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1、安徽工程大学安徽工程大学校园数字化能源监管系统一期工程校园数字化能源监管系统一期工程建建设设方方案案目目 录录1 1概述概述.3 32 2编制依据编制依据.3 33 3工程概况工程概况.4 43.1建筑基本信息和使用情况.43.2供电情况.53.3供水情况.103.4燃气情况.113.5网络情况.113.6分户计量及监控需求.114 4系统方案设计系统方案设计.11114.1建设目标.114.2设计思路.124.3表计配置.134.3.1 电表的配置.134.3.2 水表的配置.134.4现场网络.134.4.1概况.134.4.2子网配置原则及划分.144.4.3现场子网设备配置.164.5
2、系统结构.194.5.1主干通信网络.204.5.2监管中心.204.6系统技术选择.224.7系统技术指标.234.8系统先进性分析.234.9系统软件.245 5能源监管系统功能（以西华大学为例）能源监管系统功能（以西华大学为例）.26265.1校园网络拓扑结构.265.2分类分项分户计量.275.3用能诊断.305.4电能质量监测.335.5节能控制.365.5.1对校区内电开水炉、路灯、空调系统等进行节能控制.365.5.2对教室照明进行节能控制.375.5.3对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制.385.6分户用电监控.395.8数据显示及报表功能.395.9系统网管和报
3、警.455.10结论.456 6主要设备清单和技术指标主要设备清单和技术指标.46466.1关键设备技术指标.466.1.1智能服务器.466.1.2数据库服务器.486.1.3工作站.496.1.6多功能电力监控终端.496.1.7LH-EMT100 能源管理终端.6.1.10远传水表.516.2主要设备清单.51安徽工程大学校园数字化能源监管系统一期工程建设方案安徽工程大学校园数字化能源监管系统一期工程建设方案1 1概述概述随着我国经济的高速发展，建筑能耗,特别是国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出。学校作为大型公共机构建筑的重要组成部分之一，其特点是占地面积大，建筑物种类及
4、数量多，校园供配电系统及自来水管网、热网面广、量大。目前校园的能耗、水耗抄表数据不完整、不全面，造成管理不到位、能源利用存在浪费现象。为了确保校园正常教学与科研的能源需求及科学管理且实现有效节能，很有必要建立能源远程监控与管理系统、掌握校园建筑能耗的实时数据、对校园各种能源系统进行分布式监控与集中管理。在安徽工程大学建立的校园建筑能源监管系统可实现校园用能的实时在线分类、分项、分户监测及自动化监控和节能控制、能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输和数据显示打印、发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理；为校园节能降耗研究、设计与改（建）造提供参考数据；对已实施节能
5、改造的建筑提供节能效果真实数据。2 2编制依据编制依据本技术方案编制依据和规范有：1）高等学校节约型校园建设管理与技术导则2）高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则3）高等学校校园建筑节能监管系统运行管理技术导则4）高等学校校园建筑能耗统计审计公示办法5）高等学校校园设施节能运行管理办法6）节能监测技术通则GB/T15316-1994；7）公共机构节能条例中华人民共和国国务院令；8）国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设分项能耗数据采集技术导则；9）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；10）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
6、技术导则；11）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中附件 1、2 的要求；12）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、分项能耗数据采集、分项能耗数据传输技术导则以及系统建设、验收与运行管理规范；13）智能建筑设计标准GB/T50314-2000；14）控制网络 LONWORKS 技术规范第 1 部分：协议规范 GB/Z20177.1-2006；15）控制网络 LONWORKS 技术规范第 2 部分：电力线信道规范GB/Z20177.2-2006；16）控制网络 LONWORKS 技术规范第 3 部分：自由拓扑双绞线信道规范GB/Z2017
