵變頻改造方案 1195.3.3水力平衡調節方案 1205.3.4空調系統優化控制 1205.3.5空調配電系統改造 1215.4照明節能分析 1215.5鍋爐改造分析 1225.6圍護結構改造分析——玻璃貼膜 1235.7電梯節能分析 1245.8電壓質量優化管理 1245.8節能改造初投資及節能效益分析 126一、項目概述1.1項目背景由于能耗高，大型公共建筑（以下簡稱“大型公建”）節能降耗成為我國今后一段時間里節能減排工作的重點。加強節能管理、高效用能是國民經濟和社會發展“十二五”計劃的重要內容。近年來節能、環保、可持續發展的理念已受到廣泛重視和推廣，衛生領域隨即提出了綠色醫院的理念。在堅持科學發展觀的指導下，醫院的建設需要遵循我國建設節約型社會的主張,運用科學的理念與決策,遵循安全、品質、高效的原則。隨著醫院業務量的持續增長以及人們健康意識的不斷增強，醫院的能源消耗水平呈現自然增長趨勢，如何有效提升能源利用效率，合理控制能耗增長是醫院后勤管理人員面臨的最為現實及嚴峻的問題。此次，北京市醫管局高瞻遠矚，牽頭組織在北京朝陽醫院率先啟動市屬醫院高效用能監測管理平臺的建設，旨在提高能源管理水平，加強安全生產運行、實現節能管理，不僅可以降低醫院綜合運行成本，更可以提升醫院競爭力，同時可以作為北京市乃至全國范圍的其他醫院開展能源管理工作的標桿和榜樣。1.2北京朝陽醫院概況1.2.1北京朝陽醫院基礎信息首都醫科大學附屬北京朝陽醫院創建于1958年2月24日，是北京市衛生局直屬醫院，是集醫療、教學、科研、預防為一體的三級甲等醫院，是首都醫科大學第三臨床醫學院，也是北京市醫療保險A類定點醫療機構。2004年年底，中鐵建總醫院正式劃轉北京市并入我院，正式命名為北京朝陽醫院京西院區。北京朝陽醫院是2008年第二十九屆北京奧運會定點醫院。醫院現為一院兩址（本部和京西院區）。醫院總占地面積10.28萬平米（本部5.08萬平米；京西院區5.2萬平米），建筑面積21萬平米（本部15萬平米；京西院區6萬平米）。床位1910張（本部1410張；京西院區500張）。固定資產171950萬元。職工近3600人（本部2800人；京西院區800人）。年門急診量超過300萬人次，年收治住院病人約50000人次，手術約18000例。北京朝陽醫院以呼吸病學、心臟病學、高壓氧醫學、職業病學、實驗醫學、急診醫學、泌尿外科學為優勢學科，以器官移植、微創手術、介入治療為技術重點?，F有北京呼吸疾病研究所、北京市高壓氧治療研究中心、北京市器官移植中心、北京市職業病與中毒醫學中心、首都醫科大學呼吸病學系、急診醫學系、核醫學系、血液病學系、危重癥醫學系、骨外科學系、風濕病學系、泌尿外科學系;首都醫科大學心血管疾病研究所、國家生命科技人才培養基地、北京市臨床檢驗中心、北京市病案質控中心、世界衛生組織煙草與健康合作中心、衛生部急診醫學教育合作項目培訓基地等十余個研究和學術機構均設于北京朝陽醫院。北京朝陽醫院承擔著國家“十五”和“十一五”科技攻關課題、國家863計劃項目、973計劃、國家SARS防治緊急科技行動項目、國家禽流感防治專項基金項目、國家自然科學基金項目、衛生部科研基金項目及教育部、人事部和北京市等多個科技攻關課題及項目，年均獲得科研基金約2800萬元，年均發表論文數約600篇，年均獲省部級科學技術進步獎5項，并多次榮獲國家和省部級科技進步獎勵。北京朝陽醫院承辦《國外醫學器官移植》分冊、《中國病案》、《國外醫學移植與血液凈化分冊》、《中華疝和腹壁外科雜志》等期刊。截至2013年7月統計數據，北京醫院服務規模為1880個床位，門急診人次達到3580738，手術人次達到30836。所有業務指標均比2012年保持穩步增長。具體數據見下圖：年度編制床位數（張）實際開放床位數（張）門急診（人次）出院人次病床使用率平均住院日手術人次數20121880187635807387010494.179.123083620111880186032351836423093.619.822887320101880184728154225534492.6511.042611720091530168525057454924489.3611.07236041.2.2北京朝陽醫院組織結構北京朝陽醫院下設9職能管理處室，分別為職能科室、管理科室、臨床科室、醫技科室、其他附屬機構、首都醫科大學第三臨床學院、紀檢辦公室、工會、團委等，負責全院的醫療、行政管理等事務。