XX局综合能源监测项目技术规范

第二章技术（服务）要求1.建设内容要求XX综合能源监测技术服务项目具体建设内容如下：1、智慧能源信息化平台实现XX能源系统分类、分项、分级计量，根据建筑的主要能源种类划分进行采集，对各项能耗系统加装计量、采集装置，通过信息通道对其管辖的各类表计的信息进行采集、处理、储存、数据转换并接入建筑能耗监管系统网络。通过引入CPS（广泛定义为信息物理系统）的概念将整个楼宇主要用能设备全部纳入平台能源监控。部署可视化能耗数据展示系统、能源智慧分析和决策系统、设备台账和辅助运维系统，通过数据共享机制，实现对建筑用能进行全面的、动态实时的用能计量、能源质量监测、安全管理。2、配用电系统智能化服务对公安局的配用电系统进行智能化运行改造，完成变配电室、建筑楼层、重点用电系统等关键供电环节的智能化监控，实现变配电室、楼栋、楼层和房间配电系统的安全监控与安全管理。能实现电力负荷、电流、电压、有功、无功、功率因数、剩余电流、过欠压、短路和漏电等主要电气项目进行实时监控、统计分析和安全预警，及时发现和消除电气安全隐患。3、水平衡检测服务通过第三方专业水平衡检测服务，并出具相关报告，说明具体的建设情况及系统的可行性、数据的可靠性、能效检测、分析等相关情况。2.关键设备技术需求2.1综合能源监测系统关键设备技术需求综合能源监测系统关键设备技术需求表序号设备技术要求1服务器4U机架式,128G内存,ServeRAIDM5200Series1GBCache/RAID5Upgrade，2块900G10K硬盘，4*千兆以太网口,光纤以太网卡*2。2工作站I7处理器；硬盘：1T；光驱：50速CD-ROM；内存：DDR4GB（2GB×2）；20英寸液晶显示器：分辨率1280×1024以上，32位真彩3路由器1GB以太网口，8*SFP+接口，72核*1GHzCPU，16GBRAM，每秒转发1.2亿包4交换机4个太网口，20个电口，72核*1GHzCPU，16GBRAM，每秒转发1.2亿包。5通信管理机IntelAtomN4551.66GHz,2G内存，CF卡×1，VGA卡×1，USB×2，网口100/1000Mbps×4，串口RS232/422/485×66智能插座市电220VAC，具有自动限温、定时调温、远程强制锁闭禁用等功能，温度测量范围-5℃—60℃，电流测量范围0-16A，计量精度1级，组网方式wifi/zigbee/lora。7用电采控终端（a）模拟量数据采集：具备三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、电能量、功率因数、2～31次谐波、温度等模拟量数据采集功能；（b）具备电能量统计功能，能按小时、日、月进行电能量统计；（c）具备经外通讯等本地通信方式；（d）支持远程/本地软件升级功能；（e）终端应配有液晶显示模块，显示应具有高对比度、宽视角。（f）整机功耗不高于5W。2.2能源智控系统关键设备技术需求能源智控关键设备技术需求表序号设备名称建议品牌备注1服务器联想、DELL投标注明采用何品牌2工控机DELL，研华，研洋投标注明采用何品牌3路由器华为、华三、思科投标注明采用何品牌4主要低压元器件正泰、上海人民、常熟开关投标注明采用何品牌3.非功能性技术要求3.1标准化本验证项目实施严格按照国家标准、国家电网公司相关标准、技术规范；工程实施建设严格按照工程建设通用的综合标准和重要的通用的质量标准；选用通用的试验、检验和评定标准，并严格遵守电力需求侧管理办法中的相关规定。3.2全局性本项目站在业务全局的高度，充分应用大数据及数据挖掘技术，重点研究基于“能源互联网”的能源优化控制系统，完成机关办公楼宇能源优化控制系统，开展楼宇综合能源能效提升和节能减排事业发展。3.3创新性项目实施工作要切实贯彻创新性原则，实现各供用能系统的实时感知、动态控制和信息服务，优化能源结构配置，远期可以进一步拓展商业楼宇能效提升、电网互动和市场交易等新型业态。