7、7.3-2006；17）控制网络 LONWORKS 技术规范第 4 部分：基于隧道技术在 IP 信道上传输控制网络协议的规范GB/Z20177.4-2006；18）电能计量装置技术管理规程DL/T 4482000；19）电子远传水表CJ/T224-2006；3 3工程概况工程概况安徽工程大学校园校园占地 1400 余亩，房屋建筑总面积 460000，在校师生 23000余人。3.13.1建筑基本信息和使用情况建筑基本信息和使用情况学校公共建筑有教学办公楼 10 幢，学生宿舍 32 幢，综合实验楼 8 幢及食堂、活动中心等辅助用房。用能主要为水、电、气。建筑信息平面图如下：校区平面图3.23.2
8、供电情况供电情况目前校园采用 7 个变配电站给园区不同的区域供电，共配置 7 台 10 千伏干式变压器，其中 2 台箱式变压器，总容量为 6030KVA。详细如下表：变电站及变压器情况序序号号名称名称变压器容变压器容量量供电区域供电区域回路数量回路数量备注备注1老电房630KVA142总电房800KVABD 座综合实验楼4分项总3学宿箱变1000KVA学生宿舍4教宿箱变1000KVA教工宿舍5东区配电房800KVA东区供电6师生活动中心配电房1000KVA活动中心、体育馆等147A 座配电房800KVAA 座教学实验楼38各配电房供配电系统示意图如下：A 座配电室系统示意图BD 座配电室系统示
9、意图老电房配电室系统示意图活动中心配电房系统图总电房系统图其中学生宿舍区和教工宿舍区的供电分别由学宿箱变和教宿箱变供电，供电系统图省略。电监控：所有变电所低压总进线监测实现全校用电总量计量；实现全校各幢大楼用电总计量和各学院、各部门用电分户计量，系统子网覆盖各楼，为二期实现各房间分项计量作准备；变电所及各建筑计量均采用多功能智能远传电表，采集包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率等在内的相关电力参数方便用能分析；各变电所和各幢大楼数据实时远传至能源管理中心（暂定在 A 座一楼）。安徽工程大学校区电能监测与控制监测点如下表：序号序号配电房配电房/建筑名称建筑名称电能监测、监控电能监测、监控点
10、位点位备注（电表安装位置及方式）备注（电表安装位置及方式）配电房电力监测（配电房电力监测（6161 点位）点位）1总电房5出线回路；开孔安装2老电房16出线回路；开孔安装3A 座配电房4出线回路；开孔安装4B 座配电房6出线回路；开孔安装5D 座配电房6出线回路；开孔安装6活动中心配电房13出线回路；开孔安装7学生宿舍箱变1开孔安装8教工宿舍箱变1开孔安装9东区配电房4开孔安装10其他4单体建筑电力监测、监控（单体建筑电力监测、监控（4848 点位）点位）11 号教学楼 1-2 层 建工学院办公室2楼层配电箱29 号教学楼部分为人文学院、外语学院办公室2楼层配电箱3工程训练中心工作室15室内，
11、遥控47 号教学楼艺术学院151#-10#教学楼（1、5、6、9 教学楼在变电所计量）36电气、1#、2#27食堂、餐厅、面包房、食堂、地下超市、理发室、集体宿舍等138三个银行、体育学院、小学等103.33.3供水情况供水情况安徽工程大学有 1 路市政总进水，供水管网遍及校园各个区域，目前的水系统管道设备老化现象严重，跑冒滴漏现象时常出现。区域供水表为二级水表，而各建筑进水水表为二级或三级水表。详细的水表统计如下表所示：总表地点总表地点规格规格控制范围控制范围数量数量备注备注中门DN200全校1装传感器DN200全校1二级表地点二级表地点规格规格控制范围控制范围数量数量教工区总表DN3001
12、装传感器专家楼总表DN1501234 教ABD 座总表DN10014 号学宿北总表DN150环河北及东区1其他DN2002三级表地点三级表地点规格规格控制范围控制范围数量数量小学幼儿园总DN1001ABD 座DN200111 学宿西南DN200男 9-10；女 1-5111 学宿南DN200南 12-16113 学宿东DN200活动中心、训练中心、5-9 教、7 学宿等1三食堂西DN200三食堂、四食堂、第二学浴等1图北DN2001四级表地点四级表地点规格规格控制范围控制范围数量数量18 学宿东DN20019-25 学宿、5 食堂1单体建筑单体建筑规格规格控制范围控制范围数量数量学生宿舍DN1
