大剧院工程能源管理系统技术方案书.docx
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大剧院工程能源管理系统技术方案书
大剧院能源管理系统技术方案书
上海摩点智能科技有限公司
ShanghaiMopointIntelligenceTechnolgyCo.,Ltd.ShanghaiMopointIntelligenceTechnolgyCo.,Ltd.ShanghaiMopointIntelligenceTechnolgyCo.,Ltd.ShanghaiMopointIntelligenceTechnolgyCo.,Ltd.ShanghaiMopointIntelligenceTechnolgyCo.,Ltd.
某大剧院能源管理系统技术方案书
1、项目背景及概况1
2、现状及能耗需求分析3
3、解决方案概述5
3.1能耗监测系统5
3.2中央空调机房集中管理及节能系统6
3.3智能环境控制系统6
3.4能源管理专家分析系统7
4、设计依据及规范8
4.1设计依据8
4.2电能量管理系统应遵循的相关规范、标准:
8
4.2建筑能耗监测系统应遵循的相关规范、标准:
10
5、建筑能源管理系统设计方案11
5.1能耗监测系统设计方案11
5.1.1变配电室计量装置改造方案12
5.1.2楼层配电柜计量装置改造方案14
5.1.3监控中心通讯柜配置方案15
5.1.4能耗监测系统设计方案15
5.1.5系统技术指标23
5.1.6客户收益23
5.2中央空调机房集中管理及节能方案23
5.2.1节能原理23
5.2.2.与传统的PID简单变频的区别27
5.2.3系统概述及节能前景分析27
5.2.4系统设计方案30
5.2.5节能估算及系统预算32
5.2.6系统的管理功能-37-
5.2.7系统的施工改造-38-
5.2.8系统的综合优势-38-
5.3智能环境控制系统设计方案-39-
5.3.1TS-BUS智能家居控制系统介绍-40-
5.3.1.1TS-BUS智能家居控制系统简介-40-
5.3.1.2TS-BUS智能家居控制系统,提高您的生活品质-40-
5.3.2TS-BUS智能家居控制系统的主要控制功能-41-
5.3.2.1主要控制设备-41-
5.3.2.2主要控制功能-42-
5.3.3总裁办公室设计方案-43-
5.3.3.1办公室门口-43-
5.3.3.2办公室内部-43-
5.3.3.3安防系统控制-44-
5.3.3.4火灾报警-45-
5.3.3.5远程电话控制-45-
5.3.3.6环境监测-45-
5.3.4产品简介-45-
5.3.4.1TS-BUS驱动器-45-
5.4建筑能源管理平台系统集成-46-
5.5建筑智能化典型案例-48-
5.5.1案例介绍-48-
5.5.2集成系统实现的功能-49-
5.5.3项目对比-50-
6、计划进度-52-
6.1能耗监测系统计划进度-52-
6.2中央空调机房集中管理和节能系统计划进度-53-
6.3智能家居控制系统计划进度-53-
7、质量保证与售后服务-55-
7.1质量保证-55-
7.2售后服务-55-
7.3培训-55-
7.4关于长期提供备品备件和工程文档资料的承诺-56-
1、项目背景及概况
某大剧院总建筑面积40894㎡(其中地下建筑面积15894㎡)地上分剧场和影院两个部分,剧场部分包括1个1158座的大剧场(其中池座938人,楼座220人)、1个500座的多功能厅;影院部分包括1个400座MAX影院、6个中小影院。
整个地下室连为一体,作为地下车库及设备房使用。
地上四层,除五台外,建筑总高度不超过24米;地下车库高5.4米;整个建筑夏季供冷,冬天供热。
本工程总设备安装容量为7199kW,总计算负荷为5399kW。
其中二级负荷安装容量为4300kW,消防负荷安装容量为1656kW。
设计变压器安装容量为5700kVA,平均变压器负荷率为65%。
本工程剧场(含多功能厅)部分,办公及舞台机械灯光音像等设备用房冷热源采用多联机,室外及至于屋顶。
其余功能用房冷热源采用双能源溴化锂机组。
冷源选用2台1163kW双能源溴化锂机组,冷冻水供回水温度7℃/12℃,设2台冷冻水泵,每台容量230m³/h,杨程
随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高,要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境。
节能是一项基本国策,也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。
建筑能源管理系统正是顺应了这一潮流,它的建立,对于大型建筑物机电设备的正常运行并达到最佳状态,以及防火与保安都提供了有力的保证。
