安科瑞智能电力监控事业部
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安科瑞商业综合体电气综合管理平台技术方案

 平台背景

  随着我国市场经济的快速发展,大型商业综合体成为人们日常生活中不可缺少的一部分。商业综合体对于电力能源的需求量越来越大,找出当前商业综合体存在的隐患,制订出较为科学合理的节能降耗措施。

  在能源改革与电力市场化背景下,商业综合体供能是综合能源未来发展方向,以电气、电能是综合能源的重要形态。针对商业综合能源的电力供给与应用,如何围绕租户个性需求实现电力能源服务的形态显得尤为重要。本方案提出了一种商业综合能源的定制电力应用解决方案,通过互动平台与用户交互获取不同的用电需求,将配电网与商业分布式能源资源进行整合,通过边缘计算协同控制,实现商业综合体电力能源的定制输出和按需供给。本方案不仅具有综合能源的用户服务特性,支撑商业综合体内定制电力服务与交易结算,还通过对商业综合体分布式能源资源的控制策略研究与优化,达到良好用电、节约设备投资和提高新能源消纳能力的目的。

  建设意义

  商业综合体能源消费主体主要包括商业用户,根据其能源消费特征,能源消费需求包括:

  ( 1 ) 可靠。稳定是能源消费基本需求,商业综合体内生产生活的电、热( 冷) 、气等负荷得到满足,同时保障必要的供能可靠性和供能质量。

  ( 2 ) 清洁。针对商业综合体内高污染、重排放用户,应对气候变化,提高商业综合体环境质量,实现能源服务源与环境的绿色和谐和商业综合体的可持续发展。

  ( 3 ) 效果。针对商业综合体内高能耗和粗放型能源消费方式,应合理能源梯级和循环利用,提高资源配置效率,形成节约的商业综合体能源消费体系。

  ( 4 ) 经济。降低商业综合体内终端用户的用能成本 减轻经济负担,为商业综合体内商业用户营造良好的经济发展环境。

  商业综合体整合传统单一能源运维检修的服务资源, 开展运维检修服务, 保障用能的可靠。

  本方案从电力能源入手, 要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的收集与存储;建立商业级能源管理平台、实现各项能源的集中化管理,深入分析能源消耗过程与趋势,实现能源管理与商业生产紧密结合;建立能耗监测与公示平台,在能源消耗一线直接展示能源利用效率。通过对传统能源的节约和新能源系统的引入并消纳,优化商业综合体能源服务布局,带动能源服务产业升级;同时通过合理的能源调度,调整带动区域内需,在传统能源使用总量减少或不变的情况下,塑造商业区域能源圈,打造商业综合体新的经济增长点。

  公司介绍

  安科瑞电气股份有限公司(股票代码:300286)成立于2003年,集研发、生产、销售及服务于一体,是一家为企业提供能效系统和用电解决方案的高科技股份制企业。

  公司总部位于上海嘉定,是国家火炬计划高新技术企业和软件企业、国家新产品、上海市智能电网企业、上海市商标、上海市工作示范企业。公司具备从云平台软件到终端元器件的一站式服务能力,形成了“云-边-端”的能源互联网体系,目前已有14000多套系统解决方案运行在全国各地,为用户用能保驾护航,为企业节能降耗和实现能源数字化建设提供数据服务。

  解决优势方案

  对于本项目,安科瑞公司具有以下优势:

  1)安科瑞提供从系统到终端元器件的垂直供应体系,包括平台软件、网关、多功能仪表、水表、互感器等,符合相关要求和认证,在商业综合体侧具有完整、可靠的解决方案;

  2)安科瑞为上市公司,雄厚的资金力量是软硬件质量保证的可靠支持;

  3)安科瑞长期从事商业综合体能源数字化管理平台的开发和实施,全国各地有上千套云系统的实施经验,对可靠用电、节约用电有深入的理解,客户可放心与我司长期合作;

  4)安科瑞针对商业综合体有3个维度解决方案,1、高压配电到低压用电解决方案;2、消防解决方案;3、节能管理解决方案;

  项目优势

  对于本项目,安科瑞公司具有以下优势:

  1)安科瑞在全国城市设立了分公司和办事处,当地配置销售、技术支持团队,快速响应客户需求,为用户提供好的产品和服务。

  2)售后优势,安科瑞提供的所有硬件产品统一处理,制定完善的退换货流程,必要时可现场维护;

  3)安科瑞平台支持接入第三方产品设备,只需满足Modbus RTU协议即可,如非常规协议可定制开发;

  设计依据

  用户需求

  本方案充分发挥商业用电中用采系统和负控系统在日常电量统计工作中的重要作用,增强商业行业用电数据实时性和准确性,目前迫切需要建设基于全覆盖实时采集的商业综合体用电信息大数据智能分析和管理系统,多维度实时展现全社会用电量信息,通过数据挖掘和分析技术总结商业用电量变化情况并建立适宜的模型,应用于经济趋势预测和政策辅助决策支持领域。

  针对商业综合体建设注重大数据分析、云计算和智能终端的充分应用的基调上,努力架构一个能够支撑如此强大业务发展的数字化管理平台保证设备正常运行,信息设备能运行的同时提高能源和人员的使用效率,降低运维成本。目前商业运行维护工作比较传统,普遍存在以下问题:

  1)无商场预付费体系的建设,并适度考虑未来建设的管控需要,实现对项目用电、水量管理。

  2)无自动抄表、先缴费后用电的预付费管理,无法实现移动端24小时自助售电以及出现异常用电时及时报警推送,实现系统无人看守的自动化运营,实现智能管理。

  3)基础管理落后:目前用电系统还处于无网络化、无智能化的单机分散独立运行的状态;

  4)人力成本高:人工巡视、纸质记录、电话沟通,缺乏智能化的手段;

  5)运营管理难:运营过程中缺乏现代化技术手段监管,难以防止不合理应用现象的产生;

  6)风险预防薄弱:无法通过历史大数据识别可能存在的隐患;

  7)商业建筑内隐患高缺少运行信息,如不及时发现和处理,会导致故障范围扩大,影响整个建筑内用电情况。如:线缆温度检测、剩余漏电检测、电压监测、电流检测等;

  8)没有统一监测平台,管理层无法及时准确的了解系统运行状态,无法及时掌握建筑内配电状况,不能及时的对商业建筑内配电问题进行分析与指导;

  因此,对商业建筑内供电情况和用电的实时监视就显得十分重要,同时建立和完善商业的计量、监控、分析和管理的系统,能及时、迅速、准确的获取建筑内各详细数据,监控电力系统的运行动态,及时发现故障隐患,定期分析各类数据报表、对整个系统、能源利用率能及时掌握,制定科学、合理的电力系统运维流程。

  技术标准

  本方案遵循的国家标准有:

  GB50052-2009 《供配电系统设计规范》

  GB50054-2011《低压配电设计规范》

  DL/T448-2000 《电能计量装置技术管理规程》

  DL/T 698.1-2009《第 1部分:总则》

  DL/T 698.2-2010《第2部分:主站技术规范》

  DL/T 698.31-2010 《第3.1部分:电能信息采集终端技术规范-通用要求》

  DL/T 698.35-2010 《第3-5部分:电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》

  DL/T 698.41-2010 《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

  DL/T 698.42-2010 《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》

  DL/T/814-2002 《配电自动化系统功能规范》

  GB/T/3047.1《面板、架和柜的基本尺寸系列》

  DL/T5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》

  GB2887 《计算站场地技术条件》

  《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》

  DL/T 698.1   《第 1部分:总则》

  DL/T 698.2   《第2部分:主站技术规范》

  DL/T 698.31 《第3.1部分:电能信息采集终端技术规范-通用要求》

  DL/T 698.35 《第3-5部分:电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》

  DL/T 698.41 《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

  DL/T 698.42 《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》

  DL/T 698.41 《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

  DL/T 698.42 《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》

  方案设计

  项目设计

  安科瑞电商业电气综合解决方案提供商业用户实时用电信息数据,推进营销计量、抄表、收费模式标准化和信息化建设,为快速响应市场变化、快速反映客户需求从客户用电信息的源头提供数据支持,为分时电价、阶梯电价、费控管理等营销业务策略的实施提供技术基础。电气综合系统不仅具备基本的用电信息采集功能,而且集成了供安全用电监测、配变运行监测、线损分析、节能减排管理等功能,如图下所示。

