数字孪生能源大数据云平台解决方案.docx
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1、数字李生能源大数据云平台解决方案目录第一章概述11. 1实施背景11.2 现状分析21.3 能耗类型分析41.3.1 能耗类型分析41.3.2 能耗面临的问题及解决措施111.4 数字李生能源大数据云平台基本功能12第二章数字李生能源大数据云平台设计方案142.1设计规范及原则142.1.1设计规范及标准142.1.2设计原则152.1.3系统特点162.2 平台设计建设目标182.3 平台设计功能需求192.3.1实时耗能采集192.3.2耗能统计分析212.3.3未来耗能预测242.3.4节能降耗考核252.3.5耗能设备管理262.3.6耗能对标管理262.3.7耗能综合报表272.3.
2、8其它功能要求282.4.1系统性能要求292.4.2数据存储要求302.4.3数据接口要求302.4.4可维护性要求302.4.5人机交互要求322.4.6可靠性要求332.5平台总体设计方案332.5.1数字李生能源大数据云平台系统架构352.5.2数字李生能源大数据云平台系统组成362.5.3数字李生能源大数据云平台功能37第三章数字李生能源大数据云平台构成403.1数据采集系统403.1.1数据采集方式403.1.2数据采集子系统403.1.3能耗数据采集、上传频率和内容413.1.4数据采集器介绍423.1.5数据采集器点位443.2电能监管子系统443.2.1电能监测内容443.2
3、.2电能监测系统拓扑图453.2.3电能监测点位463.3用水监测子系统463.3.1用水监测内容463.3.2用水监测系统拓扑图473.3.3用水监测点位统计473.4 蒸汽监测子系统483. 4.1蒸汽监测内容484. 4.2蒸汽监测系统拓扑图485. 4.3蒸汽监测点位统计483.5 天然气监测子系统493.5.1天然气监测内容493.5.2天然气监测系统拓扑图493.5.3天然气监测点位统计493.6中水站在线监测子系统503.6.1中水站在线监测系统图503.6.2推荐设备介绍513.7数字李生能源大数据云平台数据中心系统603. 7.1数据中心的建设所需设备清单604. 7.2推荐
4、数据中心设备选型62第四章能源监管平台软件系统664.1能源监管平台软件架构设计664. 1.1数据层664. 1.2WEB层674. 1.3数据层与WEB层无健结合684. 1.4数据库设计704.2数字李生能源大数据云平台软件功能设计714. 2.1数字李生能源大数据云平台标准数据子系统714. 2.2数字李生能源大数据云平台系统概述744. 2.3数字李生能源大数据云平台用电监管子系统754. 2.4数字李生能源大数据云平台用水监管子系统824. 2.5数字李生能源大数据云平台中央空调智能控制子系统884. 2.6数字李生能源大数据云平台照明控制子系统904. 2.7数字李生能源大数据云
5、平台配电室监测子系统904. 2.8数字李生能源大数据云平台中水站运行监测子系统924. 2.9数字李生能源大数据云平台供暖监测子系统924. 2.10数字李生能源大数据云平台供暖分时分温监控子系统954. 2.11数字挛生能源大数据云平台蒸汽、天然气子系统954. 2.12数字李生能源大数据云平台综合分析子系统964. 2.13数字李生能源大数据云平台消息管理子系统984. 2.14数字李生能源大数据云平台公众服务子系统995. 2.15数字李生能源大数据云平台信息维护子系统100第五章施工组织方案1026. 1编制说明及依据1025.1.1编制说明1025.1.2编制依据1025.2施工准
6、备阶段1035.2.1施工管理体制的设置原则1045.2.2项目法施工1045.3组建项目经理部1055.4 项目人员配置1065. 4.1人员组织1066. 4.2施工劳动力投入的原则及管理要求1077. 4.3劳动力组织的准备1075.5 项目组织机构配备1095.6 项目班子成员1095.7 平台项目施工方案部署Ill5.7.1施工方案部署Ill5.7.2施工工艺流程1155.8主要分项施工工艺方法1165.8.1弱电通讯网络系统1165.8.2电气安装工程1225.8.3水气安装分项1245. 8.4数据中心设备安装1395.9确保工程质量的技术组织措施1415. 9.1质量保证流程图