同时,依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理,数据分析,逻辑判断和图形处理,对整个系统作出集中监测和控制;通过计算机系统及时启停各有关设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗。
这样,建筑能源管理的主要目的就是:
提高系统管理水平,节省运行能耗。
就空调系统而言,是现代化建筑物的耗能大户,也是节能潜力最大的设备。
从统计数据来看,中央空调系统占整个建筑耗能40%~50%,而大楼装有建筑能源管理系统以后,可节省能耗约25%,节省人力约50%。
出现故障,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。
当前随着建筑物规模增大、标准提高,建筑物机电设备的数量也急剧增加,这些设备分散在写字楼的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。
如采用建筑能源管理系统,利用现代的计算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,就能确保建筑物内所有机电设备的安全运行,同时提高建筑物内人员的舒适感和工作效率。
2、现状及能耗需求分析
某大剧院设计有较完整的变/配电系统、照明系统、暖通系统、安防系统、BA系统等,但是各个系统运行/操作方式复杂、设备种类繁多、效率不高,各个系统相互独立,值班人员无法知晓各个子系统的具体运行情况,造成系统不必要的能源浪费;对突发的紧急状况,不能快速做出处理与解决,造成设备损坏,影响正常供电;网络与信息系统在应对各种威胁下,不具有足够的抗攻击能力,降低系统数据安全性;系统专业化,没有适合剧院的相关管理功能;系统人机界面不够友好、操作不够人性化,难以提高操作效率。
如剧院的管理方缺乏详实可靠的数据支撑,无法实现更多的智能化的管理。
因此,建立一个集供配电监控、能耗监测和环境管理于一体的完整的能源管理解决方案势在必行。
充分详实的数据资料是一切决策的基础,对各个环节的能源消耗进行精确的计量和管理是主动有效的节能增效行动。
因此能源管理系统需通过装设计量装置和能耗监测系统的方法完成对剧院内的能源使用情况的全面监视和跟踪,完整记录电能在各时间点的使用方及去向等,从而洞悉剧院内能源消耗的三维立体全景数据,为剧院能源管理提供切实可靠的数据库平台。
能源使用的安全性是剧院一切行为的基础。
剧院内照明及变频通风设备、计算机及UPS等设备给剧院电网带来大量的谐波,导致电网电压的波动、闪变等不安全因素;火灾、消防联动也是剧院管理提出的最基本要求。
能源管理平台必须能对这几项能源使用安全防范事项作出必要的监测,在发生异常时能快速反应并发出警报,以便及时将事故控制在萌芽状态。
在满足了正常的运营后,能源管理平台应在剧院的节能增效方面带来看得见的效果。
在之前采集到的全景数据的基础上,平台的专家分析系统应能对现有的电能消耗情况进行准确分析,发现不合理的耗费与能源流失,建立能源使用新模型并进行效果预测,在推行新能源使用模式后对使用效果进行验证,同时在不断的数据积累过程中,发现更多的节能机会,为剧院后期的调整与改扩建提供更优化的能源供应、管理方案。
3、解决方案概述
依据项目设计要求和客户的需求,我公司为剧院管理方提供了一套针对剧院内所使用的能耗数据及环境数据进行综合管理、分析和控制,以达到能源消耗可视化、能源使用安全化、节能增效管理化的整体解决方案。
剧院的能源管理系统主要分为能耗监测系统、中央空调机房集中管理及节能系统和智能环境控制系统和能源管理专家分析系统四大模块。
3.1能耗监测系统
目前能源短缺现象日益突出,节能降耗已经成为全社会关注的热点,同时各行业在提高生产设备自动化的同时,也在进一步加强管理的高效性和精细化程度。
能耗监测系统是上海摩点智能科技有限公司根据国内市场最新需求研制的一款针对建筑物电、暖等能源消耗情况进行监测与分析的完整解决方案。
系统利用有线/无线网络技术,对建筑物各项能源消耗进行分类分项监测,并实时上传到相应的数据中心。
使能耗监管工作变得更加快速、直观,有效控制建筑能源的浪费。
同时,所采集的数据可为建筑能源管理提供更直接的参考价值。
建筑用电模型如下图所示:
建筑能源管理系统可支持通过低压智能仪表统计各区域在不同时段的综合单位耗电量、电能消耗时间分布、功率因素的波动数据等并结合大型能耗设备的使用频率,对实际电能消耗数据进行分析,通过成本分析寻找降低能源成本的途径和说明成本波动的原因,并能够提供能耗预测,为建筑管理的计划制定以及供配电系统未来的发展规划提供数据及分析依据。
其主要包括:
能耗越限管理:
对于各回路实时功率进行观察统计,对于越限负荷进行告警并统计越限幅度及区间;
能耗统计汇总相关报表:
生成能耗统计报表,日用电量统计报表,月总用电量统计报表,年用电量统计报表,各区域/负荷能耗统计报表等;
能耗对比分析相关报表:
生成同比分析表,环比分析报表,占比分析报表等;
单位能耗分析相关报表:
生成单位业务量能耗分析报表,单位面积能耗分析报表等。