3.4可靠性可靠性包括连续工作能力及系统模块化水平，具体要求如下：连续工作能力：要求整个应用软件系统应能够连续7×24小时不间断工作，出现故障应能及时告警。当系统软件出现新的需求时，包括修改缺陷、增加新功能、系统移植、数据迁移等，对于研发运维人员，系统需要设计风格统一，文档完整，易于理解；软件设计层次分明，日志完整，易于分析；系统界面简洁，易于配置；源码可复用，模块程度高，易于修改；输入输出明确，提供校验机制，易于测试。3.5可扩展性要求具备二次开发支持能力，要求进行模块化设计，支持二次开发；要求具备扩展能力，能支持应用服务器的集群和扩容；要求具备数据库扩展能力，支持数据库的集群和扩容。3.6可维护性提供应用功能扩充、升级、修改，对设备维护、测试等变更，确保运维服务及时、到位，支撑移动应用系统的正常和高效运行。软件版本升级或改进应在不影响业务的情况下进行，保证系统可以稳定、平滑过渡。3.7信息安全应用系统本身面临不同的威胁，需通过相应的安全功能设计来消除或者降低风险。需要从身份鉴别，授权，输入输出验证，配置管理，会话管理，加密技术，参数操作，异常管理，审核和日志记录等九个方面满足应用安全功能实际要求。应用系统间交互，应通过接口方式进行，避免采用非接口方式。对系统内、系统间传输的数据，应满足数据的机密性、完整性、可用性三个层面的要求。3.8开放性设计过程中应充分依照国际国内的规范与标准，要求进行模块化设计，支持二次开发；采用国内外成熟先进的主流技术路线，具备跨平台应用，降低系统之间的耦合度，易与第三方整合应用等，以保证系统具有较强的生命力和最大程度扩展能力。3.9培训内容项目实施完成交付使用前，应提供不少于2次培训服务，每次不少于8小时，培训内容为现场智能终端、通信设备的操作方法、运维保养注意事项，监控中心、能源管理平台的操作和运维方法。交付甲方后，应提供详细的用户手册和管理员手册，以便运维人员查阅使用，并提供远程技术支持，定期安排技术人员到现场技术指导，确保系统正常运行。4.功能性技术要求4.1基本要求（1）建筑能源管理系统软件是以Windows操作系统为基础的开放式网络平台，充分支持国际或者国内主流关系型数据库系统。（2）系统支持B/S架构模式、支持统一身份认证，支持用户密码认证。（3）系统软件和数据库建设必须符合《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》。（3）提供严密安防设计，采取足够的措施确保系统的可靠运行和数据的安全保存，具有完善的自诊断功能，保证系统的连续、有效运行，系统内某一部分故障不应影响整个系统的工作。（4）提供可靠、方便的数据备份功能。（5）具备灵活可靠的授权管理功能，层次分明，操作简便。（6）提供各类图表、WEB浏览等简便直观的人机对话功能。（7）系统报表有一致的格式和布局；每一报表都有内部的灵活性，可以根据用户需求灵活定制。（8）提供系统平台二次开发手册、第三方设备驱动开发手册、实时Web服务接口手册。4.2.软件主要功能该系统应用软件具有图形化的全中文人机界面、Windows的操作风格、模块化结构、易于使用、配置灵活、操作便捷、人机交互简单清晰，便于扩展等特点，可广泛应用于公共机构能源的分布式自动化监控与集中管理。4.2.1数据采集与存储功能分项能耗、分户能耗数据实时采集，变电所供电回路电压、电流、功率、功率因数等电力参数据的实时采集并存储在能源监管中心数据库。4.2.2供配电系统实时模拟对供配电系统进行模拟，实时准确的显示变电所供电各回路的各种运行状态与各项电能数据，对供配电系统的运行状态实时监控、故障检测、报警，使系统运行始终处于监控状态。4.2.3电能质量监视和分析功能对整个监控系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行实时的监视。