7、1436. 9.2质量标准1447. 9.3质量管理1448. 9.4质量保证体系1449. 9.5质量保证措施1455.10技术保证措施1465.11确保工期技术组织措施1475.12成品保护措施1495.13安全生产保证措施1515.14确保文明施工与环境保护的技术组织措施1565.15施工机械设备、进场计划1585.16材料进场检验检测措施1605.16.1质量活动实施和控制的方法1605.16.2施工、调试阶段质量策划1625.16.3材料设备测试验收标准1635.16.4材料设备质量保障措施1645.16.5实施交付使用标准166第六章数字李生能源大数据云平台系统预算168第七章效益
8、分析1727. 1社会效益分析1727.2环境效益分析174第一章概述1.1 实施背景随着我国经济社会的发展和环境资源压力越来越大,节能减排形势严峻。利用现代化的技术手段,实现对重点建筑进行能耗动态监测,建立和完善能效测评、用能标准、能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额、节能服务等各项能源运行管理工作。作为国家“万家企业节能低碳行动”的重点用能单位之一,在数字李生能源大数据云平台方面,已建立多项标准流程,即:实施能源消耗全面预算管理,每年由企业负责人与各用能单位签订节能降耗目标责任书,并进行年度考核;全面实施能源消耗定额管理,根据生产任务,每月下达能耗总量和单耗指标控制计划,按月进行经济责任
9、制考核;在省内首家建立内部节能监察制度,对企业违章用能、不合理用能进行现场监察,发现问题,根据企业内部专项管理考核办法,对责任单位和个人进行经济处罚。并且不断推出新模式,建立适时修订完善企业内部数字李生能源大数据云平台标准制度,全员参与数字李生能源大数据云平台,形成10余项数字李生能源大数据云平台制度,数字李生能源大数据云平台工作实现制度化、标准化。在不断完善企业数字李生能源大数据云平台制度的同时,公司在能源计量手段和信息化系统建设方面的表现相对粗放和滞后。园区XXXX多块表具大多依靠人工抄报,部分三级计量设备抄表频率过低,缺少对企业基础能源数据的全面采集监测,继而也就无法实现提供在线能源系统
10、平衡信息和调整决策方案,确保能源系统平衡调整的科学性、及时性和合理性。建设企业数字李生能源大数据云平台系统不仅能够满足公司当前对数字李生能源大数据云平台的需求,而且能够随企业的持续发展而拓展。利用该系统能够有效降低企业因能源消耗数据统计、表单维护以及报表、数据处理而产生的费用;通过对监测数据的在线分析,帮助企业进行能源消耗的实时监测、准确统计和详细预测,最终为企业节能降耗和自我完善提供确凿的数据基础和有力的决策支持。1.2 现状分析目前我厂的数字李生能源大数据云平台只是对各能源项总表进行计量,造成各单位能源消耗数据缺失,不能细化耗能项目、缺少节能分析管控、无法对用能超限考核。各园区现有能源计量
11、仪表XXXX余块,其中大部分靠人工抄表,存在工作量大、抄表周期长、数据不准确、不能及时发现能源浪费和泄露等现象、不能查询历史数据、不能实时报警等。结合物联网技术,在各实体能源站装置传感器、数据采集模块,将采集数据汇入软件平台,构建平台级别架构体系,形成业务中台、技术中台、数据中台,打造三台一体整体布局。业务中台沉淀业务通用能力,以服务化形式提供公共业务组件,为企业快速变化业务场景提供专业、稳定、高效、安全的共享服务,提升前端应用开发效率,快速响应创新需求,实现业务创新,数据共享和业务能力协同。技术中台中台技术是由平台化架构发展演化而来,延续了平台架构的高聚合、低耦合、数据高可用、资源易集成等特