13、0032教学楼DN1009办公实验楼DN10010食堂DN1007四食堂（室内）DN2011室内更换浴室DN803开水房DN1002教工单身公寓DN403其他DN1007合计合计1001003.43.4燃气情况燃气情况学校用气点均为食堂和开水房等，所有用气单位均由市政用气直接供给，根据学校现阶段对能源监管系统的功能需求，本方案对燃气消耗的监管暂不作要求。3.53.5网络情况网络情况学校的校园网目前配置比较完善，各校区各建筑都集成在同一网络中。校园网数据传输光纤已分布校内每一幢楼和每一个需要数据传输的地方。这一校园网的建设完成为本次建筑节能监管系统的数据网关与数据中转站及数据服务器之间的数据传输
14、创造了必要的条件。3.63.6分户计量及监控需求分户计量及监控需求3.6.1 共用建筑楼内用电分户计量需求情况：1、1 号教学楼 1-2 层为建工学院办公室，装表计量；2、9 号教学楼部分为人文学院、外语学院办公室，装 2 块表，分户计量；3、工程训练中心有 15 个教师工作室，已装表，需分户远程控制用电情况；4、B 座有两个学院（机械工程学院，计算机学院），装 3 块表，分户计量；5、D 座有三个学院（管理工程学院，纺织工程学院，机电学院），分别装表 3块；单独计量。6、图书馆南北楼分别装 1 块电表；7、7 号教学楼为艺术学院办公，装 1 个总电表计量；8、其它教学楼、办公楼、实验楼、食堂
15、、浴室、开水房等校舍各装 1 个总电表。4 4系统方案设计系统方案设计4.14.1建设目标建设目标安徽工程大学校园建筑能源监管系统建设采用本公司先进的分布式能源监管系统技术，总体目标为：各种建筑能耗实时分类/分项/分户/精确计量，计量数据远程传输，数据采集与存贮，数据统计与分析，数据发布与远传；为学校、科研单位、设计与工程实施单位的节能研究、设计与建设（改造）提供参考或决策依据；为建筑能耗统计、审计、监管与执法部门提供准确能耗数据；为建筑能源管理部门提供决策依据。以实时监测能源数据为依据，为学校的能源利用诊断、能源质量监测、能源账单核对、节能控制、节能潜力分析、节能效果验证、能源调度、保障健康
16、与舒适环境、提高节能意识等提供有效手段，节能监控、监测实现有效节能，并提高校园能源的自动化管理水平。构建校园能耗监测总体框架，满足初步阶段对能源监管的整体需求，并为未来能源监管系统的扩充打下基础。4.24.2设计思路设计思路本系统具体设计思路概括如下：本系统的整体方案设计是充分利用校园已有网络资源，采用具有国际先进水平的分布式控制网络系统技术，通过校园主干网与LonWorks 分布式控制网络的无缝连接构建现代化校园建筑能源监管系统；实现校园水、电分类总计量。用电总计通过各变压器低压总出线累加实现；通过在配电室或建筑楼层出线回路安装表计实现分户计量；重点建筑实现根据楼层分布通过楼层计量实现各单位
17、分户计量，其余的教学楼、办公楼和实验楼实现建筑总计量；家属区仅仅在箱变计量总用电；学生宿舍用电一方面通过各变电所的学生宿舍区用电回路累加获得总用电，另一方面由软件通过网络直接在现有控电系统内获取各宿舍用电详细数据，该工作需要学校协调相关厂家开放数据接口；用水总计及各建筑用水计量通过对现有表计改造或加装新的远传智能水表，远程采集获得；系统软件采用 B/S 架构与 C/S 架构有机结合的方式，用 B/S 架构的软件实现数据查询的需求，用 C/S 架构的软件实现系统的能源实时监控功能。4.34.3表计配置表计配置4.3.14.3.1 电表的配置电表的配置电表配置原则为：一电能总计量在每个配电房变压器
18、低压总出线回路上安装PM100D多功能电力监控终端（电表）；对单体建筑总用电计量原则上在配电室低压出线回路上安装表计，如单个出回路中含多个建筑，无法分开，则在建筑的配电室低压总进线端安装电表。通过软件处理，得到学校的实时总用电量和各单体建筑总用电数据。二所有电表均采用多功能智能电表，采集包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素等在内的相关电力参数方便用能分析。4.3.24.3.2 水表的配置水表的配置安徽工程大学现有的机械水表多数使用年限过长，老化且计量不准确，本方案将其更换为带远传接口的智能水表，共需配置 100 台，以获得整个校园总的用水数据和各不同建筑单独的用水数据。对采集的用水量数
