广东能源管理中心地方管理能源中心软件建设.docx
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广东能源管理中心地方管理能源中心软件建设
附件1
武汉市用能单位节能智慧管理系统
建设、验收与运行管理规范
武汉市发展和改革委员会
2013年12月
前言
“十二五”期间,随着我国工业化、城镇化进程的加快,全社会节能减排任务更重、压力更大。
应用信息化技术建设数字化能源管控系统、实现能耗在线监测,实时、准确地把握重点行业、用能单位及关键工序的能耗,不仅是用能单位实现精细化节能管理、促进节能降耗的必然要求,也是各级节能主管部门把握能源消费趋势、加强能耗预测预警、科学制定产业政策的前提和基础,更是推动产业转型升级和绿色发展、构建“资源节约型和环境友好型”两型社会的内在要求。
为指导武汉市用能单位逐步建立节能智慧管理系统,规范能源服务商提供标准可行的能源在线接入方法,规范能源在线监管的要求,以我国现行相关标准为依据,研究制定本规范。
本规范内容章节包括总则、术语、构成、设计、计量装置性能参数、安装、验收等部分。
目录
1总则2
1.1编制目的2
1.2适用范围2
2术语2
2.1用能单位节能智慧管理系统2
2.2综合能耗2
2.3单位产品能耗2
2.4分类能耗2
2.5分级计量2
2.6数据采集器2
2.7电能计量装置2
2.7.1电能表2
2.7.2电流互感器2
2.8流量计2
2.9积算仪2
2.10煤计量皮带秤2
3系统基本构成2
3.1数据采集层2
3.2网络传输层2
3.3应用管理层2
4项目建设依据2
5用能单位节能智慧管理系统技术要求2
5.1节能智慧管理软件系统要求2
5.1.1能耗在线监测与数据分析功能2
5.1.2节能目标考核监管功能2
5.1.3自动对标管理功能2
5.1.4节能潜力分析功能2
5.1.5节能预测预警功能2
5.1.6能耗统计分析及报表管理功能2
5.1.7能源费用管理功能2
5.1.8权限管理功能2
5.1.9自动填报功能2
5.2系统架构要求2
5.3计量点要求2
5.4数据安全性2
5.5数据接口说明2
5.6数据采样周期2
5.7数据上传周期2
5.8故障处理2
6计量器具的选型和安装2
6.1电能计量2
6.1.1设计基本原则2
6.1.2硬件技术指标2
6.1.3安装规范2
6.2.流体能源计量2
6.2.1设计基本原则2
6.2.2硬件技术指标2
6.2.3流量计安装规范2
6.2.4校验2
6.3.煤计量2
6.3.1设计基本原则2
6.3.2硬件技术指标2
6.3.3安装规范2
6.3.4检验规范2
7项目验收2
7.1验收阶段划分2
7.1.1分项计量工程验收2
7.1.2节能智慧管理系统初步验收2
7.1.3节能智慧管理系统正式验收2
7.2验收组织单位2
1总则
1.1编制目的
为指导武汉市用能单位逐步建立节能智慧管理系统,规范节能服务商提供标准可行的能源在线接入方法,规范能源在线监管的要求。
以我国现行相关标准为依据,在总结吸收国内已有能耗监测系统建设成果和经验基础上,研究制定了本规范。
节能智慧管理系统安装除应符合本规范规定外,还应符合国家其它有关标准。
1.2适用范围
本规范规定了武汉市用能单位节能智慧管理系统的建设、系统架构及验收等要求。
本规范适用于使用武汉市节能专项资金的用能单位节能智慧管理系统建设;非使用武汉市节能专项资金项目建设亦可参照执行,并依此规范验收享受武汉市政府其他相关鼓励政策。
2术语
2.1用能单位节能智慧管理系统
用能单位节能智慧管理系统是监控和管理用能单位全部或重要能源系统管网和用能设备,利用在线信息和历史数据分析能源系统的正常和异常情况下的工况特征,为能源调度和生产指挥提供准确和及时的信息,保证生产的正常和优化运行,确保异常情况下的正确决策,并向技术和管理人员提供用能单位节能智慧管理、财务分析、工程规划、运行维护和异常情况下及时做出最佳决策所需要的综合信息和调整管理策略系统。