12、性再结合微服务方式,将企业核心业务下沉至基础设施中,基于前后端分离模式,为企业打造一个连接一切,赋能于人,形成共享生态体。数据中台提供数据获取与存储、数据计算与处理、数据共享与写作、数据应用与价值探索以及数据服务与服务运营等全链路一站式数据服务能力,紧密贴合业务,探索业务场景中价值,助力企业数字化、智能化转型。1.3 能耗类型分析1.3.1 能耗类型分析园区主要能源消耗为电能、空调动力、生活用水、蒸汽、天然气等。1、让应用服务进一步抽离为服务节点,应用服务通过调用服务节点来实现整体系统,不但让系统充分解耦,又可以使服务之间紧密相连。2、形成微服务,微服务之间的达成有效调用,完成消息传输。3、多
13、点部署可充分保障服务安全,内外网隔离,网络防护,形成高可用结构,达到故障转移、负载均衡和灾备恢复能力。4、添加搜索引擎集群、缓存集群、数据库读写分离的做法,能承载高并发的写入、访问压力;达到承载高并发、巨量数据吞吐,物联采集数据保证时序性,易扩展,持久化存储多备份的能力。节能运营将实际能耗值与能耗标杆值进行对比,通过数据分析模型观测运行曲线和能耗趋势、优化运行参数、对超标值进行监控并及时发出节能操作指令,对于超标值进行干预、管控,提升能源利用率。数据分析在能源数据采集的基础上,综合气象、能耗数据等,利用大数据和大样本分析方法,将获取的数据进行智能分类、整理、计算,存入对应的数据库单元(建立统一
14、能耗预判值),建立能耗标杆;通过挖掘数据深层次隐藏规律,深度需求发现、客户价值挖掘、负荷预测等推断,为决策做支持。对电能、煤气、水、蒸汽等各种能源介质的实时计量数据按工序给出各个能源介质的每日或月的消耗量/发生量/回收量的统计信息并形成日报、月报、年报。虚拟能源通过可视化以及3D建模技术,模拟实际场景,为客户带来切身体验和直观感受,以此来推动能源产业宣传;同时通过虚拟现实直观形式有助于新人培养。能源计划建立能源网络模型或能源控制模型,保证能源供需平衡,编制能源供需计划。根据生产经营计划作出能源消耗计划和外购计划。能源调度管理主要实现满足能源工艺系统特点的分散控制和集中管理,对运营管理工作行程有
15、效支撑。能耗对标管理通过对年度、季度的整体综合能源数据统计与分析,对产品单耗、厂级能耗、工序能耗进行多角度、多纬度的分析,掌握与同行业先进水平的差距,及时进行工艺优化及设备改造。能源审计统计系统采集到的能源数据和相关资料,分析企业使用运行中能源消耗的现状,找出企业节能的薄弱环节,拟定出节能改造目标,提交业主组织评审,确立企业节能改造目标。成本考核管理通过能源管理系统的计划过程、平衡预测、各主要工序的能源生产和消耗情况的监控与分析,实现了能源的工序成本核算,将企业各工序、设备的用能成本进行分类,将用能转换为实际成本,建立客观的以数据为依据的能源成本消耗评价体系。能源监测对各种能源系统供应、消耗(
16、水、电、气等等)进行在线能源监测,实时掌控能耗水平和能源使用效率,提供大数据基础。通过能源流程图(包括电力系统运行图、煤气管网运行图、水系统运行图、热力系统运行图、冷风系统运行图、氧氮氮气体系统运行图等)监控画面、趋势、报警等方式实时监控能源生产运行状态。巡检维护对设备运行参数进行分析,全方面诊断设备“健康状态,及时对“亚健康”状态设备进行维修、维保。以增加设备安全性、提高节能效率以及延长设备寿命。设备管理通过对企业设备统一分类,以唯一标识体系为纽带,建立企业生产设备管理整体框架,实现设备台账管理、检修管理、缺陷管理、变更管理等,实时掌握设备的状态及设备运行效率,及时淘汰落后设备,避免生产重大
17、事故。报警中心形成企业安防体系,通过视频监控对人力隐患、火灾、在能源系统异常和事故时,企业通过集中监控作出及时、快速和准确的处置,把安防隐患、系统故障所造成的影响控制在最低限度,确保企业稳定平稳运行,防患于未然。同时可对一段时间内设备运行时的报警信息进行统计查询,能显示单台设备的详细报警信息,并具备报警确认功能。可作任意时段、任意工序的报警统计。环境排放监测建立企业废水、废气、废物等污染物排放监测,建立污染物排放及回收机制。重点统计企业主要污染物排放量,与国家标准进行对比,将超标信息以报警信息的形式通过系统提示或手机短信、邮件等形式通知给用户。污染物排放数据可按标准实时上报给相关部门。通过数据