实时监视系统电压偏差、频率偏差、不平衡度、功率因数、谐波含量等电能质量问题，评估电能质量是否符合标准。记录扰动时的波形，作为电能质量分析和故障分析的依据。4.2.4报警管理功能对所有监测中的仪表进行报警管理，一旦仪表出现异常情况，在监控画面都可以立刻显示出，并发出报警信息及时提醒管理人员。4.2.5能耗数据定时上报功能定时启动数据打包程序，从数据库中抽取需要上报的数据，按照接口标准封装成XML格式的数据包，并压缩数据包。向上一级数据中心服务器发送握手消息，建立连接状态。如果连接不成功则再次发起连接。调用上一级数据中心的数据接收网络服务（WebServices），基于SOAP传输协议将压缩后的XML数据包发送出去。4.2.6能耗数据查询打印功能对经过数据处理后的分项能耗数据进行分析汇总和整合，通过静态表格或者图表方式将能耗数据展示出来，并将展示的数据打印成纸质文件。4.2.7实时能耗数据展示功能系统软件应用可以实时显示所监测的实时及历史能耗数据及各种电力参数的变化趋势曲线。系统软件实时性能好，数据刷新间隔频率可达到1s/次，数据存储间隔频率可达到10s/次。4.2.8能耗数据处理功能对采集的能耗实时数据进行解析存储，并调用数据分析功能对采集的原始数据进行统计分析，生成数据仓库记录。4.2.9B/S系统功能能源管理部门和机关领导可通过内部局域网内任何一台电脑浏览器登陆系统，快速查询各类能源数据、报表、历史曲线及能耗公示等。并且，管理部门能够通过系统进行供能系统和用能系统全方位的管理和掌控，实现在图形化、可视化和形象化状态下的能耗信息查询定位、后勤资源管理、智慧设备管理等功能，为可持续发展提供解决方法、手段和决策支持。4.2.10运维管理 1）档案管理档案管理描述了运维人员的台账信息和基地各类设备的台账信息，其中运维人员台账包括：外协人员台账、基地人员台账、运维人员单位信息、技能特长、工作年限、服务年限等。基地各类设备台账信息包括：所属上级系统或系统内拓扑关系、生产厂家、采购日期、投运日期、使用年限、操作手册、紧急故障说明书等信息。2）系统运维系统运维描述了八大系统日常运行中日志情况，用来全方位监控系统的运行情况，增加运维人员对系统全息感知的能力，例如：系统启停日志，调控指令日志，人员登录日志，人员操作日志，系统更新维护日志，工单情况，告警情况等。3）专业运维专业运维来源于系统运维，当八大子系统发现某设备故障后，专业维修人员通过现场考察和鉴定设备的故障情况，给出更换或维修的建议，并结合系统运维提交维修或更换的申请工单完成该设备的专业运维。5.数据交互要求5.1能源控制器与平台采集前置交互规范5.1.1交互方式能源控制器与平台采集前置采用服务端/客户端的交互方式，平台采集前置作为服务端，能源控制器作为客户端，前置暴露端口供能源控制器连接，通过心跳保持长连接。基于DL/T698.45面向对象的用电信息数据交换协议完成数据交互，数据采集以主动上报为主，同时支持召测/控制等命令下发。针对能源优化控制系统需要接入的各种类型的设备，扩展面向对象通信协议，对新增的各类设备的数据读取、设备控制主要采用如下方式进行交互：读取：GetRequestRecord（请求读取一个记录型对象属性）；控制/调节：ActionRequestNormalList（请求操作若干个对象方法）。5.1.2通信协议能源控制器与平台采集前置通信协议宜优先采用DL/T698.45面向对象规约，可采用MQTT、IEC104规约，本规范基于DL/T698.45规约进行扩展约定。为提高信息采集系统的业务适应性、采集效率、安全性和数据溯源性，规范信息数据交换协议的通信架构、数据链路层、应用层、接口类与对象标识，在DL/T698.45面向对象的用电信息数据交互协议上进行扩展，主要是基于“主站-终端-电表”的逻辑架构，在DL/T698.45规约层面，将能源控制器等效为终端，将能源优化控制需要接入的设备等效为挂接在能源控制器下的电表，通过设备地址（编号）标识能源控制器下设备挂接的逻辑结构。