大学校区智慧能源建设方案详细

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1、 . . . 大学校区智慧能源建设方案目录1 前言41.1 项目背景41.2 项目意义41.3 立项依据61.4 编制依据62 项目概况82.1 建设原则82.2 总体目标92.3 存在的问题92.4 建设思路113 现状分析144 智慧能源技术方案154.1 总体方案设计164.2 智慧能源层级结构174.3 智慧能源综合信息监控系统194.3.1 硬件架构204.3.2 软件架构234.3.3 应用功能254.3.4 关键技术简介424.4 智慧能源通信网络444.5 智慧能源应用系统455 智慧能源建设方案475.1 分布式电源建设475.1.1 概述475.1.2 建设情况485.1.

2、3 建设思路495.1.4 建设方案505.2 校园配电自动化建设525.2.1 概述525.2.2 建设目标535.2.3 建设思路535.2.4 建设方案545.3 用电信息采集建设585.3.1 概述585.3.2 建设目标585.3.3 建设思路595.3.4 建设方案605.4 智能教室、宿舍、办公室建设635.4.1 概述635.4.2 建设目标635.4.3 建设思路655.4.4 建设方案665.5 电动汽车充电设施建设695.5.1 概述695.5.2 建设目标705.5.3 建设思路705.5.4 建设方案705.6 智能楼宇建设745.6.1 概述745.6.2 建设目标

3、745.6.3 建设思路755.6.4 建设方案765.7 配电系统节电器应用示905.7.1 概述905.7.2 建设目标915.7.3 建设思路915.7.4 建设方案925.8 智慧能源综合信息监控系统建设935.8.1 概述935.8.2 编制依据935.8.3 建设目标955.8.4 建设思路955.8.5 建设方案965.8.6 技术指标975.9 综合可视化展厅建设1025.9.1 概述1025.9.2 建设目标1025.9.3 建设思路1035.9.4 建设方案1055.10 信息通信网建设1115.10.1 概述1125.10.2 建设目标1125.10.3 建设思路1145

4、.10.4 建设方案1146 项目实施进度计划122122 / 1221 前言1.1 项目背景x大学x校区是x大学的校区之一，位于某区路800号，校区毗邻华东师大学x校区，占地面积约309.25公顷（4638.75亩）。x校区有学生宿舍94栋，总计建筑面积30.9万平方米，分为东西两个区域，合计住宿的本科生、研究生2万多人。校区有医院、邮局、银行、影院、学生活动中心、各类体育场所等设施，形成了一个相对独立的社区。1.2 项目意义智能电网作为高校管理智能化发展的客观需要，是智慧能源发展的重要能源保障基础和前提，也是智慧能源建设的一项重要容。另外，智能电网还可以从提供增值服务、推动节能减排和带动相

5、关科技发展等方面进一步促进智慧校园的发展。通过x大学智慧能源项目建设，努力将x大学x校区打造成具有高可靠性、国际一流、安全高效、绿色节能的现代校园智能电网。建设x大学x校区智慧能源的意义如下：l 能源智慧化提升校园吸引力智慧能源建设，一方面可以提升校园部的后勤管理和服务能力；另一方面通过智慧能源建设，促进节能环保，可以改善校园生活环境，显著提升学生生活质量；更重要的是为校园的师生服务，通过智慧的路灯、电力、热水、空调、电动汽车等能源体系，为师生提供优良的学习、科研、生活、创新环境，消除师生的后顾之忧，并适时的为师生发展提供各种支持。通过智慧能源的建设，把校园管理机构、校园师生、校园商户等校园各

6、方的优势资源加以整合并通过各种途径大力推广，为校园打造一个整体的优质品牌，可以显著提升校园对优质师生的吸引力和凝聚力。l 能源智慧化促进校园可持续发展以信息化为核心的智慧能源建设来破解难题实现可持续发展。信息化在有效降低资源、能源消耗，减轻人员负担等方面，具有传统手段无可比拟的优越性。通过信息技术创造先进的智能工具，改造提升传统电力运维方式，提高新能源开发利用水平，改善后勤管理结构，提高服务效率，降低环境污染，实现节能减排、建设绿色校园，使许多高校后勤管理难题迎刃而解，因此信息化是实现校园可持续发展的必由之路和高级阶段，而且可持续发展需求为智慧能源建设提供了广阔的发展空间。l 能源智慧化助力校

7、园科研发展x市能源互联网创新平台是由x大学牵头，x市科委立项的关于能源互联网建设的专业平台，致力于推动x市能源互联网发展。能源互联网是以创新为主要驱动力的产业，能源互联网创新平台建设需要将信息技术渗透到管理、研究、生活的各个方面，围绕“管理”、“引导”和“服务”三大工作核心，以信息技术的创新应用最大程度地整合各种创新资源与生产要素，实现创新资源和创新主体项目真实，数据实时、有效。扩大交大在全国高校绿色智慧能源建设中的影响力。1.3 立项依据x市智慧校园设计概念纲要x市智慧校园总体规划纲要x市建设管理暂行办法1.4 编制依据民用建筑节能条例 国务院令 2008530号城市市政综合监管信息系统单元

8、网格划分与编码规则（CJ/T 213-2005）城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码与数据要求（CJ/T 214-2007）城市市政综合监管信息系统地理编码（CJ/T 215-2005）城市市政综合监管信息系统建设规（CJJ/T106-2005）x机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则 建科综函200858号关于加快数字化城市管理试点工作的通知建办城函200742号低压电力用户集中抄表系统技术条件 （DL/T 698-2007）多功能电能表通讯规约（DL/T 645-2007）多功能电能表 （DL/T 614-2007）1级和2级静止式交流有功电度表（GB/T17215