2.2综合能耗
用能单位在统计报告期内实际消耗的各种能源实物量,按规定的计算方法和单位分别折算后的总和。
2.3单位产品能耗
用能单位在统计报告期内生产某种产品所消耗的各种能源总量与该产品产量之比。
统计报告期内,综合能耗与期内用能单位总产值或工业增加值的比值。
2.4分类能耗
分类能耗是指根据的主要能源种类划分进行采集和整理的能耗数据,如:
煤、电、燃气、蒸汽、水等。
2.5分级计量
一级计量:
以公司、总厂为核算单位进行管理的计量点。
二级计量:
以车间为核算单位进行管理的计量点。
三级计量:
以班组、重点耗能设备为核算单位进行管理的计量点。
2.6数据采集器
数据采集器是在一个区域内进行电能或其它能耗信息采集的设备。
它通过信道对其管辖的各类表计的信息进行采集、处理和存储,并通过远程信道与数据中心交换数据。
2.7电能计量装置
为计量电能所必须的计量器具和辅助设备的总体(包括电能表、电流互感器及其二次回路等)。
2.7.1电能表
普通电能表和多功能电能表总称。
普通电能表
具有计量有功电能和有功功率或电流的电能表。
由测量单元和数据处理单元等组成,并能显示、储存和输出数据,具有标准通讯接口。
多功能电能表
由测量单元和数据处理单元等组成,除具有普通电能表的功能外,还具有分时、测量最大需量和谐波总量等其他电能参数的计量监测功能。
2.7.2电流互感器
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊。
为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
2.8流量计
指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表,主要用来计量用能单位水、气等流体能源。
2.9积算仪
接收来自流量传感器和配对温度传感器的信号,进行热量计算、存储和显示系统所交换的热量值的部件。
2.10煤计量皮带秤
用于对煤粉进行称重的装置,一般需要积算仪配合进行远程数据传输。
(注:
对煤的计量不局限于皮带秤,也可使用其他符合要求的计量方式。
)
3系统基本构成
用能单位级节能智慧管理系统应契合本行业或本用能单位的生产管理特点,方便随着管理需求的变化而及时进行扩展和升级。
能耗数据能实时抓取,即用能单位内部所有监测点的数据应能够在系统中实时进行展示,分种类区域进行展示。
用能单位节能智慧管理系统主要由数据采集层、网络传输层、应用管理层三部分组成。
3.1数据采集层
数据采集的设备包括智能电表、智能水表、蒸汽流量计、热能计等各种带通讯功能的仪表。
实现原始数据的实时计量和输出。
高质量的仪表保障了系统运行和通讯的稳定性。
(1)能源计量器具的配备:
用能单位的能源计量器具配备应满足GB17167-2006的要求。
(2)能源计量器具的检定或校准:
编制检定、校准计划,并经相关资质部门(人员)对计量器具进行定期(需要确定周期)检定、校准,确保能源计量器具的准确性。
(3)能源计量管理制度的建立:
建立完善的计量管理体系,明确岗位工作职责,组织能耗限额管理、能源计量器具检定等培训,提高能源计量数据基础管理能力,规范能源计量管理制度。
3.2网络传输层
通过综合布线或无线的等方式,将仪表采集的数据实时数据传输到软件系统内,优先考虑利用用能单位自有的内部局域进行数据传输。
网络通讯设备主要包括:
数据采集器、串口服务器、数据网关等。
主要实现数据的传输和汇集。
3.3应用管理层
要对采集的数据进行整理和分析,相当于整个系统的大脑,主要由服务器和软件管理系统构成。
用能单位节能智慧管理系统系统应具备能源计划、能源计量管理、能源实时在线监控、能耗分析、数据报送、重点工序(设备)能耗管理等功能。
4项目建设依据
