上海交通大學(xué)校園智慧能源建設(shè)方案減1212

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上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 0 頁上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案國家能源智能電網(wǎng)上海研發(fā)中心二零一七年十二月上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 1 頁目錄1 前言 .41.1 項(xiàng)目背景 .41.2 項(xiàng)目意義 .41.3 立項(xiàng)依據(jù) .61.4 編制依據(jù) .62 項(xiàng)目概況 .82.1 建設(shè)原則 .82.2 總體目標(biāo) .92.3 存在的問題 .92.4 建設(shè)思路 .113 現(xiàn)狀分析 .144 智慧能源技術(shù)方案 .154.1 總體方案設(shè)計(jì) .164.2 智慧能源層級(jí)結(jié)構(gòu) .174.3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng) .194.3.1 硬件架構(gòu) .204.3.2 軟件架構(gòu) .234.3.3 應(yīng)用功能 .254.3.4 關(guān)鍵技術(shù)簡介 .424.4 智慧能源通信網(wǎng)絡(luò) .444.5 智慧能源應(yīng)用系統(tǒng) .455 智慧能源建設(shè)方案 .475.1 分布式電源建設(shè) .475.1.1 概述 .475.1.2 建設(shè)情況 .485.1.3 建設(shè)思路 .495.1.4 建設(shè)方案 .505.2 校園配電自動(dòng)化建設(shè) .525.2.1 概述 .525.2.2 建設(shè)目標(biāo) .535.2.3 建設(shè)思路 .535.2.4 建設(shè)方案 .545.3 用電信息采集建設(shè) .585.3.1 概述 .585.3.2 建設(shè)目標(biāo) .585.3.3 建設(shè)思路 .595.3.4 建設(shè)方案 .605.4 智能教室、宿舍、辦公室建設(shè) .635.4.1 概述 .635.4.2 建設(shè)目標(biāo) .635.4.3 建設(shè)思路 .655.4.4 建設(shè)方案 .665.5 電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè) .695.5.1 概述 .695.5.2 建設(shè)目標(biāo) .705.5.3 建設(shè)思路 .705.5.4 建設(shè)方案 .70上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 2 頁5.6 智能樓宇建設(shè) .745.6.1 概述 .745.6.2 建設(shè)目標(biāo) .745.6.3 建設(shè)思路 .755.6.4 建設(shè)方案 .765.7 配電系統(tǒng)節(jié)電器應(yīng)用示范 .905.7.1 概述 .905.7.2 建設(shè)目標(biāo) .915.7.3 建設(shè)思路 .915.7.4 建設(shè)方案 .925.8 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè) .935.8.1 概述 .935.8.2 編制依據(jù) .935.8.3 建設(shè)目標(biāo) .955.8.4 建設(shè)思路 .955.8.5 建設(shè)方案 .965.8.6 技術(shù)指標(biāo) .975.9 綜合可視化展廳建設(shè) .1025.9.1 概述 .1025.9.2 建設(shè)目標(biāo) .1025.9.3 建設(shè)思路 .1035.9.4 建設(shè)方案 .1055.10 信息通信網(wǎng)建設(shè) .1115.10.1 概述 .1125.10.2 建設(shè)目標(biāo) .1125.10.3 建設(shè)思路 .1145.10.4 建設(shè)方案 .1146 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃 .122上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 3 頁1 前言1.1 項(xiàng)目背景上海交通大學(xué)閔行校區(qū)是上海交通大學(xué)的校區(qū)之一，位于上海市閔行區(qū)東川路 800 號(hào)，校區(qū)毗鄰華東師范大學(xué)閔行校區(qū)，占地面積約 309.25 公頃（4638.75 畝）。閔行校區(qū)有學(xué)生宿舍 94 棟，總計(jì)建筑面積 30.9 萬平方米，分為東西兩個(gè)區(qū)域，合計(jì)住宿的本科生、研究生 2 萬多人。校區(qū)內(nèi)有醫(yī)院、郵局、銀行、影院、學(xué)生活動(dòng)中心、各類體育場所等設(shè)施，形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的社區(qū)。加一段交大能耗現(xiàn)狀。1.2 項(xiàng)目意義智能電網(wǎng)作為高校管理智能化發(fā)展的客觀需要，是智慧能源發(fā)展的重要能源保障基礎(chǔ)和前提，也是智慧能源建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。另外，智能電網(wǎng)還可以從提供增值服務(wù)、推動(dòng)節(jié)能減排和帶動(dòng)相關(guān)科技發(fā)展等方面進(jìn)一步促進(jìn)智慧校園的發(fā)展。通過上海交通大學(xué)智慧能源項(xiàng)目建設(shè)，努力將上海交通大學(xué)閔行校區(qū)打造成具有高可靠性、國際一流、安全高效、綠色節(jié)能的現(xiàn)代校園智能電網(wǎng)。