3.2中央空调机房集中管理及节能系统
由于中央空调系统是能耗很高的大型系统,且本项目是公共建筑,考虑到长期运行的能耗成本,随着今后能源价格的不断上涨,企业的运行能耗将越来越高。
降低中央空调系统的能耗能为用户创造显著的节能收益,实现运行使用中的节能更是利国利民利己的举措。
同时鉴于中央空调系统的复杂性,为中央空调系统提供强大的便捷操作和完善的管理功能则是每个大型项目所必需的,从而避免系统在人为操作上的不同所导致的巨大能耗差异。
3.3智能环境控制系统
TS-BUS建筑环境监控系统是基于KNX/EIB总线标准和EnOcean自获能无线传感技术设计的智能建筑电气控制系统,是由上海摩点智能科技有限公司从节能增效角度出发,对建筑用能终端实现智能化自动控制的全新解决方案。
EIB/KNX总线标准是目前唯一被认证为国际通用IEC标准和国家标准的EIB/KNX总线标准,主要实现对智能建筑的光照、温度、湿度、空气清新度等环境参数的全面管理和自动控制。
系统充分利用自然通风和天然采光,实现建筑与使用者以及内外气候环境之间的感应与联动,满足人们对建筑环境的安全性、节能性、自动化与舒适化等方面提出的更高要求,最终使建筑的管理者和使用者获得更大的经济效益。
建筑环境监控系统采用强弱电完全分离的控制形式,利用单一多芯的总线实现系统各个设备的连接,扩容时只需把增加的元件和总线简单地连接起来,无需重新布线;智能化的元件可通过编程改变功能,具有高度的灵活性。
3.4能源管理专家分析系统
能源管理专家分析系统是由专业产品研发公司深入探讨各行业用能情况以及挖掘客户实际需求,并结合多年配电自动化系统工程经验,推出了新一代以面向服务架构SOA为基础的建筑能源管理平台。
摩点能源管理专家分析系统利用现代最新数据处理与通讯技术,对建筑内部电力SCADA系统、BA系统、物业管理系统、环境系统、设备管理系统等能源系统模块进行集成与整合。
采用CDM(COMMONDATAMODEL)通用数据模型建立高品质的全景数据库,并以此为据建立客观能源消耗评价体系,及时了解真实的能耗情况和提出节能降耗的技术和管理措施,协助剧院管理者制订能源新使用模式和考核办法,实现剧院节能降耗的目的。
同时在不断的数据积累过程中,为客户发现更多的节能机会,为后期的调整与改扩建提供更优化的能源供应、管理方案。
摩点能源管理专家分析系统一切从最终用户、二次开发者角度出发,从而满足系统界面、功能模块、接口技术等都更加具备个性化、标准化、快速灵活等需求。
4、设计依据及规范
建筑能源管理平台中各子系统模块在设计时应严格遵循以下规范、标准的要求:
4.1设计依据
◆本项目的现场勘察注册表和历史运行记录;
◆剧院管理方工程技术部人员对项目的描述和建议;
◆中央空调管理专家系统的系统结构和产品特性。
4.2电能量管理系统应遵循的相关规范、标准:
标准号
标准名称
GB4208
外壳防护等级(IP代码)
GB50171
电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范
GB50217
电力工程电缆设计规范
GB/T191
包装储运图示标志
GB/T2423
电工电子产品环境试验
GB/T2887
电子计算机地通用规范
GB/T3047.1
高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列
GB/T6593
电子测量仪器质量检测规则
GB/T7261
继电器及装置基本试验方法
GB/T9813
微型计算机通用规范
GB/T11287
量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇:
振动试验(正弦)
GB/T13729
远动终端设备
GB/T13730
地区电网调度自动化系统
GB/T14285
继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T14429
远动设备及系统第1-3部分:
总则术语
GB/T14537
量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验
GB/T14598.3
电气继电器第5部分:
量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验
GB/T14598.9
电气继电器第22-3部分:
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验辐射电磁场骚扰试验
GB/T14598.10
电气继电器第22-4部分:
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验
GB/T14598.13
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分:
1MHz脉冲群干扰试验
GB/T14598.14