19、据进行平衡计算和定期增量分析，当某个表计出现异常时，系统立即报警。通过水表的智能接口读取数据，并通过数据线将智能水表接入到现场子网。4.44.4现场网络现场网络4.4.14.4.1概况概况本系统现场采用 Lonworks 双绞线控制网络，具有拓扑结构灵活、传输介质和方式多样、传输速度快、抗干扰能力强等优点，而且 Lonworks 现场网络采用了 P-CSMA/CD 技术可实时通信、网络的 LONTALK 通信协议符合国际标准可真正实现产品的互换性、网络极容易扩充、修改和维护，此外 LonWorks 网络与 Internet无缝连接，可以实现远程监控与远程操作。现场网络由智能网络控制器、各类智能
20、表计、智能网关（用于连接第三方智能表计）等组成；其中现场网络中的智能网络控制器为美国埃施朗公司的 i.LON SmartServer，执行 LonWorks 现场控制网络至以太网的路由功能，向上通过系统通讯主干网与中心系统服务器进行通信，向下通过双绞线与现场子网各终端设备进行通信，完成终端设备的数据采集和转发，实现遥测、遥控等功能，同时起到协议规约转换作用；能够自动检测10/100Mbps Ethernet 网络，支持各种串口/网络通信规约，通过 UL 认证。典型的单个现场监测子网结构示意图如下所示：电力监控终端数据采集器网关LonWorks双绞线网络控制器智能水表智能燃气表电力监控终端以太网
21、照明智能监控终端能源管理终端网关现场网络中的智能网关NLA-GW100由江苏联宏自动化系统工程有限公司自主研发,是集接口转换及定时时钟于一体的智能型网关，可方便的将带 RS232、RS485、RS422 接口的设备接入到 LonWorks 网络。4.4.24.4.2子网配置原则及划分子网配置原则及划分子网配置根据被监测设备所在的物理位置和该位置区域内需监测的现有设备及未来将安装并监测设备数量来配置，在需监测设备较为集中或地理位置较为独立或具有通讯网络条件或未来扩充的需要的区域，为有利系统运行和布线施工等因素，都要布置单独的现场监测子网。安徽工程大学能源监管系统监测子网涵盖了整个校区建筑的水电监
22、管，区域面积大，又要考虑未来系统扩从方便。根据以上原则，安徽工程大学能源监管系统现场监测子网共分成 19 个，如下表：序号名称范围备注11 号教学楼子网1 号教学楼内及附近水22 号教学楼子网2 号教学楼内及附近水33 号教学楼子网3 号教学楼内及附近水44 号教学楼子网4 号教学楼内及附近水51 号实验楼子网1 号实验楼内及附近水老电房接入62 号实验楼子网2 号实验楼子内及附近水7图书馆子网图书馆内及周边8A 座教学实验楼子楼内及附近A 座配电室接入网9B 座教学实验楼子网楼内及附近总电房接入10D 座教学实验楼子网楼内及附近11一食堂子网楼内及附近建筑学宿箱变接入123 学宿子网6 栋男
23、生宿舍（操场西）13女宿舍子网女生宿舍14北宿舍子网北边 6 栋宿舍及 2 栋研159 宿舍子网三食堂及西 2 栋宿舍16活动中心子网活动中心配电室17东区北宿舍子网4 栋宿舍18东区中部教学楼子网5 栋教学办公楼19东区学生宿舍楼子网5 栋学生宿舍楼现场监测子网划分平面示意图如下：4.4.34.4.3现场子网设备配置现场子网设备配置4.4.3.1老电房配表老电房共有 15 个低压出线回路，1 路低压总进线。在每个回路都配置 1 块电表，监测总电量和各出线回路所对应的建筑用电量，共配置 16 块电表。电表的通讯端口通过双绞线并接，连到所在子网的网络控制器上。监测原理如下：配表图如下：4.4.3
24、.2总电房总电房总电房主要为 B 座、D 座教学实验楼供电，共有 4 个出线回路，照明与动力分项供电。每个出线回路配置 1 块电表，变压器低压总出线配置 1 块，共配置 5块电表。电表的通讯端口通过双绞线并接，连到所在子网的网络控制器上。监测原理同上，配表系统示意如下图：4.4.3.3A A 座配电房座配电房A 座配电房有 1 个变压器，42 路低压出线，为本座供电。因该楼已安装智能控电系统，本次只安装 4 块电表。总表 1 块，生化学院办公、科技处实验室 3块。电表的通讯端口通过双绞线并接，连到所在子网的网络控制器上。4.4.3.4B(D)B(D)座配电房座配电房B 座和 D 座配电房供电方
25、式相同，都有 25 个低压出线回路，出线回路配置相似。以 B 座为例，B 座配电室由总电房提供 1 路照明和 1 路动力低压总进线，在照明和动力出线回路上都配置 1 块电表，备用及室外泛光回路不配，用电量可通过总进线与出线电量相减获得。共需配置 6 块电表监测本座各学院分户用电。电表的通讯端口通过双绞线并接，连到所在子网的网络控制器上。师生活动中心配电房该配电房共配置 13 块电表，具体配表系统如下图所示：6号教学楼5号教学楼体育馆培训中心研3+17宿舍大礼堂音控室、本电室研发中心、12-16宿舍研4+18宿舍变压器185临时备用马福楼师生活动中心配电房工程训练中心网络控制器9号教学楼4.4.