9、-2002）计算机软件产品开发文件编制指南 （GB/T 8567-1988）计算机软件需求说明编制指南 （GB/T 9385-1988）计算机软件分类与代码 （GB/T 13702-1992）软件项目术语 （GB/T 11457-1995）信息技术软件生存期过程 （GB/T 8566-1995）软件过程能力评估模型 （SJ/T 11234-2001）软件能力成熟度模型 （SG/T 11235-2001）x公共安全行业标准（GB50198-94 GA/T75-94）民用建筑电气设计规（JGJ16-2008）电气装置安装项目电缆线路施工与验收规（GB50168-2006）电气装置安装项目接地装置施

10、工与验收规（GB50169-2006）智能建筑设计标准（GB/T50314-2006）低压配电设计规（GB50054-95）配网自动化与管理系统功能规电力用户用电信息采集系统功能规坚强智能电网发展规划纲要 2 项目概况2.1 建设原则l 结合校区实际，引领技术发展紧密结合x校区智能电网实际需求，做到统筹兼顾，充分发挥自身优势，在部分应用和技术处于国领先的领域力争超前研究、率先试点并推广应用。l 区别传统电网，提供经验借鉴在x校区智能电网的具体建设方案规划和实施中注意体现“新的理念，新的规划，新的做法”，贯彻“能复制、能推广、有特色”的思想，为校园智能电网建设提供成功经验。l 注重智能技术，过程

11、循序渐进在建设容上注重合理处理好智能化技术在x大学x校区的先进性与适用性的关系，处理好关键技术研究、项目建设和应用推广的协调关系，做到循序渐进，分布实施。l 总体规划、一体设计、分步实施、考虑扩展原则系统采用一体化平台建设，统模，模块化设计，尽量避免各自为政、盲目投资、重复建设，确保公用事业监管平台的建设能不断扩容、升级和接入。同时必须确保系统涉与的各子模块能平滑升级、按需扩容、全面接入，尽量降低各管理子模块之间的耦合度，加大各子模块之间的隔离度，提高系统运行的稳定性。l 资源整合、服务为先、统一标准，保障安全原则充分利用和整合已有和规划建设的网络基础、业务系统和信息资源，加强整合，充分利用，

12、促进互联互通、信息共享，以有限的资源整合原有管理系统，发挥其最大的效益。同时，正确处理好发展与安全的关系，综合平衡成本和效益，制定并完善安全保障体系。2.2 总体目标x大学x校区智能电网建设，在智慧能源中建设统一呈现、数据中心、基础能力组件、管理功能等，实现智慧能源应用集成、数据交换、统一数据以与统一网络的功能。智慧能源建设的主要目标可以分为两个层面，一是直接为智慧能源管理方服务，进一步提升校园部能源的管理能力，增强智慧能源在推动师生创新上的服务能力，体现创新、安全、可靠、经济、节能和集中展示目标；二是间接为校园的师生服务，通过信息化手段为师生提供优良学习、科研、生活环境，并为师生提供更高层次

13、的管理决策支撑，实现具有信息化、自动化、互动化特征的“安全、互动、干净”的智慧能源。最终实现智慧能源和师生共赢的局面。2.3 存在的问题智慧能源是通过信息技术和各类资源的整合，充分降低能源管理运营成本，提高工作效率，加强各类校园创新、服务和管理能力，为校园铸就一套超强的软实力。信息化是全球经济和社会发展的大趋势，也是校园提升产业效能和率先实现现代化的关键环节。但是，在多年的校园发展中，信息化建设长期处于被忽视的地位，信息化水平与校园社会经济发展水平并不一致，与校园的发展要求与定位也不相适应。其中能源管理存在的问题也比较突出，学校的配电系统设备设施主要有：10KV高压进线，高压柜变压器低压柜负荷

14、（照明系统空调系统动力系统和特殊设备设施）应急系统（发电机和UPS）其他辅助保护系统（防雷接地等）。运行多年以来主要存在以下问题：l 用电扩容学校正所处的世界一流大学的建设加速期，教育事业规模化快速发展，特别是“十三五”开局年开始，大型科研试验和宿舍类建筑拔地而起，目前已确定新增的电力需求容量包括：理科大楼转化医学大楼和密西根大楼，需增加10100KVA的供电容量，未来三年还将增加文博大楼九期学生公寓等，二周边的变电站已达到饱和状态，已无法提供多余的电力专线给新建大楼使用。扩容的瓶颈问题突出，急需解决。l 用电成本由于学校的快速发展，校区建设也是分时期建设完成，因此再建设当时，再变压器后的计量

15、较为粗旷，有的并未明确的二级用户的布置，故部分漏雨之忧再变压器后有计量电表，到建筑楼层的终端用户并没有计量工具，计量系统不完善，责任体系不明晰，奖惩制度未建立起来，导致了终端用户吃大锅饭，浪费现象严重。另一方面，能耗65%的公共设备系统运行方案待完善，部分属地未根据电费政策与用户特点指定公共设备运行模式，部分属地未根据用户特点设备空调开关机时间，属地的物管部门缺乏挖潜动力；能耗35%的专业设备的技术节能开展水平参差不齐，缺乏统筹规划和管控，全员节能意识也不足，虽然例行通报披露哦，浪费情况严重，缺少节能知识，对节能措施不理解。l 用电质量电能质量这一术语用来描述许多不同类型的电力扰动，从不同的角