用能单位节能智慧管理系统软件的设计、建设、安装、调试、验收及运行维护,应遵照适用的最新版中国国家标准、部颁标准及地区标准和规范。
以下标准、规范相互之间如有不一致时,本招标文件选取要求高的条目。
1.《中华人民共和国节约能源法》
2.《国家信息化领导小组关于我国电子政务建设指导意见》
3.《中共中央办公厅国务院办公厅关于加强信息资源开发利用工作的若干意见》
4.《国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的意见》
5.《国家信息化发展战略(2006-2020年)》
6.《2020中国可持续发展与政策研究》
7.《中国能源发展战略与政策研究》
8.《能源统计报表制度》
9.《节能法规及节能监测标准汇编》
10.《用能单位能源审计方法》
11.《国务院关于加强节能工作的决定》(国发〔2006〕28号)
12.国家发展和改革委员会印发《国家发展改革委关于印发节能中长期专项规划》的通知(发改环资〔2004〕2505号)
13.国家质量监督检验检疫总局、国家发展和改革委员会印发的《加强能源计量工作的意见》
14.《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》
15.《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》
16.《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》
17.《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》
18.《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》
19.GB/T23331-2009节能智慧管理体系要求;
20.GB/T15587-2008工业用能单位节能智慧管理导则;
21.GB17167-2006用能单位能源计量器具配备和管理通则;
22.GB/T6422-2009用能设备能量测试导则;
23.GB/T3484-2009用能单位能量平衡通则;
24.GB/T8222-2008用电设备电能平衡通则;
25.GB/T12452-2008用能单位水平衡测试通则;
26.GB/T2589-2008综合能耗计算通则;
27.GB/T2588-2000设备热效率计算通则;
28.GB/T12723-2008单位产品能源消耗限额编制通则;
29.GB/T5623-2008产品电耗定额制定和管理导则;
30.GB/T18820-2011工业用能单位产品取水定额编制通则;
31.GB15316-2009节能监测技术通则;
32.GB/T17954-2007工业锅炉经济运行;
33.GB/T17781-1999技术能量系统基本概念。
34.DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程
35.DL/T614-2007多功能电能表
36.电能表通讯协议
37.GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范
38.GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法
39.《电力二次系统安全防护规定》(电监会5号令)
40.《信息交换用汉字编码字符集基本集》
41.其他有关国家和行业相关技术标准、规范。
5用能单位节能智慧管理系统技术要求
5.1节能智慧管理软件系统要求
为实现用能单位与上级管理系统的数据互连互通,要求各用能单位节能智慧管理系统的采集管理软件必须具备但不局限于如下功能:
5.1.1能耗在线监测与数据分析功能
(1)用能单位实时监测能源数据分析管理
在线监测的电、气、热数据的实时记录、实时运算、趋势分析、比较分析和异常判断。
采集频率不低于15min/次。