26、3.5教工宿舍、学生宿舍、东区配电房教工宿舍、学生宿舍、东区配电房教工宿舍区用电在教工箱变上安装 1 块智能电表采集总电量。学生宿舍区用电在学生箱变上安装 1 块智能电表采集总电量。东区用电在东区配电房安装 1块智能电表采集总电量，1 块计量第五食堂用电，同时预留 2 块为即将建设的学生浴室和开水房使用，1 块为基建用电计量。4.4.3.6智能水表配置智能水表配置安徽工程大学现有的机械水表多数使用年限过长，老化且计量不准确，本方案将其更换为带远传接口的智能水表，共需配置共有 100 台。水表监测不设置专门的监测子网，每块智能水表的数据线和电源线就近接入现场子网，根据现场布线施工的难易综合考虑接
27、入哪个子网。系统接入示意图如下：4.54.5系统结构系统结构安徽工程大学能源管理系统采用先进的、安全可靠的、具有自主知识产权的“分布式高速实时控制网络”核心技术和关键产品构建，系统由监管中心、主干通信网络、现场监控网络、各种智能计量装置、智能网关（用于连接第三方智能计量装置）等组成。整体系统结构图一：整体系统结构图一：整体系统结构图二：整体系统结构图二：4.5.14.5.1主干通信网络主干通信网络学校本身的校园网已经覆盖到了校园内的每一栋大楼，因此只需有效利用现有的校园网就可以达到能源数据的传输目的，减少了工程造价，同时给施工带来了极大地方便。4.5.24.5.2监管中心监管中心校园能耗监管中
28、心可以设置在校园内任何可接入网络的地方，监控系统的设备安装后，应保证系统设备的正常运行，保证显示的直观与清晰，且在操作员正常工作时，具有足够的亮度。监控中心按 GB50174-2008电子信息系统机房设计规范执行。控制室门窗结构应严实，能有效隔音、隔热；内侧加装窗帘监控中心环境要求：温度：1525；湿度：3070；照明：房间照明光线均匀柔和，平均照度为 300lx；接地要求：监控中心综合接地电阻1。4.5.2.1监管中心硬件配置监管中心硬件配置1 台监控工作站；1 台数据库服务器；1 套大屏幕显示设备；1 台打印机；UPS 电源。4.5.2.2监管中心软件配置监管中心软件配置LH-1000 建
29、筑能源自动化监测和监管系统软件；MSSQL Server 2008 数据库软件。4.5.2.3显示设备显示设备选择工程投影机配电动幕布。1 1、投影机投影机投影机选用主要指标如下：投影机技术：DLP；技术类型及规格：0.65 英寸 Dmd 芯片；投影机亮度：4000 流明；标准分辨率：19201080；对比度：40000:1；投影镜头：手动聚焦/手动变焦镜头 投影尺寸：20-300 英寸；投影距离：1.0-10.0m；屏幕比例：16:9（兼容 4:3）；调整功能：自动梯形失真校正；输入输出：输入:HDMI2、VGA2、DVI1、复合视频输入1、S 视频输入1、音频输入2、色差1；输出:音频输出
30、2、VGA1、12 继电器输入1；控制：USB4、RJ451、RS2321、红外接收器1 灯泡规格：philips 330W 可换式灯泡；2 2、电动幕布电动幕布投影仪配置 120 英寸电动幕布。对角线：120 英寸 屏面尺寸：2.441.83m；幕布比例：4：3；增益：2.5 倍。4.64.6系统技术选择系统技术选择校园能源监管系统所要考虑的关键技术：关关 键键 技技 术术要要求求解解决决措措施施现场监控网络技术具有良好的灵活性、扩展性、实时性、可靠性，施工方便先进的 LONWORKS 现场监控网络技术（见下表与传统 RS-485 总线技术的对比）计量装置多功能、智能化根据现场需求配置相应表
31、计；对重要和有节能潜力的回路要配置多功能电力监控终端（测量电压、电流、电度、功率等参数，有遥控、遥信、遥测及定时控制功能）计量信息接口技术在一个系统平台上实现电、水、气、热能、油等各类能耗的采集将电表、水表、气表、油表、热能表等各种计量装置方便的接入到现场控制网络远程传输网络技术能源数据传输稳定可靠先进的远程传输网络技术保证数据的连续性和完整性。系统平台与应用软件技术高性能的系统平台架构功能完善的应用软件技术分布式系统架构，增强了系统的可扩展性、稳定性和执行效率；系统可靠性与环境适应性技术系统稳定可靠抗强电磁干扰、抗高温/潮湿、抗振动、抗雷击、系统防误操作、高 MTBF、低 MTTR 等其中现