16、度有不同的描述若干个用电大户提供电力外，还为区域的具名用电和中小企业用户供电，用电类型复杂，手符合波动影响，供电的电压偶发突变（降），突降的幅度有时至电压的30%一下，造成所谓的闪断（低于0.2秒电压陡降）。据不完全统计，x校区外线闪断统计2017年达5次之多，单个站的下端用户，如致远游泳馆，平均一月闪断一次，而且是低压总线双路同时闪断。在日常的供配电网运行下，出现这种闪断现象，电能质量的问题无疑是个主要原因。然而外线供电质量是在市政电网的协调控制畴，校电网供电质量的治理问题尚未有相应的应用。l 供电可靠性2016年10月23日此类大面积的事故性突发停电，对数据中心的正常运维构成了重大威胁和挑

17、战，虽然有多重的保护措施，对于要求万无一失的数据中心来说，长时间和突发性停电都对数据中心的保护设备（如发电机和UPS）的持久性和响应性仍存在风险。l 信息化配套设施与服务不够完善校园配套设施建设一直聚焦于楼宇、交通、供水、供电、排污等基础设施，近年来信息基础设施的建设正逐渐受到校园管理机构、师生的重视，但由于校园信息化建设起步晚、时间短，信息化配套设施与服务还不够完善。l 信息资源整合利用工作严重滞后目前各类校园和校园各个部门都在积极开展信息化建设，信息化工作也有了一定的基础。但由于缺乏统一的规划和指导，各个部门过分强调自身的特殊性，条块分割现象严重，突出表现为一些纵向信息网络自成体系，业务系

18、统封闭运行，不能实现互联互通等，形成了许许多多“信息孤岛”，难以实现信息资源共享。特别是在一些“金”字项目单位，上、下信息交流畅通，但与其他处、科室之间的横向信息交流共享困难。l 校园综合管理缺乏智能化手段目前校园城市综合管理的容对于校园的组成部件、运行状态的信息采集、管理功能偏少，仅有的部件管理也集中在地上设施，而供气、供水、供热、弱电管网等地下基础设施的信息采集功能匮乏。造成以上状况的原因是因为目前校园综合管理缺乏智能化手段，以人工巡查为主，部件、事件发生变化无法实现与校园管理机构的与时自动通信，管理缺乏智能性、主动性，综合管理中的问题上传、处理分配、结果反馈等各个环节都缺乏自动化处理手段

19、，同时综合管理的应急预案的数字化程度较低。校园管理智能化技术与智能化手段的缺乏，使得设施静态管理、动态运行监控、智能化运行维护、自动应急指挥处置等综合管理能力严重低下。l 节能环保新技术应用匮乏在节能减排方面，用信息技术改造传统行业，尤其是改造重点用能行业的广度和深度不高。对于校园师生，信息技术主要被应用于管理环节，例如集中建设的OA、ERP等信息系统，而利用信息技术对生产全程实现数字化监控，将物联网、移动互联网等新一代信息技术，渗透到工具、工艺、流程中，实现对生产管理全流程的“泛在感知”，最大限度地降低各种资源消耗的例子明显偏少；比如利用物联网技术，实现路灯根据天气状况自动开启关闭的技术已经

20、成熟，但是应用少见。新技术应用在促进节能减排方面的巨大潜力还没有得到充分发挥。2.4 建设思路“智慧能源”的顶层设计将决定规划的高度和边界，智慧能源以“智慧校园”为模型，构建智慧能源的总体架构，总体架构包括感知层、网络层、监控管理层。总体架构是基础设施、校园综合信息监控系统高层设计的出发点。x大学x校区作为x市面积最大、能耗最高的校园，将开展智能电网综合建设项目。智能电网建设将统一规划、统筹设计、逐步实施，最终实现x大学x校区绿色校园建设的核心理念。在x大学x校区综合利用智能电网、物联网技术，开展校园服务、监控管理、综合应用为目标的智能电网新技术应用，为打造“低碳、生态、绿色”的智慧校园奠定坚

21、实的基础。本项目将遵循“可复制、能实行、好推广”的规划思路，从信息流、业务流、电力流、人员流统一融合的角度，按照智慧能源的业务、管理的需求特点和要求，设计“1个综合应用系统9个应用子项”的总体架构。项目包括校园配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施、分布式电源、配电节电器、智能教室、宿舍、办公室、智能楼宇、可视化和信息通信网络共9个应用子项和1个综合应用系统即智慧能源综合信息监控系统建设，并将最终打造一个适用于我国智慧能源的管理与发展的综合应用与可视化系统平台。系统包括电能、热能、风能、太阳能的能源采集、监控与校园管理，同时作为开放平台，面向校园管理者和校园师生、商户等服务对象，为绿色校园

22、提供多样化服务。图1 x校区智能校园建设框架在x校区智慧能源建设中，智能电网融合网络通信、传感器、电力电子等高新技术，将大力推动信息通信、能源、新材料等高科技产业发展和技术革命，有利于提升x智能电网产业技术创新平台的核心竞争力；采用高可靠智能设备、配电自动化、快速预警与自愈等供电技术，将大幅度提高供电安全可靠性和电能质量，供电可靠率可达99.99%的国际先进水平，保障校园的师生安全用电；采用节能设备、楼宇综合能效管理与优化运行、清洁能源使用等技术，提高x大学x校区能源综合利用效率，有效降低温室气体排放，将有力推动x地区乃至全国高校先进节能减排技术的推广应用。3 现状分析信息化是全球经济和社会发

23、展的大趋势，也是校园提升用能效能和率先实现智慧校园的关键环节。但是，在学校多年的发展中，信息化建设长期处于被忽视的地位，信息化水平与学校发展水平并不一致，与学校的发展要求与定位也不相适应。1）信息化配套设施与服务不够完善校园配套设施建设一直聚焦于楼宇建设、交通、供水、供电、路灯、充电桩、排污等基础设施，近年来信息基础设施的建设正逐渐受到校园管理机构、在校师生的重视，但由于校园信息化建设起步晚、时间短，信息化配套设施与服务还不够完善。2）信息资源整合利用工作严重滞后目前校各个部门都在积极开展信息化建设，信息化工作也有了一定的基础。但由于缺乏统一的规划和指导，各个部门过分强调自身的特殊性，条块分割