(2)用能单位用能总量分析管理
综合计算和比较在线监测数据与在线填报数据,实现用能单位综合能耗和各分项能耗的趋势分析、比较分析和异常判断。
(3)数据监测结构清晰,层次分明,实现图形化与数据监测相结合,使监测界面更加直观。
(4)系统应有完善的报警机制,可设置报警的级别和出发条件,对于数据中断,数据异常,要能够在界面上实时体现,并支持邮件和短信告知功能。
(5)支持按年、月、日、时、时分等多种能耗周期检索任意时间段内的能耗数据。
(6)对实时监测的数据进行能耗基准线管理,对于超限的发生应能够及时以邮件、短信的方式通知管理人员。
另外,对于条件具备的用能单位,应对重点用能设备,实现对运行电流、功率、温度、压力等瞬时量参数的实时监测和报警,监测频率小于10s。
5.1.2节能目标考核监管功能
(1)总量目标和单耗目标信息管理
①对用能单位的总量目标和单耗目标进行分类存储和管理;
②用能单位用能总量目标完成情况分析考核;
③根据政府下达年度总量目标,按照一定方法或原则分解成阶段性总量目标(月度),以月为周期分析用能单位用能总量目标完成情况。
(2)用能单位单耗节能目标完成情况分析考核
根据政府下达年度单耗目标,按照一定方法或原则分解成阶段性单耗目标(月度),以月为周期分析用能单位单耗目标完成情况。
5.1.3自动对标管理功能
(1)能效标准管理
对各行业主要耗能产品、工序和服务的行业平均水平单耗、行业先进水平单耗、国内先进水平单耗和国际先进水平单耗,以及国家和地方制定的限额标准进行管理。
(2)用能单位单耗分析和对标管理
确定用能单位对标产品、对标工序或对标服务等对标项,分析用能单位实际单耗和趋势,实现对标项实际能效同各种能效标准的比对管理,掌握用能单位能源利用水平。
5.1.4节能潜力分析功能
(1)根据用能单位实际单耗和行业先进单耗水平(或者指定的行业能效标杆)差异,结合用能单位相关经济数据,分析用能单位节能潜力;
(2)根据重点用能设备的运行监测数据、参数,分析用能设备节能潜力;
(3)根据常规监测的能源消耗曲线,监测管理节能的潜力;
(4)根据通用系统(锅炉系统、压缩空气、中央空调等)的运行参数监测,分析优化运行模型,挖掘节能潜力。
5.1.5节能预测预警功能
(1)能耗总量预警值和单耗预警值管理
管理用能单位能耗总量阶段性预警值和阶段性单耗预警值。
(2)用能单位用能总量预测预警
根据用能单位月度综合能耗趋势分析预测用能总量,并且与预警值比较判断用能总量节能目标实现情况。
(3)用能单位单耗指标预测预警
根据用能单位月度单耗趋势分析预测单耗,并且与预警值比较判断单耗节能目标实现情况。
5.1.6能耗统计分析及报表管理功能
(1)统计分析功能
提供统计分析功能,可以自动计算选定时间段的最大值、最小值和平均值。
能比较每天每小时、每月内每天或者每年内每月的历史能耗平均值和实际值,今年和往年同时期能耗比较等。
(2)能耗报表管理功能
可基于系统已有模板,系统可以将显示界面上的图形根据管理者的需求生成通用格式的报表。
(3)自定义能耗报表功能
提供报表自定义的功能,方便用户定制其想要的报表。
5.1.7能源费用管理功能
(1)可根据用能单位能耗价格进行设置,并进行费用计算。
支持分时定价策略,如峰谷平分时电价。
(2)提供分时电价模拟测试系统,分析能源费用节约的潜力。
5.1.8权限管理功能
(1)可按照时间、区域、功能等划分系统的使用权限,是不同管理层面的使用人员具有不同的使用权限。
(2)不同的登录用户操作记录、建立的报表等应保持独立,但需留有共享的系统。
5.1.9自动填报功能
系统能够自动生成《用能单位能源利用状况报告》,实现一键式报送。
5.2系统架构要求
1.系统架构应根据用能单位实际情况进行设计,可以选择B/S或者C/S架构,推荐使用B/S+C/S架构。
2.应支持分布式事务管理,保障可靠、高效的分布式应用系统。