32、场能源监控网络系统担负着各类能源计量与监控装置的连接、能源监测数据的采集、上传以及节能控制命令下传至每个能源监控装置等作用，是整个能源管理系统可靠性及监测数据稳定传输的关键所在。目前普遍采用的是RS-485 总线和 LONWORKS 控制网络技术，这两种技术的对比如下：类类别别RS-485RS-485 总线总线LONWORKSLONWORKS 控制网络控制网络拓扑结构总线式总线式、星型、环型、自由型传输距离一般不超过 1000 米,现场施工时必须严格满足总线式安装要求，并有极性限制无极性限制，现场安装极为方便总线式传输可达 2700 米，自由拓扑传输可达500 米，电力载波传输可达 300 米
33、，不带电电力载波传输可达 30KM 无中继传输介质双绞线双绞线、电力线载波、光纤、红外、微波等传输速率实 用 传 输 速 率 一 般 小 于4800BPS双绞线传输速率 78Kbps1.25Mbps，电力载波传输速率为 5Kbps通信协议采用 MODBUS 或类似通信协议符合 ISO/OSI 七层全开放通信协议抗干扰性系统抗干扰能力差，传输可靠性差系统抗干扰能力强，系统极为可靠与以太网连接与以太网系统集成时，须自行编制集成软件与以太网无缝连接网络规模32 终端64 终端，并通过网关、路由、中继等几乎可无限扩大网络规模其他现场网络控制器带时钟、长时间数据存贮器及时间表，确保现场测量数据连续记录综
34、合以上诸多优点，Lonworks 技术应用于校园能源监管系统，在系统的稳定性可靠性、性价比、维护等方面具有明显优势。4.74.7系统技术指标系统技术指标（1）现场控制网络双绞线 78kbps；电力线载波子网传输速率 5.4 Kbit/s（2）遥测时间：3s（3）电参数测量总误差：1.0%（4）水测量总误差：5%1 个字（5）热测量总误差：3%1 个字（6）信息传输误码率：10-6（7）MTBF（平均故障间隔时间）：20000h（8）MTTR（平均修复时间）：1h4.84.8系统先进性分析系统先进性分析（1）应用国际先进的 Lonworks 现场控制网络系统技术，采用美国埃斯朗公司的 Lonwo
35、rks 现场网络控制器，其电力线和双绞线载波通信，可根据现场情况灵活选择，通过数字/模拟量输入输出模块、网关桥接，兼容接入本项目各种类型、各种规格的模拟或数字、智能接口的计量设备与装置，高度开放兼容其他系统接入，满足各种规模建筑的能源能耗实时在线监测和数据收集；（2）项目采用的 Lonworks 现场网络控制器的数据存储功能，根本上解决上线（监测中心）因网络中断等通信故障或其他原因造成中心数据的丢失问题，只要上线通信故障消除可根据中断数据丢失程度从网络控制器读取全部或部分数据，以确保现场能耗采集数据的连续性；（3）可扩展性。Lonworks 现场控制网络,其分布可点、线、面，现场终端设备和办公
36、建筑，几乎达到可无限扩充，还可分散到不同地域。同时十分方便以后建筑节能管理和节能改造进行能源系统的控制扩展功能，满足现阶段分步实施；（4）本项目只要具备有线或无线互联网络，经授权可本地、可任意地点移动进行远程自动化遥测、遥信和遥控；可实现切换远程运行桌面（底层网络控制器网页），实时浏览能耗数据采集系统的信息。对具有 Lon 接口的现场计量或监控终端，满足 Lonmark 标准，符合 Lontalk 协议的能建立起远程源代码级的修改和调试，软件远程下载，进行远程维护；（5）对数据采集系统的运行状态实时监控、故障检测、报警，使系统运行始终处于监控状态。4.94.9系统软件系统软件我公司拥有两套能源
37、监管系统软件，一套为基于 B/S 架构的中心版软件，一套是基于 C/S 架构的业主版软件。两套软件都具有数据查询、权限分级等功能，其中业主版软件还具备管理控制功能。能源监管软件应用 B/S 架构与 C/S 架构优缺点比较：1、B/S 架构监控的实时性不高：该架构主要适用于数据统计分析的查询，而不是实时监控。C/S 架构软件可以对校园能源监管系统进行实时的在线控制。2、B/S 架构对现场设备监控模拟图的制作较为困难。3、B/S 架构用户易于访问，但也带来很大的安全隐患，除了网络攻击的问题存在以外，用户权限如果管理不严格，则用户完全可能误操作。特别是牵涉到设备的控制和参数设置则应尽量在固定的监控中
38、心进行操作，在这种情况下 B/S架构反而是一个重大的安全隐患。4、C/S 架构软件需要在每个用户端安装软件。根据我公司大量的工程实践经验，遂向安徽工程大学建议用 B/S 架构的软件实现数据查询的需求，用 C/S 架构的软件实现系统的能源实时监控功能。系统功能系统功能系统将具有如下功能：1）系统自动采集建筑的各分类能耗和分项电量数据并存贮在分中心数据库；2）系统实时监测各供电回路的电压、电流和功率等电力参数，在线分析各种用电回路的需量，识别有效负荷与无效能耗，从而可通过技术或行为节能方式，实现建筑的有效节能；3）通过一、二、三级水表之间的流量平衡关系对比和定期增量分析，可及时发现水系统主干管网的