24、现象严重，突出表现为一些纵向信息网络自成体系，业务系统封闭运行，不能实现互联互通等，形成了许许多多“信息孤岛”，难以实现信息资源共享。特别是在一些“金”字项目单位，上、下信息交流畅通，但与其他处室之间的横向信息交流共享困难。3）校园综合管理缺乏智能化手段目前校园城市综合管理的容对于校园的组成部件、运行状态的信息采集、管理功能偏少，仅有的部件管理也集中在地上设施，而供气、供水、供热、弱电管网等地下基础设施的信息采集功能匮乏。造成以上状况的原因是因为目前校园综合管理缺乏智能化手段，以人工巡查为主，部件、事件发生变化无法实现与校园管理机构的与时自动通信，管理缺乏智能性、主动性，综合管理中的问题上传、

25、处理分配、结果反馈等各个环节都缺乏自动化处理手段，同时综合管理的应急预案的数字化程度较低。校园管理智能化技术与智能化手段的缺乏，使得设施静态管理、动态运行监控、智能化运行维护、自动应急指挥处置等综合管理能力严重低下。4）节能环保新技术应用匮乏在节能减排方面，用信息技术改造传统行业，尤其是改造重点用能行业的广度和深度不高。对于学校在校师生，信息技术主要被应用于管理环节，例如集中建设的OA、ERP等信息系统，而利用信息技术对生产全程实现数字化监控，将物联网、移动互联网等新一代信息技术，渗透到工具、工艺、流程中，实现对生产管理全流程的“泛在感知”，最大限度地降低各种资源消耗的例子明显偏少；比如利用物

26、联网技术，实现路灯根据天气状况自动开启关闭的技术已经成熟，但是应用少见。新技术应用在促进节能减排方面的巨大潜力还没有得到充分发挥。4 智慧能源技术方案智慧能源结合利用物联网、云计算等新一代信息技术全面感知并整合城市的运行状态，构建了x校区市的信息基础，有力地支撑了智慧校园的发展。智慧能源的重点在于“智慧”：它通过信息技术和各类资源的整合，为智慧校园打造一个整体的强势品牌。一方面加强校园部的互动沟通和校园后勤部门的管理能力；另一方面充分降低学校运营成本，提高工作效率，加强各类校园创新、服务和管理能力。4.1 总体方案设计本方案按照服务低碳智慧校园、保障校电网高效可靠运行的思路进行总体规划设计，以

27、校园光纤通信网作为信息传输支撑，以安全可靠的配电网为基础，以智慧能源综合信息监控系统为核心，集成分布式电源、校园配电自动化、用电信息采集、智能教室、宿舍、办公室、电动汽车充电设施、智能楼宇、节电器应用示、校园综合能效管理、可视化平台、综合网管等功能应用，服务学校后勤部门、师生用户和商户等对象，最终实现智慧能源的信息监控业务管理，以与动态、灵活、直观和多维的可视化展示。x校区智慧能源的总体建设思路可以归纳如下：（1）3 大技术层级：以“智慧校园”为模型，主要由设备感知层、网络层、监控管理层3个层级构成。（2）一通信网络：在智慧能源建设一光纤宽带接入网，支撑三网融合与所有业务应用。（3）1个信息平

28、台： 建设统一的智慧能源综合信息监控系统。（4）9大重点应用：校园配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施、分布式电源、配电系统节电器、智能教室、宿舍、办公室、智能楼宇、可视化和信息通信网络。4.2 智慧能源层级结构“智慧能源”的顶层设计的制定将决定规划的高度和边界。智慧能源以“智慧校园”为模型，构建智慧能源的总体架构，主要由感知层、网络层、监控管理层3个层级构。图2 智慧能源整体结构图1）设备层设备层涵盖校园所有的智能化设备，主要由充电桩、分布式电源、智能教室、宿舍、办公室、智能电表、智能水表、智能气表、智能配电终端、智能动环设备、安防设备和智能采集终端组成。智能采集终端负责上述智能化设备

29、的的数据双向互动。2）通信层是基于EPON技术的电力光纤网。EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络，由网络侧的光线路局端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。3）监控管理层监控管理层主要建设智慧能源综合信息监控系统，是集数据采集、SCADA、配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合网管应用、智能楼宇管理应用和校园能效管理应用于一体的大型应用系统。4.3 智慧能源综合信息监控系统智慧能源综合信息监控系统是一个综合、统一、互联的校园信息监控和管理服务平台，实现信息的有效、科学

30、处理，涵盖智慧能源各个领域的综合、融合应用。智慧能源综合信息监控系统全部搭建在信息中心机房。4.3.1 硬件架构图3 智慧能源综合信息监控系统物理架构图智慧能源综合信息监控系统采用分层分布式的物理架构，主要分为两个区域：主运行区和配电专区。4.3.1.1 主运行区主运行区包括实时数据传输、数据存储服务器、应用功能服务器组、数据通信和采集、人机交互和WEB发布。1）实时数据传输智慧能源综合信息监控系统的数据采集网段和实时数据传输网段均采用冗余交换式以太网结构，单网故障或单点网络故障不影响系统运行功能。2）数据存储服务器数据处理与存贮由两台Unix服务器组成，数据服务器一方面要运行商用数据库管理系