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  建立智能电气综合管理系统,多角度支撑配电系统的实时监测管理、供给管理和运营管理等工作,对商业用能供能进行监管,实现大力度实现优化运行以及供电可靠性,实现运行维护管理功能。安科瑞电气综合监测系统利用三层结构,整合多元技术,利用配电系统运行数据进行分析、处理和加工,系统运行维护人员能实时掌握系统状态,及时地排查故障,完善和规范运营水平。

  系统功能设计

  1)设计和建设中低压一体监测运行管理平台,对中压、低压配电系统关键电气设备的运行状态、运行环境、老化程度、磨损程度等分析监测,实现配电管理的主动式运维,确保配电系统安全运行;

  2)设计和建设中低压配电系统的远程运维管理平台,对中低压配电系统电气隐患的提前预警和配电资产电子化管理,方便商业物业管理部门了解配电信息,监管配电运维工作的进展;

  3)设计和建设能源分析和监测管理平台,实现商业综合体内从配电房主要出线至楼层用电、商铺用电的结构分析,帮助医院后勤管理部门对用能情况进行管理,实现经济的配电运行;

  4)设计和建设多元化远程预付费管理平台,实现财务集中管理,电量、水量实时下发,并比对充值次数防止作弊;并可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作,方便管理;

  5)设计和建设智慧消防管理平台,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管;

  6)平台能保证大量设备远程接入的同时具备高的稳定性和安全性;

  7)平台具备高的环境适应性,即系统受到停电等各种外界因素干扰时,能够自动存储数据和具有一定程度的容灾处理能力;

  网络设计

  安科瑞电气综合监测系统的系统层级,是不同软硬件交互的界面层级,按照主要功能划分为以下四个层级;

  (1) 现场设备管理层,实现电气系统的基本现场保护、监测、控制层级功能,主要由现场多功能电表、物联网表、物联网环境监测模块形成;该层级设备是实现电力系统的计量、信息监测功能;

  (2) 通讯管理层,主要实现设备之间联络和通讯管理,主要由交换机、以太网关设备组成;该层设备完成设备的基本智能化功能,是实现电气综合监测系统信息化的基础;

  (3) 监控管理层,主要实现现场信息到计算机界面的转化,主要由计算机、监控软件、打印机等设备组成;该层设备完成现场信息化的数据转换成人机界面信息,并将信息按照发生源进行分门别类分析处理;

  (4) 远程移动运维应用层,结合移动端数据完成资产管理、维护管理、工单计划和落实管理、实时报警推送、能耗分析等功能,在远端的数据需要能够实现关键数据的备份,能提升对电力系统的管理易用性和便利性;

  平台采用分层分布式结构进行设计,详细拓扑结构如下:

  整体系统架构

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  变配电-电力监控架构

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  注:如上图安科瑞Acrel-2000Z系列电力监控系统采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞各系列终端设备,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层的监控的地方。

  能源管理系统架构

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  注:如上图安科瑞Acrel-5000系列能源管理系统采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞各系列终端设备、智能远传水表、远传能量表,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层的能源管理的地方。

  远程预付费系统架构

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  注:如上图安科瑞Acrel-3200系列远程预付费系统同样采用采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞费控终端设备、智能远传阀控水表,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层财务的地方。

  消防安全用电系统架构

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  注:如上图安科瑞Acrel-6800系列智慧消防安全用电系统将电气火灾监测、消防设备电源监测、防火门监控监测、消防应急照明及疏散指示监测、烟感、可燃气体等系统功能优化为统一的系统。

  系统硬件建设

  系统后台

  商业综合体自建平台,配置应用服务器和数据服务器,平台侧须配置固定IP地址资源,硬件配置以我方推荐配置为主,具体标准参考表1 平台硬件配置参考