39、跑、冒、滴、漏等异常情况，方便排查。全部分析对比由电脑自动完成，提高学校能源管理自动化水平并有助于提高经济效益；4）系统可扩展控制功能，在非工作时间对空调等回路实施关闭，从而节省大量的无谓能耗。5）对采集的计量数据采用每年每平方米的能耗量和每年每人的能耗量两个能耗指标来评价其能源利用效率，其中建筑面积和人员的具体数值可配置，以提高系统功能的灵活性；6）由于系统各类能源的计量均以大楼为基本单位，各大楼的各类能耗总计均可获得，从而可计算出各大楼单独的能耗指标，方便各单位之间比对、管理；7）能源监管系统的硬件和软件均采用模块化结构，方便今后的系统扩展；8）系统按日、月、年打印或显示能耗报表；9）系统
40、提供建筑用能的同比与环比报表；10）采用棒直图显示能耗大小，用饼图显示各类能耗所占的比例，用趋势图显示能耗的变化趋势；11）能源监管数据可远程上传至上一级的能源监管中心；12）为学校的节能研究、设计与建设（改造）提供参考依据；13）为建筑能耗统计、审计、监管与执法部门提供准确能耗数据及决策依据。14）及时、积极、准确地记录各建筑物能源消耗情况，建立能源消耗统计表。15）系统的硬件和软件需采用模块化结构，方便今后的系统扩展。16）具备自动报警功能，如设备故障报警；定额能耗单位限额区段报警。5 5能源监管系统功能（以西华大学为例）能源监管系统功能（以西华大学为例）主主 要要 功功 能能实实施施内内
41、容容能耗计量能耗分类总计量实时监测所有高、低压变电所，并对各个建筑安装水表监测。获得校区总用电量、总用水量、总用气量。大楼用电总计量及分项计量实时监测所有 10kV 变电所低压出线回路、教学楼的低压总进线、大楼分项用电回路，获得所有大楼的总用电量，分项用电量。分户用电计量实时监测每幢大楼每个楼层的低压总进线，获得每个楼层（部门）的总用电量，以及学生宿舍用电量。水计量实时监测每幢楼的进水管及每个食堂的进水管，获得每幢大楼用水量及食堂用水量。气计量实时监测每个食堂的进气管，获得每个食堂的用气量。能源监控用能诊断以实时监测有功功率、电量、水量、气量为依据，进行变压器负荷率分析，配电网各级用电回路负荷
42、分析，线损分析以及水管网和气管网的平衡检测与分析。节能潜力分析和效果验证以实时监测的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素等电力参数为依据，进行节能潜力分析和节能改造项目的节能效果验证。节能控制校区内开水炉、道路照明及景观照明、空调系统，水处理设备等节能控制；教室照明节能控制；公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明集中控制。分户用电监控学生宿舍用电负荷实时监测，超负荷自动断电；学生宿舍、校内各部门及商户欠费断电。变电所自动化变电所遥测、遥信、遥控、遥视与环境监测。能源质量监测电能质量监测实时监测电压、频率、功率因数等电力参数。节能改造节能改造中央空调系统、照明系统、热水系统改造、围护结构等
43、改造系统集成一卡通集成能源监管系统与校园一卡通集成，实现能源消费网上支付。5.15.1校园网络拓扑结构校园网络拓扑结构主干通信网络采用光纤环网（如下图所示），对全校的能源实现监控和管理。5.25.2分类分项分户计量分类分项分户计量全校用能总计量对每个变电所的低压总进线、所有的市政进水和进气进行计量，从而得到整个校区的总用电量、总用水量和总用气量。建筑能源计量能源监管系统对校园建筑大楼的能源进行分类分项计量。分类分项依据是高校建筑节能监管系统建设技术导则。下图为教学楼单体建筑界面：上图为教学楼分类分项监测界面，对大楼内电、水两种能耗实现总计量，电实现分项计量，水表将原有机械表全部更换为智能表，数
44、据自动采集。分户用电计量上图为分户监测界面，不仅对建筑内的电、水两种能耗实现总计量，而且还针对每个单位的用电情况进行监测，实现大楼电能的分户计量。上图为宿舍能源分类分项分户监测界面，不仅对建筑内的电实现总计量，而且还针对每个单位的用电情况进行监测，实现每幢宿舍楼电能的分户计量。5.35.3用能诊断用能诊断电网以实时监测的有功功率、电量、功率因数等实时数据为依据，进行变压器负荷率分析、配电网各级负荷和线损分析，有效防止偷电、漏电等情况的发生，并且有针对性的对配电系统进行优化。下图显示的教学楼变电所 1#低压总进线的回路监视参数界面：由图中的三相电流判断该供电回路存在三相不平衡现象，其造成的影响轻