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分:
静电放电试验
GB/T14598.17
电气继电器第22-6部分:
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-射频场感应的传导骚扰的抗扰度
GB/T14598.18
电气继电器第22-5部分:
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-浪涌抗扰度试验
GB/T14598.19
电气继电器第22-7部分:
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-工频抗扰度试验
GB/T15153.1
远动设备及系统第2部分:
工作条件第1篇:
电源和电磁兼容性
GB/T15153.2
远动设备及系统第2部分:
工作条件第2篇:
环境条件(气候、机械和其他非电影响因素)
GB/T15532
计算机软件单元测试
GB/T16435.1
远动设备及系统接口(电气特性)
GB/T17463
远动设备及系统第4部分:
性能要求
GB/T17626
电磁兼容试验和测量技术
DL451
循环式远动规约
DL/T478
静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
DL/T621
交流电气装置的接地
DL/T630
交流采样远动终端技术条件
DL/T634.5101
远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准
DL/T634.5104
远动设备及系统第5-104部分:
传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-104网络访问
DL/T667
远动设备及系统第5部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准
DL/T720
电力系统继电保护柜、屏通用技术条件
DL/T5136
火力发电厂、变电站二次线设计技术规程
DL/T5137
电测量及电能计量装置设计技术规程
Q/GDW140
交流采样测量装置运行检验管理规程
Q/GDW213
变电站计算机监控系统工厂验收管理规程
Q/GDW214
变电站计算机监控系统现场验收管理规程
上述技术标准和规范如有不足之处或未能达到国际国内最新标准时,具体实施过程中系统的设计及选用的设备和材料符合最新版本的国际和国家标准、规范,并提供所采用的国际和国家标准、规范以及所采用版本的相关技术资料。
4.2建筑能耗监测系统应遵循的相关规范、标准:
建筑能耗监测系统是在住房和城乡建设部制定的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》技术规范的出台后完成设计和开发的。
因此,设计依据充分、技术标准正确,并且为节能减排提供了预留接口。
本系统设计依据的技术规范包括:
住房和城乡建设部技术要求
●《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》
国家及行业标准
●GB/T2260中华人民共和国行政区划代码
●DL/T645-1997多功能电表通信规约
●DL/T645-2007多功能电表通信规约
●CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件
●GB/T19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范
●《民用建筑电气设计规范》JGJT16-2008
●《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
●《公用建筑节能设计标准》GB50189-2005
●《节能监测技术通则》GB15316-94
●《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
●《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994
●《10KV以下变电所设计规范》GB50053-94
●《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83
●《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002
5、建筑能源管理系统设计方案
建筑能源管理系统是上海摩点智能科技有限公司合作伙伴-
为适应商业地产综合自动化系统日新月异的发展,在总结多年综合自动化系统的研发、生产、工程实施的经验基础上,推出的新一代专业的能源管理平台软件,采用模块化、智能化的设计理念,拥有强大且性能优越的实时数据库管理系统,完善的主操作界面,完善的系统维护界面,功能齐全的通讯子系统,使系统适应大、中型的综合监控环境。
