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建筑(群落)节能服务云平台

  建筑(群落)能源动态云平台综述

  朗德华自主研发的“建筑(群落)能源动态管控优化系统技术”暨云能源管控技术,成功入选2012年国家发改委发布的《国家重点节能技术推广目录(第五批)》。

  在此技术基础上开发的建筑(群落)能源动态云平台可应用于建筑、工业及交通等各个领域的单栋建筑、建筑群落以及跨区域建筑群落(包括IDC机房),实现上述领域综合能源整体管控和节能减排,充分体现出朗德华作为首家将云计算、物联网技术应用于能源管控和节能减排领域企业的技术领先地位。

  目前已经成功应用于公共机构、大型公建、宾馆酒店、医院、学校、商超、IDC信息化机房等多种建筑领域,可完善单栋建筑和群落的能源管控体系,从设备、系统、安全、运维、人员等多角度出发实现建筑(群落)的整体能源管控和优化,并可协助完善城市电力需求侧管理体系建设。

  一、技术架构

  “建筑(群落)能源动态云平台”主要包含四大部分,依次为:现场物联网感知层、物联网智慧楼宇自控层、系统软件应用层和云能源管控平台层,如下图所示:

图3.1系统架构图示

  1、现场物联网感知层

  通过物联网技术对水、电、气、热、油等各类能耗参数、温湿度和其他环境参数及设备运行状态参数的进行实时动态监测和数据采集,可实现能耗参数、环境参数与对应设备的全球唯一身份识别和匹配,可采集到每一个用能设备,将数据监测的颗粒度最小化,对于普通监测数据能提供最高5分钟的采集频率,对于用户操作和各种报警异常能提供精确到毫秒级的实时记录。

  并通过内部嵌入式软件对每一个用能端的用能趋势实现分析和预测,提供按需供给的用能数据基础。

  2、物联网智慧楼宇自控

  利用基于IPV4、IPV6的TCP/IP分层通讯技术,构建物联网架构的智慧楼宇自控系统,可实现独立和第三方的数据双向传输通道,保障数据的准确度和稳定性,并通过IP控制器实现现场级别的工艺控制、过程控制和逻辑控制。

  可通过有线、无线或3G方式灵活构建合理网络架构,并兼容国内、国际的行业标准化通讯协议。

  3、系统软件应用层

  应用层软件可兼容行业主流协议,提供标准化的第三方API万能接口软件,实现与建筑内所不同厂家采集设备和控制系统的互通、互换、互联,实现了监测平台与自动化控制的全面集成。

  通过跨行业、跨系统、跨设备的数据融合的交互,在满足常规功能需求的基础上,实现建筑内系统能源的优化、控制、需求与匹配管理,包括设备的工作顺序、运行时间及具体操作方式等,通过负荷平衡、过程控制、工艺控制、逻辑控制和情景管理等多种方式,实现服务的按需配给,达到较佳的节能效果。

  4、云能源管控平台层

  以现代分布式、虚拟化等云计算技术为架构,建立Saas软件即服务、Paas平台即服务模式的云计算服务和控制优化层,实现能源系统“监测、控制、执行和反馈“的大闭环逻辑。

  其中能源云平台功能分为三层:

  1)基础功能层

  实现对建筑物或建筑群落中能源信息及各类信息的采集、分析、统计、处理及反馈、优化与自适应控制,以及能源数据流和物质流的统计、分析和指标体系对比。包括供给来源、区域能源状况、能源物流状况等等。

  2)控制优化层

  在实现基础功能的基础上,关联相关各类用能装置或设备的运行状况与故障报警信号的感知信号,匹配后台专业策略,进行区域和建筑的可视化能耗仿真,对区域能源实现再分配,对用能设备和系统实现工艺、逻辑和过程的自适应控制和优化。同时实现大范围区域内节能优化方案的互联网方式推介,为大范围建筑节能的可持续改进提供强有力的支撑。

  3)智慧应用层

  着眼于为未来的智慧化建筑提供支撑,通过基于“云计算”和“物联网”技术平台,提供节能控制优化技术的按需配置、标准化、模块化的下载服务,实现设备设施的智慧化优化控制和自适应学习功能,在单体和建筑群落节能基础上,实现更高层面的智慧化建筑节能。

  二、基本功能模块

  1、建筑能源管理控制优化服务模块;

  2、区域建筑、分布式能源控制优化与再分配模块;

  3、区域建筑群和单体建筑能耗仿真模块;

  4、区域建筑群和单体建筑设施融合管理模块;

  5、气候相关性信息库、专业控制模型模块;

  6、能源数据流和能源物质流分析、统计和对比模块;

  7、区域、行业和建筑低碳指标体系模块。

  三、关键技术

  1、区域和建筑多种形式能源追踪预测、协同控制与互补调度技术;

  2、基于国际IEEE 1888中国自主知识产权标准的物联云终端监控技术;

  3、基于国际IEEE 1888物联网精细化能源计量监测技术;

  4、智慧城市建筑(群落)电力需求侧分析、相应和平衡控制技术

  5、智慧城市和建筑(群落)能源负荷特性和多级负荷管理技术;

  6、智慧城市区域和建筑(群落)能耗仿真、优化和再分配技术;

  7、建筑能源需求与消耗智能专家诊断技术;

  8、智慧城市的区域建筑群设施融合和运维管理技术

  9、云计算智慧城市三维可视化技术;

  10、安全保障技术:

  A、涉密等级的安全防护和冗灾备份技术;

  B、数据安全转换密码技术,实现用户数据的内部密码转换,规避数据泄露风险;

  C、数据TCP/IP网络分层传输和数据存储分层校验技术,规避数据失真。

  四、工艺流程架构图

  此技术可将物联网架构的“感、传、智、用”应用于建筑(群落)能源管控,基于自主IEEE1888国际标准和通用的行业标准,实现建筑群内水\电\气\热\油等全部能源数据和温度、湿度、光照、气候环境参数的采集、存储、分析、应用和能耗仿真,达到建筑领域真正的节能服务。

  应用对象主要包括各类楼宇业主、物业集团、园区运营公司、节能服务公司等单位,并可将信息与各个主管部门实现能耗数据信息互通和共享。

图3.2 工艺流程架构图

  系统通过现场物联网感知层监测包括能耗、环境和运行状态的实时动态参数,在IP控制网络层实现现场级别的过程控制、逻辑控制、工艺控制的基础上,将参数传输至现场系统应用层,并对所有参数与对应设备间的一一匹配和身份识别;

  现场应用层融合建筑内部所有系统参数后,将初步节能优化策略信号发送至IP控制网络层实现初级节能目标,同时将所有参数信号通过网络层传输至智慧能源云管理服务及控制优化配置平台;

  云平台对能耗参数、环境参数、及设备运行参数后作整体数据分析,并根据气象信息库、专家设计库、其他策略库等信息,进行区域能耗和建筑能耗的仿真计算,确定针对性的节能和再分配策略,发送至建筑系统应用层和区域能源调配系统,对区域建筑群落、单体建筑和分布式能源的进行综合优化、匹配及再分配,实现能源的按需供给和具体系统设备的节能优化,实现整体节能目标。

  同时,提供海量数据存储平台,对所有参数及数据进行永久的存储、统计、分析及应用,实现建筑全生命周期运行管理的数据基础保障。并提供云计算安全防范、身份识别及防火墙技术,可提供国家涉密安全级别的信息防护安全体系,保障数据安全和专业化服务。

  五、页面展示效果示意



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