5.1.3交互内容梳理能源优化控制设备的数据项及控制项，在DL/T698.45规约中，基于接口类（IC）19，针对不同类别的设备扩展对象标志（OI）；针对梳理出来需要采集的数据项，扩展对应的属性；针对需要控制的数据项，扩展对应的方法；目前已经对配电系统、照明系统、光伏发电系统、储能系统、充电设施系统、中央空调系统、供热系统、新风系统、蓄热系统、蓄冷系统、给水系统、电梯系统、环境系统、通讯系统和事件类对象等15大类设备进行了初步扩展，主要用到4342-436E号段，具体扩展内容详见附录9.1、9.3。5.2能源控制器与能源优化控制交互规范5.2.1交互方式根据通信架构，能源控制器与能源优化控制有两种类型的交互：与设备系统对接、与设备对接。当能源控制器与设备系统对接时，宜采用以太网、WIFI、4G无线网络、5G无线网络等作为通信介质接入。当能源控制器与设备对接时，宜采用以太网、LoRa、ZigBee、RS-485/RS-232、HPLC、WIFI、M-Bus等通信介质接入。交互方式主要有：实时采集、定时召测、实时控制等。5.2.2通信协议能源控制与能源优化控制的两种接入方式下，对接入协议的要求也不同。为提高信息交互的业务适应性、可靠性和安全性，以及通用性的需求，宜采用国际、国内通用的标准规范。当能源控制器与设备系统对接时，宜采用IEC104等接入协议。例如能源控制器与配电系统、充电设施系统、光伏系统、储能系统等。当能源控制器与设备对接时，下行通信（LoRa、载波、M-Bus、RS-485/RS-232等）宜支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP、DLT698.45、DLT645-07、CJT188，并可扩展支持国内外主要厂家的用能采控终端通讯协议。5.2.3交互内容能源控制器和能源优化控制之间交互内容主要包括：设备档案、采集数据、控制指令和执行响应。当能源控制器与系统对接时，才需要交互档案数据。采集的数据参见9.3的内容，然后由能源控制器统一转换成DL/T698.45的标准格式。6.安全防护要求6.1通信安全6.1.1能源控制器与平台采集前置之间的通信安全能源控制器与平台采集前置之间的通信安全有三层保护：APN专用通道、安全接入区和正反向隔离。能源控制器必须使用专用4G网络作为传输通道，确保数据不被窃取纂改；同时设置安全接入区，负责3A认证、访问控制以及入侵检测及防御；最终通过正反隔离装置接入平台采集前置。6.1.2能源优化控制与能源控制器之间的通信安全能源优化控制和能源控制器之间的通信安全主要由能源控制器来保障。能源控制器支持系统加固和可信环境，提供安全接入、3A认证和审计监测服务，支持国密安全加密芯片，实现数据加密功能，保证能源优化控制接入的安全。6.2通信规约安全能源控制器与平台采集前置之间的安全传输协议应符合公司信息安全相关要求，宜采用DLT698.45通信规约。6.3应用数据安全应用数据应采用基于国家密码管理部门认可的密码算法，实现数据加密，包括SM1、SM2、SM3和SM4算法，以及相关硬件加密芯片。7.施工规范要求7.1配电箱系统施工规范7.1.1施工准备和部署7.1.1.1  施工准备（1）材料要求：配电柜：箱体应有一定的机械强度，周边平整无损伤，油漆无脱落，二层底板厚度不小于1.5mm，但不得采用阻燃型塑料板做二层底板，箱内各种器具应安装牢固，导线排列整齐，压接牢固、应为两部定点厂产品，并有产品合格证。镀锌材料有角钢、扁铁、铁皮、机螺丝、木螺丝、螺栓、垫圈、圆钉等。绝缘导线：导线的型号规格必须符合设计要求，并有产品合格证。