根据统一规划,分步实施的原则,本项目按照能耗监测系统改造方案、暖通空调节能改造方案、智能环境控制系统改造方案分别进行阐述。
5.1能耗监测系统设计方案
剧院的能耗监测系统主要是对电能、燃气、蒸汽的监测。
其供配电系统可以分为两大块:
变电所和配电间。
根据分类分项原则,电量应划分为分项、子项进行计量,具体如下:
电量分为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。
●照明插座用电
照明插座用电是指建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电的总称。
照明插座用电包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电,共2个子项。
包括计算机、打印机等办公设备,走廊、卫生间等的公共照明设备。
●空调用电
空调用电是为建筑物提供空调、采暖服务的设备用电的统称。
空调用电包括空调末端用电,共1个子项。
空调末端是指可单独测量的所有空调系统末端,包括全空气机组、新风机组、空调区域的排风机组、风机盘管和分体式空调器等。
本工程空调用电主要监测风机盘管工作用电。
●动力用电
动力用电是集中提供各种动力服务(包括电梯、非空调区域通风、生活热水、给排水等)的设备(不包括空调采暖系统设备)用电的统称。
动力用电包括电梯用电、水泵用电、通风机用电,共3个子项。
本工程中动力用电主要监测电梯用电、水泵用电和通风机用电。
●特殊用电
特殊区域用电是指不属于建筑物常规功能的用电设备的耗电量,特殊用电的特点是能耗密度高、占总电耗比重大的用电区域及设备。
特殊用电包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或其它特殊用电。
在各计量仪表现场安装专用数据采集器,通过计算机网络,同时实时向办公楼内数据中心和上级数据中心传输所采集的各项数据。
在剧院内设置建筑能耗监测中心,配备相应服务器操作站等设备,用于存贮、分析、处理所采集的数据,为做好节能减排工作提供依据。
5.1.1变配电室计量装置实施方案
为了能够获得大量详实可靠的电量数据,我们采用加装多功能网络电力仪表的方式采集各进出线回路的全电量参数,并通过RS485通讯接口与数据采集器相连,实现数据远传功能。
本方案设计采用NTS-242多功能网络仪表实现对低压进线的全电量监测和谐波监测功能;采用NTS-236三相电能表实现对低压馈出线的实时监视功能。
每个配电室配置1台NTS-152S数据采集器,负责采集本站内的电量参数并将其上传给监控中心。
网络电力仪表通过现场总线的方式接入数据采集器,数据采集器经以太网接口通过光纤接入能耗监测系统。
5.1.2配电箱计量装置改造方案
本方案设计采用NTS-230GS三相四线电子式电能表替代现有的无通讯功能的电能表,实现对楼层用电的分项计量和远程抄表功能。
NTS-230GS三相四线电子式电能表采用导轨式安装方式,无需开孔,安装方便。
NTS-230GS三相四线电子式电能表通过RS-485现场总线的方式接入监控中心的数据采集器。
本项目的楼层配电主要分为照明用电部分。
各NTS-230GS三相四线电子式电能表就地安装与各照明配电箱。
电能表通过RS-485现场总线的方式接入数据采集器,最后通过光纤上传至监控中心。
5.1.3监控中心通讯柜配置方案
监控中心配置1套NTS-GTXWB壁挂式通讯柜实现对所有电表(包含配电室和楼层两部分)的数据汇总,并将所有数据上传给能源管理系统。
5.1.4能耗监测系统设计方案
5.1.4.1设计原则
技术实现方案必须遵循以下原则:
●可靠性
该系统有稳定、可靠的运行系统。
设计时充分考虑了后备以及应急恢复系统,使整个系统在出现故障时能够提供客户服务,并能很快的排除故障正常运行。
●可扩展性
“系统”设计时按最经济的原则,设计了一个扩展性很强且在扩容升级时浪费最少的系统。
系统根据该办公楼建筑用电系统的结构特性,充分考虑了建筑物及部门组织结构用电特点,构建标准化的用电管理机制和系统结构流程。
●开放性
该系统设计遵循开放性原则,能够兼容多种硬件设备和网络。
网络系统、数据库系统和通信枢纽采用标准数据接口,具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力,支持用户后期改造。
●安全性、可维护性
系统对数据的安全性给予高度重视,采取了防范措施防止非法入侵。
另外,对外部员工以及调度客户加强权限控制,避免越权。
系统具有自诊断自恢复功能。
●实时性、并行性
考虑到采集点的数量,系统采用了传输速度快的网络设计,保证信息数据的及时有效;同时系统避免采用轮询的方式进行点点操作,系统具备自动并行
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