3.数据库软件系统选型应有利于系统间的数据共享和交换,为了降低维护成本,尽量选择统主流的数据库软件,如SQLServer、MySQL、Oracle等。
5.3计量点要求
用能单位节能智慧管理系统只要求对一级及二级计量进行在线监测,三级以上计量采用自愿的方式进行。
5.4数据安全性
1.系统必须具备相应的责任管理制度,比如信息安全管理责任制度,能耗监测系统维护和监管制度、网络和设备管理制度。
2.需要保证用能单位信息资料和能耗数据资料的安全性,所有入库的数据资料需要相应的备份策略和安全策略。
3.应用系统应实现权限管理和密码访问,密码存放在数据库中应经过加密。
对外共享或者对外提供的数据资料要严格按照“用户级别及权限”的规定来授权用户对资料的访问,防止越权访问。
4.数据交换与应用接入不能影响已有应用系统的安全可靠性,根据实际情况,采用相应的数据交换方式,同时采用AES、PKI、DES等加密技术,保证数据传输过程的安全可靠。
5.应有系统数据定期备份和灾难恢复机制,有条件者可实行数据异地备份,用能单位采集的历史数据保存期不得少于两年。
5.5数据接口说明
能耗数据交换接口采用XML格式,以文本形式远传,具体接口技术文档另行发布。
5.6数据采样周期
用能单位现场能耗数据采样周期为15min/次,有条件的用能单位可以根据自身要求缩短采样周期。
5.7数据上传周期
用能单位的能耗数据应能够按照标准化的格式,定时上传至市节能智慧管理系统,上传间隔为60min/次。
5.8故障处理
当网络或设备发生故障时,现场数据采集设备应能够存储未能正常上报的能耗数据,待恢复正常后进行断点续传,并能够保证能耗数据的一致性和完整性。
6计量器具的选型和安装
6.1电能计量
6.1.1设计基本原则
1.分项计量改造不应改动供电部门计量表的二次接线,不应与计费电能表串接,分项计量决不能影响计费系统的正常工作。
2.应充分利用现有配电设施和低压配电监测系统,结合现场实际合理设计分项计量系统所需要的表计、计量表箱和数据采集器的数量及安放位置。
3.设计图纸应齐全,应能指导施工人员正确施工,至少应包括以下内容:
1)设计说明:
计量系统设计的原则、范围、原计量状况、改造前后计量系统状况、表计和设备选用说明。
2)改造前后配电系统原理图。
3)配电设备和计量系统设备布置图。
4)低压配电系统表计安装位置一次线示意图:
图中应含有出线开关额定容量、互感器变比、供电回路名称、表计位置及编号等内容。
5)表箱内表计的安装布置、数据采集器传输接线图。
6)表计接线原理图、低压柜端子布置图。
7)电缆清册:
包括供给表计的电压、电流回路线缆以及信号传输线缆。
8)设备材料表:
计量系统所需的表计、表箱、CT、数据采集器及所有安装所需材料。
9)数据采集器接线图。
6.1.2硬件技术指标
1.电能表的精确度等级应不低于1.0级。
2.普通电能表应具有监测和计量三相(单相)有功功率和有功功率或电流的功能。
3.多功能电能表应至少具有监测和计量三相电流、电压、有功功率、功率因数、有功电能、最大需量、总谐波含量功能。
4.具有数据远传功能,至少应具有RS-485标准串行电气接口,采用标准开放协议,如:
标准MODBUSRTU协议,《多功能电能表通信规约》DL/T645-2007等。
5.通过CMC(中国计量认证)或CMA认证(中华人民共和国制造计量器具许可证)或省级以上技术监督局颁发的证书。
6.互感器
配用电流互感器的精确度等级应不低于0.5级。
7.数据采集器
设置数量应满足分项计量系统数据采集和传输的要求。
6.1.3安装规范
1.电能表安装规范
1)在原配电柜(箱)中加装时,电能表下端应加有回路名称的标签,二只三相电能表相距的最小距离应大于80mm,单相电能表相距的最小距离应为30mm,电能表与屏边最小距离应大于40mm。
2)单独配置的表箱在室内安装时宜安装在0.8m~1.8m的高度(安全距离内可清楚观察电量参数)。
3)电能表安装必须垂直牢固,表中心线向各方向的倾斜不大于1°。