基础槽钢用10#槽钢。（2）主要机具：铅笔、卷尺、方尺、水平尺、钢板尺、线坠、桶、刷子、灰铲等。手锤、錾子、钢锯、锯条、木锉、扁锉、圆锉、剥线钳、尖嘴钳、压接钳，活扳子、套筒扳子，锡锅、锡勺等。台钻、手电钻、钻头、木钻、台钳、案子、冲击钻、电炉、气焊工具、绝缘手套、铁剪子、点冲子、兆欧表、工具袋、工具箱、高凳等。（3）作业条件：随土建结构预留好配电柜基础安装位置。预埋铁架或螺栓时，墙体结构应弹出施工水平线。安装配电柜时，抹灰、喷浆及油漆应全部完成。7.1.2施工工艺与方法7.1.2.1施工程序设备开箱检查→二次搬运→基础型钢制作安装→配电柜体就位→配电柜接线→试验调整→送电试运行。7.1.2.2设备开箱检查（1）设备和器材到达现场后。安装和建设单位应在规定期限内，共同进行开箱验收检查；包装及密封应良好，制造厂的技术文件应齐。型号、规格应符合设计要求，附件备件齐全。（2）配电柜本体外观应无损伤及变形，油漆完整无损。配电柜内部电器装置及元件、绝缘瓷件齐全、无损伤及裂纹等缺陷。7.1.2.3配电柜二次搬运（1）配电柜吊装时，柜体上有吊环时，吊索应穿过吊环；无吊环时，吊索应挂在四角主要承力结构处，不得将吊索挂在设备部件上吊装。吊索的绳长度应一致，以防受力不均，柜体变形或损坏部件。（2）在搬运过程中要固定牢靠，防止磕碰，避免元件、仪表及油漆的损坏。7.1.2.4基础型钢制作安装（1）配电柜在室内的位置原则上是按图施工，如图纸无明确规定时，应按下列位置施工：低压配电屏离墙安装时距墙体不应小于0.8米，低压配电屏靠墙安装时距墙体不应小于0.05米；巡视通道宽不应小于1.5米。配电柜需要安装在基础型钢上，型钢选用10号槽钢。（2）基础型钢制作好后，应按图纸所标位置或有关规定，配合土建工程进行预埋。（3）安装基础型钢时，应用水平尺找正、找平。基础型钢安装的不平直度及水平度，每米长度应小于1mm，全长时应小于5mm；基础型钢的位置偏差及不平型度在全长时，均应小于5mm。基础型钢顶部宜高出室内摸平地面10mm。7.1.2.5基础型钢接地埋设的配电柜的基础型钢应做良好的接地。一般用40*4镀锌扁钢在基础型钢的两端分别与接地网进行焊接，焊接面为扁钢宽度的2倍。7.1.2.6配电柜安装1.配电柜组立配电柜与基础型钢采取螺栓固定。配电柜单独安装时，应找好配电柜正面和侧面的垂直度。成列配电柜安装时，可先把每个配电柜调整到大致的位置上，就位后再精确地调整第一面配电柜，再以第一面配电柜的柜盘面为标准逐台进行调整。配电柜组立安装后，盘面每米高的垂直度应小于1.5mm，相邻两盘顶部的水平偏差应小于2mm；成列安装时，盘顶部水平偏差应小于5mm。2.配电柜接地成套柜应装有专用接地铜排，接地铜排与柜体连接成电气通路，接地铜排应用等截面的铜排与配电柜基础接地干线扁钢牢固连接。接地铜排与零排相互绝缘。配电柜与基础型钢采用螺栓固定，每台柜宜单独与PE母排做接地连接，用不小于6mm2铜导线与柜上的PE母排接地端子连接牢固。配电柜上装有电器的可开启的柜门、隔离刀闸底座和二次回路接地线应以绝缘铜软线与接地母排可靠连接。所有负荷端的PE接地线从接地铜排引出，并预留供检修用的接地装置不少于3个。3.配电柜内设备安装与检验1）成套馈电柜内设备的安装与检验。机械闭锁、电器闭锁应动作准确、可靠；动触头与静触头的中心线应一致，触头接触紧密；二次回路辅助开关的切换接点应动作准确，接触可靠。2）抽屉式配电柜内设备安装与检验。抽屉推拉应灵活轻便，无卡阻、碰撞现象，抽屉应能互换；抽屉的机械联锁或电器连锁装置应动作正确可靠，断路器分闸后，隔离触头才能分开；抽屉与柜体间的二次回路连接插件应接触良好；抽屉与柜体间的接触及柜体框架的接地应良好。7.1.2.7配电柜内母线安装1．柜内母线安装，必须符合设计要求。2．母线应镀锌，表面应光滑平整，不应有裂纹、变形和扭曲缺陷。3．金属紧固件及卡件，必须符合设