31、统，实现对系统运行参数以与历史运行数据的管理职能；另一方面要承担数据处理、数据存贮、数据分发、数据检索、双服务器之间数据同步功能。两台数据服务器采用主备热备用工作机制，可以实现无扰动自动/手动切换，在切换过程中保证数据不丢失。3）应用功能服务器组应用功能服务器组用来运行配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合网管应用和校园能效管理应用。为了可靠、安全和高效地运行上述应用，建议一个服务器只部署一个应用。系统设计时将应用功能服务器组设计成了应用云，当应用功能服务器组中的某个应用服务器出现故障时，该应用会自动迁移到其他

32、应用服务器上，做到了业务的动态可伸缩扩展，提高了系统的安全性和健壮性。4）数据通信和采集数据通信与采集是整个系统的数据来源与控制通道，其组成包括数据采集网段、数据采集服务器、通信设备等。5）人机交互人机界面交互由相关的人机工作站组成，人机工作站选用主流图形工作站，并具有多媒体功能。人机工作站可以根据业务划分，也可以组合使用。6）WEB发布WEB发布主要是将实时数据、历史数据和一些管理信息通过WEB的方式对外发布。通过一个防火墙装置将WEB服务器信息外网隔离。4.3.1.2 配电专区x大学x校区中的配电自动化应用属于电力安全I区，对数据安全有非常高的要求。智慧能源综合信息监控系统将配电自动化应用

33、通过一个物理隔离装置和系统主运行区隔开。保证了配电自动化信息的安全。同时数据通过物理隔离装置传入主运行区，保证了配电自动化应用的数据可以被主运行区的业务使用。4.3.2 软件架构图4 智慧能源综合信息监控系统总体架构图如上图，智慧能源综合信息监控系统采用分层分布式、组件化、标准化、开放式等先进的软件架构思想，为用户提供了可靠、安全、灵活的一体化系统平台。系统分为数据存储层、应用支撑层、应用功能层和前端表示层。4.3.2.1 数据存储层数据存储层是智慧能源综合信息监控系统的数据仓库，实现海量数据的存储、管理和共享，为系统提供安全、稳定的数据访问支持。数据存储层通过大型关系型数据库实现。4.3.2

34、.2 应用支撑层应用支撑层包括实时数据服务、历史数据服务、图形界面服务、通用报表服务、系统管理服务、权限管理服务、通用告警服务和通用计算服务。为应用功能层提供了公共基础服务组件。应用支撑是应用功能的基础。应用支撑层各项功能的设计和实现，不再以单个应用功能为核心，而是以所有应用的需求为重点，实现对所有应用功能的全面、通用服务和支撑。应用支撑层侧重于各种通用服务支撑功能的实现，为实现各种应用功能的全面集成提供支撑，为应用功能的一体化集成提供平台。应用支撑层主要提供的通用服务有：透明网络数据软总线、实时数据服务、历史数据服务、图形界面服务、通用报表服务、系统管理服务、权限管理服务、通用告警服务、通用

35、计算服务。应用支撑层的实现采用层次化、模块化结构，最底层是透明网络数据软总线，为平台各项服务的实现提供透明网络数据传输，然后是各个支撑服务功能。各个支撑服务功能的实现相互独立，互不影响，共同构成一个完整的实时信息服务平台。应用支撑层提供标准的服务访问或编程接口，支持用户新应用软件的开发以与第三方软件的集成。4.3.2.3 应用功能层应用功能层是在业务支撑层的基础上实现的诸多应用，分为基础应用和业务应用。基础应用包括数据采集应用、SCADA应用和对外数据接口应用；业务应用包括配电自动化应用、分布式电源监控管理应用、充电桩监控管理应用、用电信息采集应用、智能教室、宿舍、办公室监控管理应用、校园综合

36、网管应用、智能楼宇管理应用和校园能效管理应用。应用功能层采用组件化设计，可动态灵活配置。4.3.2.4 前端表示层前端表示层是智慧能源综合信息监控系统的窗口，负责智慧能源综合信息监控系统的可视化。4.3.3 应用功能4.3.3.1 分布式电源监管应用4.3.3.1.1 分布式电源监控功能l 数据采集实现校园光伏发电、储能的遥信、遥测、遥控等，实现运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。支持分布式电源的微网接入控制，并采集分布式电源运行状态数据与显示：1）模拟量采集对分布式电源与公共连接点处的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等模拟量进行采集。2）状态量采集对分布式电源与公共连接

37、点处开关状态、事故跳闸信号、保护动作信号、异常信号、分布式电源远方终端状态和通信通道状态等进行采集。3）其它数据采集根据需要，可实现对重要分布式电源与微电网部、储能设备和运行环境等数据的采集，例如逆变器数据、升压变压器数据等部数据，光照强度、温度、风速等运行环境数据，充放电电流、剩余电量等储能设备数据。l 远方控制发送主站系统的控制命令至微网控制器，实现分布式电源模式切换。l 图形显示实现系统图、接线图、地理图等功能，并可以在各类图上显示设备的人工置位信息或运行状态和实时数据，提供对设备进行遥控操作的手段；显示分布式电源应用运行工况图、主机CPU负载率、硬盘使用量与容量的比率等系统必需的监视界

38、面。l 告警包括报警查询、自定义报警级别，报警统计分析、告警确认与清除、告警信息存储、主要事件顺序显示等，可以图形、语音、文字、打印等实现报警功能。l 微网电能质量监测由于分布式电源接入配电网以后，其起停会影响配网的电压和潮流，所以需要根据分布式电源的运行状况对其进行电能质量监测。并在综合展示画面上展示配电网与微网关键节点的电能质量。4.3.3.1.2 分布式电源统计功能l 历史查询可以按需查询系统中的历史告警、遥测曲线等各种历史记录。l 数据统计实现分布式电源并网计量，实时监测分布式电源的发电情况、各类负荷的用电情况。统计分布式能源的小时、日、月、年度发电量，各种累计发电量，各种运行统计，储