其中職能科室設有15行政管理部門，分別為院長辦公室、黨委辦公室、人事處、保衛處、醫務處、護理部、門診部、科研處、總務處、教育處、基建處、財務處、審計處、醫保辦公室、離退休辦公室等。管理科室下設一級管理科室和二級管理科室，其中一級管理科室設有醫院管理研究室、疾病預防控制處、醫院感染管理辦公室、物資器械中心、醫院質量評估與控制辦公室、信息中心、社會工作辦公室、藥事部等；二級管理科室設有第五住院部、社區醫療辦公室、七棵樹管理辦公室等。臨床科室設有內科系統、外科系統、心臟中心、婦產科、兒科、五官科、中醫科、其他臨床科室等。醫技科室設有藥劑科、檢驗科、臨床檢驗研究中心、放射科、超聲醫學科、核醫學科、基礎醫學研究中心、病理科、營養科等。其他附屬機構設有北京市呼吸疾病研究所、北京市臨床檢驗中心、北京市社區康復中心、北京市高壓氧醫學治療研究中心、北京市器官移植中心、北京市職業病與中毒醫學中心、北京市多發性骨髓瘤醫療研究中心、北京市化學中毒救治基地、國家級化學中毒救治基地臨床部、北京市朝陽醫院法醫物證司法鑒定所等。首都醫科大學第三臨床學院設有附屬機構和臨床醫學系，其中附屬機構設有首都醫科大學心血管疾病研究所、首都醫科大學泌尿外科研究所、首都醫科大學肺癌診療中心等；臨床醫學系設有首都醫科大學呼吸病學系、首都醫科大學核醫學系、首都醫科大學急診醫學系、首都醫科大學危重癥醫學系辦公室、首都醫科大學血液病學系、首都醫科大學骨外科學系等。北京朝陽醫院2003年確定并“一二三”發展戰略。一是明確一個基本定位：凝煉先進文化的國際化品牌醫院；二是抓住兩條工作主線：學術與學科建設工作和經濟與經營管理工作；三是服務三個主體市場：社會醫療保障市場、商業醫療保險市場和專病?？浦黝}市場。醫院實行院黨委領導下的院長負責制。院科采取逐級聘任制度。為保障醫院長期科學可持續性發展，醫院制定“一二三”發展戰略和中遠期發展目標，并實行總量控制和目標責任制。醫院實行科學化與人性化相結合的現代化管理模式，制定有管理、人事、財務、醫療質量、后勤安全和應急預案等多方面完整的職能管理和考核制度。醫院實行動態管理以保證這些制度始終處于持續改進中。北京朝陽醫院組織機構詳細內容見下圖：1.2.3北京朝陽醫院建筑分類北京朝陽醫院建筑主要包括主體功能區域建筑、教學樓及醫院附屬服務樓。其中主體功能區域建筑包括：門診樓（A樓）、門診病房樓（B樓）、發熱門診樓、急診樓、醫技樓、病房樓（C、D、E、F、G樓）、病理樓、門診樓（京西）、門急診樓（京西）病房樓（京西）、行政樓（京西）。其中，門診樓（A樓）、門診病房樓（B樓）、醫技樓、病房樓（C、D、E、F、G樓）通過走廊連接為一體式建筑。醫院附屬服務樓包括：醫院醫師宿舍、鍋爐房、氧氣站、污水處理站、后勤樓、警務工作室、治安室、收發室等建筑物。北京朝陽醫院建筑平面圖，如下圖所示：1.2.4北京朝陽醫院能耗分類北京朝陽醫院的能源消耗種類分別有電力、水、天然氣、汽油、柴油、外購熱力等。其中近幾年的能源消耗統計如下：電水天然氣外購熱力汽油柴油單位千瓦時噸立方米（萬元）升升201325254857681775.231437777550.635866.43302012245748536806941648597551.7386591382011247846046515411506451995.243193212由上表可見，北京朝陽醫院2013年消耗電25254857千瓦時，水681775噸，天然氣1437777立方米，外購熱力550.6萬元，汽油35866.43升，柴油30升。在業務穩步增長的同時，電和水均僅有小幅的增長，而天然氣、外購熱力、汽油、柴油都略有下降。1.3北京朝陽醫院用能監測管理系統需求北京朝陽醫院對于能源管理仍有較多的需求，主要體現在如下幾個方面：掌握各類能源的具體分布以及消耗，即數據采集全面且細化。基于上述的數據，通過分析以便于更好的指導有效的節能。通過對重要用能設備的監管，確保用能安全，提高醫院服務質量。將現有系統與能源管理平臺融合，統一管理，減少運維成本，提升管理效率。增設專職管理部門及人員，加強對醫護人員以及后勤管理人員的規范管理。將節能管理責任量化，并分解到各專業、各科室，建立相關的考核管理制度，建立一套責任明確，獎罰分明的管理制度。