2.互感器安装规范
1)同一组的电流互感器应采用制造厂、型号、额定电流变比、准确度等级、二次容量均相同的互感器。
2)电流互感器进线端的极性符号应一致。
3)电流互感器二次回路应安装接线端子,变压器低压出线回路宜安装接线盒。
3.接线规定
1)采用电流互感器接入的低压三相四线电能表,其电压引入线应单独接自该支路开关下口的母线上,并另行引出,禁止在母线和电缆连接螺丝处引出。
零线不得断开,采用叉接方式接入零线端子。
电压、电流回路U、V、W各相导线应分别采用黄、绿、红色单股绝缘铜质线,中性线应采用黑色单股绝缘铜质线,并在导线上加装与图纸相符的端子编号,导线排列顺序应按正相序自左向右或自上向下排列。
2)电流互感器从输出端直接接至接线盒或接线端子,中间不宜有任何辅助接点。
3)电流互感器二次回路导线截面按以下公式进行选择,不宜小于2.5mm2。
A≥0.9L/(S2N-25Zm)(mm2)
L——二次回路导线单根长度,m
S2N——电流互感器二次额定负荷,VA
Zm——计算相二次接入电能表电流线圈总阻抗,Ω
6.2.流体能源计量
6.2.1设计基本原则
1.根据能源介质类型、流量、管径等参数特点合理选择流量计类型。
2.分项计量改造不应改动能源计量的管网。
3.应充分利用现有计量监测系统,结合现场实际合理设计分项计量系统所需要的表计、计量表箱和数据采集器的数量及安放位置。
4.应合理设置分项计量支线
5.当无法直接安装流量计时,应采用加法或减法原则,间接获取能源消耗数据。
其他无法直接获取能源消耗数据的回路均应采用间接获取的方法。
6.设计图纸应齐全,应能指导施工人员正确施工,至少应包括以下内容:
1)设计说明:
计量系统设计的原则、范围、原计量状况、改造前后计量系统状况、表计和设备选用说明。
2)改造前后系统能源网络图。
3)计量系统设备布置图。
4)表箱内数据采集器的安装布置、传输接线图等。
5)表计安装规范及输出接线原理图。
6)电缆清册:
包括供给表计的供电及信号传输线缆。
7)设备材料表:
计量系统所需的表计、数据采集器及所有安装所需材料。
6.2.2硬件技术指标
1.流量计的选型需满足国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167-2006)。
2.流量计应具有监测瞬时流量和累积流量的功能。
3.需配备具有数据远传功能的积算仪,至少应具有RS-485标准串行电气接口,采用标准开放协议,如:
标准MODBUSRTU协议。
6.2.3流量计安装规范
1.流量计必须水平安装在管道上(管道倾斜在5度以内),安装时流量计轴线应与管道轴线同心,流向要一致。
2.根据所选流量计类型,预留上下游管道直管段。
3.流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。
4.为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用,在流量计的前后管道上应安装切断阀(截止阀),同时应设置旁通管道。
流量控制阀要安装在流量计的下游,流量计使用时上游所装的截止阀必须全开,避免上游部分的流体产生不稳流现象。
5.流量计最好安装在室内,必须要安装在室外时,一定要采用防晒、防雨.防雷措施,以免影响使用寿命。
6.流量计应安装在便于维修,无强电磁干扰与热辐射的场所
7.用户另配一对标准法兰焊在前后管道上。
不允许带流量计焊接!
8.安装流量计前应清理管道内杂物:
碎片、焊渣、石块、粉尘等推荐在上游安装5微米筛孔的过滤器用于阻挡液滴和沙粒。
最好用等径的管道(或旁通管)代替流量计进行吹扫管道。
以确保在使用过程中流量计不受损坏。
9.安装流量计时,法兰间的密封垫片不能凹入管道内,以
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