39、能转换效率，储能充放电计量统计。l 报表采用电子报表工具。可生成各种格式的报表，并可在表中插图，如曲线、棒图、饼图与其它图形，具有灵活的报表处理功能，可进行表格的各种数学运算，运算公式可在线设置和修改，可在报表上对报表数据进行修改。4.3.3.1.3 分布式电源运行模式l 运行模式控制对具备受控条件分布式电源与微电网开关与公共连接点处开关实现分合控制，根据分布式电源的运行状态，进行分布式电源的调度控制，以与故障情况下分布式电源的投切管理。l 并网控制与模式切换当分布式电源请求并网时，主站判定分布式电源满足并网技术条件时，下发允许并网指令。支持分布式电源微电网模式的切换控制，主要根据主网和微电网

40、部的运行情况，确定其运行模式。主要包括：并网运行和独立运行两种状态。分布式电源并入配网后其运行方式有三种：分布式电源孤岛运行，即分布式电源与配网解开，独立供给本地负荷；分布式电源并网不上网运行，即分布式电源与配网连接，但不向配网倒送电，分布式电源与配网同时给负荷供电；分布式电源并网运行，即分布式电源向配网倒送电。当配电网未发生故障而需要调整运行方式时，按预先设置的控制策略，有计划地发生孤岛，并采取适当的孤岛运行策略。当配电网由于非计划、不可控产生的孤岛时，应能实时探测分析分布式电源是否处于孤岛状态，并采取适当的孤岛运行策略。4.3.3.1.4 分布式电源管理功能实现校园分布式电源设备的定义，增

41、删改，实现校园分布式电源设备的档案管理。4.3.3.2 配电自动化应用4.3.3.2.1 配电自动化监控功能l 数据采集采集接收处理各种数据类型，采集的全部数据带有完整的表示数据状态的质量标志和来源标志。对所有接入系统的终端数据进行周期性的查询采集，以保持数据库的实时性。l 状态显示用特定的颜色或样式动态地显示设备的运行状态，包括事故遥信变位和正常操作遥信变位、标识牌信息、通信通道状态等。l 远方控制发送主站系统的控制命令至远方终端设备，实现远方终端设备的遥控控制操作。l 图形显示实现系统图、接线图、地理图等功能，并可以在各类图上显示一次设备的人工置位信息或运行状态和实时遥测数据，提供对一次设

42、备进行遥控操作的手段；显示配电自动化应用运行工况图、主机CPU负载率、硬盘使用量与容量的比率等系统必需的监视界面。l 事件告警对数据进行有效性检查和数据过滤，并有明显的告警提示；告警信息具备按条件（如时间段和描述）进行分类查询的功能。4.3.3.2.2 配电自动化统计功能l 历史查询可以按需查询系统中的历史告警、遥测曲线等各种历史记录。l 数据统计显示24小时实时负荷曲线与报表，并自动统计最大值、最小值、平均值；可以负荷曲线与报表方式分别展示。l 报表功能采用电子报表工具。可生成各种格式的报表，并可在表中插图， 如曲线、棒图、饼图与其它图形，具有灵活的报表处理功能， 可进行表格的各种数学运算，

43、运算公式可在线设置和修改，可在报表上对报表数据进行修改。4.3.3.2.3 配电自动化管理功能实现校园配电自动化设备的定义，增删改，实现校园配电自动化设备的档案管理。4.3.3.3 充电桩监管应用4.3.3.3.1 充电桩监控功能l 充电数据采集采集交流充电桩工作状态、故障信号、电压、电流等；l 交流充电桩控制调节系统可以向交流充电桩下发控制命令、校时等；l 数据处理与存储具备交流充电桩系统的越限报警、故障统计等数据处理功能；系统具备对交流充电桩遥测、遥信、报警事件等实时数据和历史数据的集中存储功能；l 充电事件记录具备交流充电桩启停操作记录、交流充电桩故障记录、充电运行参数异常记录等功能；可

44、以对交流充电桩状态变位、输出电压、电流越限、交流充电桩启停操作等事件按时间、类型、充电装置等分类显示，并给出相应的告警信息。4.3.3.3.2 计量计费功能l 卡管理 能够完成充电卡发行、办理、充值、挂失、补办、销户、卡信息查询等各项相关服务的处理。 可对充电卡写入卡号、地址等信息； 可对充电卡进行充值、换卡、补办等功能； 为用户办理充电卡并填写用户名、联系方式等信息。l 充电站环境管理 能够完成员工信息管理、权限管理、交接班等功能。 可对员工相关信息进行存储和管理，提供新增、修改和删除操作； 可对充电站员工的权限进行存储和管理，提供增加信息、保存修改和删除信息操作，为计量计费系统的安全管理提

45、供保障； 可对员工的值班日志进行管理。4.3.3.3.3 充电桩管理功能实现校园充电桩的定义，增删改，实现校园充电桩设备的档案管理。4.3.3.4 用电信息采集应用4.3.3.4.1 数据采集管理l 采集任务编制确定采集任务的具体容，包括任务名称、任务类型、采集点类型、采集点名称、采集点编号、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级与正常补采次数等。并可根据采集点名称、客户名称、采集任务名称查询所有采集任务信息，可以进行打印。l 采集质量检查查询采集任务的执行情况，记录采集任务失败和采集数据异常等详细信息。显示数据采集成功率与数据完整率。l 设备监测查询设备异常信息，提供包括数据完整