18、模型,分析挖掘技术,提供数据环境相关依据,构建治理方案,做好污染物再利用循环体系,充分利用同时减少环境污染。2.2.3智慧能源-商业平台商业模式商业平台构建商业模型,通过可视化方式明确商业模式,为金融、市场、项目、销售、运营、用户等等多方面形成商业模式,充分整合资源,服务明确化、智能化、高效化,企业发展、经济效益最大化。托管服务构建托管服务体系,包括设备托管、负荷托管、电费托管等服务内容,设备托管:通过监控、维护、客服、抢修几个步骤,形成7*24小时服务体系,通过专业化服务团队包括但不限于客服队伍、运维队伍、工程队伍结合平台功能实现实施自动化、提高效率、节约成本的模式;通过按年支付服务费方式,
19、提供用能监控管理、设备运维抢修、打包售卖服务、客户投诉处理全周期体系智慧服务能源交易结合平台基础,为用户提供:大用户直供,能源批发,能源团购,能源定制,互济交易等多种交易模式方法,满足不同用户不同需求,打造能源市场统一化标准。金融服务提供与多家金融机构、资本机构结合方式,结合金融体系从投资、储蓄、结算、保险、银行、金融信息咨询等多种金融服务能力,为交易打造基础,为企业发展客户需求提供金融与发展的服务内容。2.2.4智慧能源-客服平台业务受理提供信息通知、投诉建议、业务咨询方面为客户规划咨询、信息化建设、解决方案定制等对接与处理。客户管理对用户档案管理,定期执行客户关怀与回访,及时捕捉客户需求与
20、潜在问题;同时为用户推送账单,费用精准化、透明化。后台服务通过人力采集信息,形成数据分析记录、为运营与平台数据分析挖掘提供数据基础。对平台系统维护提供协助支持,维护平台稳定。2.2.5智慧能源-管理后台系统管理对平台基础的管理,包括用户、账户信息、组织结构、角色、权限管理、数据模板、流程定制等等平台的基础功能执行管理与调配,管理平台各方面标准实行统一配置与管理。网络管理对企业平台的物联、无线、光纤、有线等多种网络及设备进行统一管理,监测网络情况、带宽、费用等情况的管理。数据备份用户手动或系统自动备份保存各项数据;当发生特殊情况导致数据丢失时,可自动导入最近的备份数据进行数据恢复,避免特殊情况出
21、现数据丢失导致的各项损失。1.3.2能耗面临的问题及解决措施1、管理节能摒弃建筑能源的粗放式管理模式,建立精细化的数字李生能源大数据云平台模式。区分能耗种类、能耗系统实现能源消耗分部门、分类、分项计量,对能耗情况进行实时监测,对耗能数据深度挖掘,及时纠正用能浪费情况。根据园区实际情况,制定针对建筑物和二级部门的能耗定额分配制度,实施节能奖惩等方式激励节能。2、行为节能进行节能宣传教育和岗位培训,提高工作人员提高节能意识,杜绝以下现象:(1)长明灯、少人开多灯、自然光照充分的情况下开灯等现象;(2)通风空调超标使用,如:不按温度管理要求开空调、开门窗开空调等;(3)长流水;3、技术节能可以采用空
22、调节能控制、电力智能控制等技术手段进行节能。电能可做分类分相计量以及整个园区的水能耗进行计量。同时,实时监测中水及蒸汽设备的运行数据。更好的对园区的能耗进行管理和控制。1.4数字李生能源大数据云平台基本功能数字李生能源大数据云平台的基本功能如下图所示:物业MS瞥理3lrtt ft 就 ttt9 制第史比 历,对丸M控HM U效A 分析M桁F空分ft标算 vft计节能自控系黄板WitIHK及示 或时监控效气来集能源监管系统节能控制系统IH系纹数字李生能源大数据云平台系统分为三个层次:数据采集层、数据存储层以及数据展示层。1、数据采集层数据采集层主要包括能源监测和节能控制两个部分。能源监测主要是通
23、过安装智能仪表(电表、水表、蒸汽表、流量计等),将能耗数据及设备运行数据通过网络传送到管理中心。节能控制主要是通过在现场安装节能执行设备(执行器、控制器、伺服器),可以在管理中心远程自动或手动的控制节能设备。2、数据存储层利用局域网通过数据网管将现场数据传送到管理中心数据库,数据库对数据进行初步处理后,进行分类分项存储。要求至少需要存储10年的能耗数据。管理中心的控制指令通过数据层打包后传送到现场控制执行器。3、数据展示层数据展示层是利用数据层相关数据,对数据进行挖掘后,扩展出多种应用功能。主要包括实时监控、数据分析、数据展示、接口对接、能源审计、节能控制及其他扩展功能。第二章数字李生能源大数
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