二、能耗現狀分析醫院擔負著救死扶傷的重任，與患者的健康和生命息息相關，使得醫院建筑及其用能特點有別于一般公共建筑。醫院建筑有兩類差異較大的室內環境控制，一類是量大面廣的一般科室如普通病房、科室，只需季節性舒適空調；另一類是有無菌與濕度控制要求的如手術室、重癥監護病房、無菌病房等，需全年空調，特別溫濕度控制是保障無菌環境的關鍵因素。北京朝陽醫院隨著業務量的不斷增大，醫院建筑體量也越來越大、樓層越高、床位越多、科室越多，造成電、水、暖等能源供應系統半徑大大增加，引起輸送能耗增多、管道沿層水溫變化大、無法管理維護等不合理能耗問題。本次主要針對北京朝陽醫院高效用能監測管理需求，對本部院區的水、電、暖等能源系統展開全面調研，醫院用能系統進行摸底，制定高效用能監測管理平臺解決方案。根據進度計劃，本次建設方案不包括北京朝陽醫院京西院區，下文中除特殊說明，北京朝陽醫院均代表本部院區。2.1北京朝陽醫院用電分析2.1.1系統現狀結合項目現場勘查情況以及設計圖紙可知，北京朝陽醫院主變配電室位于B樓負一層，由兩路10KV高壓電源供電，能滿足二級負荷的供電要求，一路為7500KVA，另一路為2500KVA。另外，在C樓和D樓一層有兩個0.4KV配電室以及食堂、教學樓等附屬樓也有配套的低壓柜。北京朝陽醫院設有一臺TC10001200KW/1500KVA柴油發電機組，主用功率為1200kW作為第二路電源。當10kV市電停電，自動啟動柴油發電機組，供電一級負荷柴油發電機組15S內達到額定轉速、電壓、頻率后，投入額定負載運行。當市電恢復30~60S（可調）后，自動恢復市電供電，柴油發電機組經冷卻延時后，自動停機。柴油發電機組為風冷型，其進、出風及基礎以生產廠家提供數據為設計依據參數。機組為應急自啟動型，應急起動電源切換裝置及相關設備由廠家成套供貨。對于朝陽醫院配電系統來說，由于醫院對用電的連續性要求高，所以投運多年來一直沒有進行過設備檢修，一般也就是每年四月份供電局做審查的時候會停電，整個供電系統運行現狀不夠良好?，F狀一：變配電室低壓出線缺少智能電表，無法計量有功電度。朝陽醫院的市政供電線源頭位于門診病房B樓負一層的變配電室，其低壓柜上已經安裝了珠海派諾的PMAC600B和PMAC720網絡電力儀表358臺，其中型號為PMAC600B的電流表295臺無法滿足“監測和計量三相（單相）有功電量”的功能要求。病房C樓一層低壓柜未裝表、病房D樓一層低壓柜安裝了傳統的電流指針表，除了病房C樓2臺進線柜安裝有安科瑞ACR200E智能儀表，其余140臺表計需要加/換表后接入高效用能監測管理系統。現狀二：樓層及各科室缺少智能電表，無法計量有功電度。根據現場調研情況和分類分項選點設計原則，為了精確監測和計量醫院各個業務科室的照明、插座、空調、特殊用電等分項用電，需要在設備端或樓層箱加設智能電表并提供RS485通訊接口。以上工作施工，主要在各個樓層電箱、重點用能設備機房完成，工作量大。現狀三：原電力監控系統監控功能簡單，建議將所有數據接入高效用能監測管理系統。朝陽醫院B樓負一層變配電室設置有合眾科林PMSoft電力監控后臺系統一套，系統故障率較高，后臺廠家每年維保費用約4萬元左右。目前電力監控系統主要功能是對358臺網絡電力儀表、6臺變壓器溫控器、1臺柴油發電機的電力系統運行狀況進行監視，建議將所有數據接入到高效用能監測管理系統，其中網絡電力儀表屬于電分項計量的基礎點位、變壓器和柴油發電機屬于重點設備監控?，F狀三：制冷站、鍋爐、開水鍋等大能耗設備無法監測和管理。對于特殊用電當中的鍋爐房、水泵房、制