46、性与数据合理性检查的处理并查询设备异常告警信息，包括异常事件、异常数据、处理过程与处理人员。l 数据召测对单个或多个采集对象的实时数据、历史数据或事件的手工采集。l 批量巡测用于完成批量采集点或采集设备的各类事件、数据的手动巡测。4.3.3.4.2 数据查询分析l 数据查询分析按照用户查询计量点的实时数据、历史日数据、历史月数据、历史抄表日数据、事件数据、用户信息、系统信息等，可将查询的数据以EXCEL电子表格的形式进行保存，同时提供支持组合查询、围查询、模糊查询等多种搜索方式。4.3.3.5 智能楼宇管理应用智能楼宇管理应用通过和每栋楼的智能楼宇管理后台通信，采集楼宇自控、广播、照明、暖通等

47、系统的数据，实现智能楼宇的在线监视、数据存储和统计分析。并从整体上实现校园所有智能楼宇(具备智能楼宇管理后台)的集中监视、统计和分析。4.3.3.6 智能教室、宿舍、办公室交互应用4.3.3.6.1 智能教室、宿舍、办公室监控功能l 数据采集 智能多媒体设备实时数据采集系统可以实时采集智能多媒体设备属性的当前值。包括多状态量和模拟量。 电量模块实时数据采集系统可以采集电量模块的累计电量、电压、电流、有功、无功等数据。l 远程控制 智能教室控制可以在PC和手机上针对智能教室多媒体的某项可控属性进行遥控操作。 场景/模式控制可以PC和手机上对某个场景或模式进行遥控操作。l 定时控制可以设置定时任务

48、，在用户指定的时间对多媒体设备或场景进行控制。l 视频监控可以在PC和手机上监控家里的摄像头，并具备监控视频存储功能。l 状态监测系统可以实时监测智能多媒体设备的设备状态，得到设备的在线和离线状态。l 告警系统可以处理智能教室、办公室和安防告警信息，并以手机短消息等方式告知用户。4.3.3.6.2 数据统计查询功能l 系统具备对多媒体设备属性状态变化信息的统计、存储、告警和查询功能。l 系统具备对电量模块数据的统计、存储和查询功能。4.3.3.6.3 智能宿舍、教室、办公室管理功能系统可以对智能多媒体设备、安防设备以与用户信息进行数据库模型管理、财产管理和档案管理。4.3.3.6.4 支持的设

49、备 智能多媒体设备类 网络空调 网络热水器 网络洗衣机 网络冰箱 灯光窗帘 电量模块 感知模块 红外多媒体设备类 红外空调 红外热水器 红外电视 红外投影仪 红外音响 红外HTPC HK50系列开关 HK30系列开关 电量模块 其他符合e佳佳联盟和IGRS（闪联）智能教室、宿舍、办公室设计标准的智能多媒体设备4.3.3.7 综合网管应用综合网管应用有丰富的监视网络性能和设备状态的工具，友好的客户化界面显示，简单而全面的网络配置和设备状态管理等功能。实现了网络运营的效率的提升以与智能设备的快速故障定位。综合网管应用包括EPON通信网管和智能设备综合监测两个部分。4.3.3.7.1 EPON通信网

50、管EPON通信网管可实现远程网络配置、信息查询。EPON通信网管支持SNMP、 、CLI等多种协议。EPON通信网管能够实现全网状态的实时监控，使管理员真正地实现对整个局域网的集中化管理。主要功能包括发现管理、安全管理、设备管理、故障管理、性能管理等。l 发现管理提供了对设备的管理入口。所有的被管设备都从这里开始录入。录入之后，系统将自动根据设备的类型，状态等信息加以区别，并针对对不同的设备提供与设备相适应的管理方法。系统获取设备的基本信息，并将此类信息存入到后台数据库中，同时根据设备类型，将设备展示在相应的界面上。l 安全管理安全管理可以帮助系统管理员实现基于用户和用户组的细粒度权限管理。系

51、统管理员可进行定义用户与用户组操作，可针对不同级别用户分级管理。l 设备管理支持多种设备的发现与管理，包括一般的交换机，EPON设备。对设备提供了很多灵活的管理方法，和查看设备的各类参数信息。包括设备发现、设备删除、设备配置等操作。l 故障管理设备在运行的过程中时常碰到故障，查看相应的故障信息给网络管理带来了很大的便利。管理员可以根据网络故障的信息，来定位发生故障的设备以与设备发生故障的原因，以便快速地解决问题。l 性能管理性能管理主要功能是性能采集，分为实时性能采集与历史性能采集。实时性能采集为系统实时从设备里获取数据，实时地展现给用户查看；历史性能采集为历史数据的展示。系统以某一时间频率不

52、断地采集设备运行的数据，并且用统计图的形式得出统计信息，直观地展示出设备的各种运行参数，方便于管理员更好地掌握设备运行的数据，从而更好地对设备进行管理。4.3.3.7.2 智能设备综合监测l 局域网状态监测实现智慧能源综合信息监控系统各服务器、工作站、交换机等网络设备的网络状态监测。l 智能设备的通讯状态监测实现DTU、馈线开关、微网控制器、智能网关和通信集中器等终端设备(统称为智能终端设备)的通讯状态监测。l 智能设备的设备状态监测实现DTU、馈线开关、微网控制器、智能网关和通信集中器等终端设备的设备状态监测。l 自动化系统资源监测智慧能源综合信息监控系统的运行状态监测，包括：结点工况、通道

53、工况、机器的CPU使用率等、各应用值班状态等。4.3.3.8 校园能效管理应用校园能效管理是对水、电、气等用能信息进行综合采集的基础上完成数据分析、管理的应用。包括楼宇能效管理、办公室、宿舍能效管理、微电网互动能效管理、集中能源站能效管理、机房动环能效管理和综合能效管理。4.3.3.8.1 楼宇能效管理功能楼宇能效管理实现了对环境数据、新能源数据、用水量数据、用气量数据、配电房设备运行实时数据和分类设备用电量数据的统一管理和分析。包括基本管理功能、用能服务和能效分析共三个模块。l 基本管理功能基本管理功能包括数据正确性检查、数据完整性检查、终端运行维护、用户档案管理、终端档案管理和采集对象档案