45、则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧毁甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。因此，对电力参数进行监测是十分重要的，能够使能源管理部门及时发现用能中存在的问题，提高用能效率。水网实时监测每幢大楼的进水管及每个食堂的进水管，从而获得每幢大楼及食堂的实时用水量。三相不平衡通过一、二、三级水表之间的流量平衡关系对比和定期增量分析，可及时发现水管网的跑、冒、滴、漏等异常情况，方便排查及时堵漏，节约用水。气网气网上图显示的是高校的用气情况，通过用气总量和每一层用气节点的用量进行气管网平衡检测与分析。5.45.4电能质量监测电能质量监测实时监测每个回路的电压、功
46、率因数、频率等电力参数。上图可以看出，教学楼电所低压总进线 1#回路 A、B、C 三相的功率因数分别为 0.99、0.94、0.48，可见 A 相和 B 相功率因数正常，C 相无功补偿失效。另外，可以看出电压在 230V 左右，明显偏高，应积极采取措施，提高电源质量，节约用电。7.47.4 节能潜力分析和节能效果验证节能潜力分析和节能效果验证查询教学楼 1#低压总进线的电压曲线，发现供电电压偏高，而实践证明电压每升高 10V，大多数用电设备的电耗将超过其额定电耗的 10%以上，并且会缩短设备的使用寿命。查询教学楼变电所两条低压总进线有功总功率的历史曲线如下：发现在凌晨 3:20 时，低压总进线
47、 1#的负荷为 51.96KW，低压总进线 2#的负荷为 201.63KW，大楼总负荷为 253KW，夜间负荷偏大。系统中各种能耗可以实现按时段查询并以饼图显示，清楚的显示能耗比重，从而为管理者有效节能提供依据，挖掘节能潜力。上图显示的是行政楼 2011 年 4 月份总电耗按照明插座、动力、空调、特殊用电分项能耗的饼图。从上面的饼图分析可以看出大楼内的照明插座用电占总电量的比重很大，经查证楼层存在电脑待机、公用设备未及时关闭等现象。5.55.5节能控制节能控制5.5.15.5.1对校区内电开水炉、路灯、空调系统等进行节能控制对校区内电开水炉、路灯、空调系统等进行节能控制开水炉控制界面：上图显示
48、的是教学楼的开水炉实现定时控制，节能控制前后对比效果如下图所示，可见，实施控制后节能率达 50%以上。路灯监控如下图：空调系统控制界面：5.5.25.5.2对教室照明进行节能控制对教室照明进行节能控制采用本公司自行研制开发的 LMT100 照明智能控制终端是适用于室内照明智能控制、远程管理、节能等需求的智能化控制终端。能够主动检测室内人员活动、环境光强度等，智能开启、关闭光源；可通过远程管理，定时、定量控制室内光源；能够有效改变长明灯等浪费现象，节约电能。该报警装置有三部分组成：照明智能控制终端、照度检测装置、红外人数统计装置。分别用于灯光智能控制、检测环境光、统计室内人数。本控制终端采用 F
49、T5000 神经元芯片、双绞线组网，保证可靠通讯，便于远程实时控制。5.5.35.5.3对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制校区能源监管系统中对公共建筑房间内分体空调、饮水机、室内照明的控制。DIDO空调1照明1照明2饮水机客厅温度传感器室内取电开关LonWorks网络能源管能源管理终端理终端室内能源监控结构图对分体空调以及室内的饮水机、室内照明，采用我公司生产的能源管理终端对其进行节能控制，实现定时控制等功能。室内能源监控功能：1室内总用电计量，每台空调用电计量，通过室内总用电量及空调用电量计算照明插座用电量；2实时检测室内用电功率
50、，当负荷超过额定值 20%时，自动跳闸；3自动检测室外环境温度和湿度，当 10室外环境温度 T26时，切断空调电源，禁开空调；4每个房间配置取电开关，当人员全部离开时，切断总电源，将人走忘关的照明、排风扇、空调、饮水机等无谓能耗降至最小。5在房间设温度传感器，通过用能管理制度要求房间空调夏季温度不得低于 26，冬季不得高于 20，当检测到某些房间温度超过上述范围时，予以通报，逐步使全体房间人员养成节能的习惯。6电力需求侧响应：当用电高峰负荷过大，供电局发出降负命令时，发布公告要求房间人员将空调温度降低或升高若干度，并通过温度传感器确认，或直接自动切断房间空调。5.65.6分户用电监控分户用电监