54、管理。l 用能服务用能服务包括楼层用电月度统计报表、总电量统计表、用能消耗月度分析报表、分类用电月度统计报表、灯光控制、饮水机控制和空调智能控制。l 能效分析能效分析包括用水量分析、用气量分析、新能源出力效果分析、单位面积和人均用电分析、蓄冷制冷空调能效分析、楼宇用电实时监测、分类用电对比分析、楼层用电对比分析和峰谷电量分析。4.3.3.8.2 教室、宿舍、办公室能效管理功能教室、宿舍、办公室能效管理主要涵盖校园能效分析、用电查询、安全用电和用电提醒等功能。l 校园能效分析系统采用日、月、年三种日期选项对房间用电进行能效分析，对房间的单一设备电器、总用电量、各房间用电等多方面进行比较分析，并以

55、图文并茂的方式生动的展示给用户，最后给予用户提供可行性用电建议。l 用电查询用户可以通过系统查询房间总用电、单一设备电器历史用电记录。系统提供年、月两种方式供用户查询，并以曲线图、柱状图等多种方式综合展示。l 安全用电用户可将多媒体设备与智能电量插座进行关联，并指定多媒体设备工作电压、额定功率等参数便于系统在后台监测设备运行状态，对于异常用电电器给予告警提示，并提供告警历史查询功能。l 用电提醒用户可设定、编辑、删除每月、年的目标用电量，通过曲线趋势图形象地展示出当前累计用电量与第一阶梯用电、第二阶梯用电、目标用电量四者相互关系。4.3.3.8.3 微电网互动能效管理功能l 微电网与配网协调运

56、行通过微电网运行控制与分布式电源的接入控制策略与智能配电网馈线自动化策略相配合，根据分布式发电容量、分布区域、储能配比、负荷容量、馈线自动化方式等实现协调优化运行。实现分布式电源高效运行。l 微电网与电动汽车互动电动汽车接入微电网，实现互联互动。充电时电动汽车可看做负载；同时在电动汽车电池有足够电量的情况下，可以作为一部分储能对微电网负载进行供电。通过对微电网和电动汽车充电设施的数据采集和分析，产生调度策略对其进行控制，实现微电网与电动汽车的互联互动。不仅可以节约微电网中静态储能设备的投资，减小微电网的运行费用，而且还可以节省电动汽车车主的费用。4.3.3.8.4 集中能源站能效管理功能对集中

57、能源站的冷（热）机组和其它辅助设备进行统一的监测并根据负荷监控情况，实时调整机组出力，保证系统高效稳定运行。主要有以下功能：l 实现对供冷（热）管道、热力站和换热站的运行状态的实时监视，与时掌握设备的运行状态，实现对各设备的自动调节，使整个供热系统达到最佳运行状态。l 与发电机组协调控制，提高电负荷的控制精度。l 自动监控管线和站场的运行状况，对报警事故与时处理。4.3.3.8.5 机房动环能效管理功能在对机房UPS电源监测、空调监控、漏水监控、温湿度监测、市电监控的基础上，动态调节各个动环设备，实现机房的安全、高效和低碳运行。系统可以按时间段统计机房的能效报告，给用户直观的用能结果和用能建议

58、。4.3.3.8.6 综合能效管理功能综合能效管理是在校园各智能化应用的基础之上，融入最新的能效管理理念，通过集成处理设备运行状态、清洁能源供电、负荷电能消耗、电能质量与报警事件等数据，综合分析历史用电信息、电能质量、实际用电负荷和电价结构，帮助用户制定合理有序经济的用电管理策略，并通过远程联动控制实现各相关系统的运行优化与系统间的协调运行，从而实现能效的综合管理。主要有以下功能：l 可以实现校园能源数据动态监测、分项分类分户计量、能耗定额和指标考核、能效分析评估、能源使用可视化管理、用能情况分析、节能目标预测与控制、用能优化策略和能源管理决策支持。l 能够提供多种能耗分析如同比、环比、排名等

59、方式，可实现对区域能耗、具体能耗类型、设备类型能耗进行分析，分析时段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以与任意指定时段的数据分析。l 能够建立多种能耗评估标准，如能耗评分等级标准、设备运行状态评分标准等评估标准。能够提供可优化的策略方案，给管理决策者主动调整校园运行能耗的改善性措施和方向，实现校园能源使用效率逐步优化的目的。系统提供对不同能源使用管理方案的能耗评估，不断完善最优能源使用路线。4.3.4 关键技术简介4.3.4.1 云计算技术云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（P

60、arallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，

61、并能按需享受“云”的强大计算处理能力！云计算技术特点：数据安全可靠：云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。客户端需求低：云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。轻松共享数据：云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。无限扩展：云计算为具有强大的几乎扩展的可能性。4.3.4.2 物联网技术物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“在智能” 的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、办公室智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(E

62、nabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线或有线的长距离或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以与基于云计算的SaaS营运等模式，在网（Intranet）、专网（Extranet）、互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网将信息传感设备（RFID、传感器、定位、条码、图像等），按照约定的通信协议，将特定物体与信息网络与存储集控系统连接起来，进行信息交换和自动控制，以实现智能化识别、感知、定位、跟踪、监控和管理的一种网络体系。物联网是一个全新的技术领域，它是利用无所不在的网络技术建立起来的，且是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网的提出标