建設(shè)上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智慧能源的意義如下： 能源智慧化提升校園吸引力智慧能源建設(shè)，一方面可以提升校園內(nèi)部的后勤管理和服務(wù)能力；另一方面通過智慧能源建設(shè)，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保，可以改善校園生上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 4 頁活環(huán)境，顯著提升學(xué)生生活質(zhì)量；更重要的是為校園內(nèi)的師生服務(wù)，通過智慧的路燈、電力、熱水、空調(diào)、電動(dòng)汽車等能源體系，為師生提供優(yōu)良的學(xué)習(xí)、科研、生活、創(chuàng)新環(huán)境，消除師生的后顧之憂，并適時(shí)的為師生發(fā)展提供各種支持。通過智慧能源的建設(shè)，把校園管理機(jī)構(gòu)、校園師生、校園商戶等校園內(nèi)各方的優(yōu)勢資源加以整合并通過各種途徑大力推廣，為校園打造一個(gè)整體的優(yōu)質(zhì)品牌，可以顯著提升校園對(duì)優(yōu)質(zhì)師生的吸引力和凝聚力。 能源智慧化促進(jìn)校園可持續(xù)發(fā)展以信息化為核心的智慧能源建設(shè)來破解難題實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。信息化在有效降低資源、能源消耗，減輕人員負(fù)擔(dān)等方面，具有傳統(tǒng)手段無可比擬的優(yōu)越性。通過信息技術(shù)創(chuàng)造先進(jìn)的智能工具，改造提升傳統(tǒng)電力運(yùn)維方式，提高新能源開發(fā)利用水平，改善后勤管理結(jié)構(gòu)，提高服務(wù)效率，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、建設(shè)綠色校園，使許多高校后勤管理難題迎刃而解，因此信息化是實(shí)現(xiàn)校園可持續(xù)發(fā)展的必由之路和高級(jí)階段，而且可持續(xù)發(fā)展需求為智慧能源建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展空間。 能源智慧化助力校園科研發(fā)展上海市能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺(tái)是由上海交通大學(xué)牽頭，上海市科委立項(xiàng)的關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的專業(yè)平臺(tái)，致力于推動(dòng)上海市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)是以創(chuàng)新為主要驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)業(yè)，能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)需要將信息技術(shù)滲透到管理、研究、生活的各個(gè)方面，圍繞“管理 ”、“引導(dǎo)” 和“服務(wù)” 三大工作核心，以信息技術(shù)的創(chuàng)新上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 5 頁應(yīng)用最大程度地整合各種創(chuàng)新資源及生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新資源和創(chuàng)新主體項(xiàng)目真實(shí)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、有效。擴(kuò)大交大在全國高校綠色智慧能源建設(shè)中的影響力。1.3 立項(xiàng)依據(jù)上海市智慧校園設(shè)計(jì)概念綱要上海市智慧校園總體規(guī)劃綱要上海市建設(shè)管理暫行辦法1.4 編制依據(jù)民用建筑節(jié)能條例 國務(wù)院令 2008530 號(hào)城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)單元網(wǎng)格劃分與編碼規(guī)則（CJ/T 213-2005）城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)管理部件和事件分類、編碼及數(shù)據(jù)要求（CJ/T 214-2007）城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)地理編碼（CJ/T 215-2005 ）城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范（CJJ/T106-2005）國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則 建科綜函200858 號(hào)關(guān)于加快數(shù)字化城市管理試點(diǎn)工作的通知建辦城函200742 號(hào)低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件 （DL/T 698-2007）上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 6 頁多功能電能表通訊規(guī)約（DL/T 645-2007）多功能電能表 （DL/T 614-2007）1 級(jí)和 2 級(jí)靜止式交流有功電度表（GB/T17215-2002）計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南 （GB/T 8567-1988）計(jì)算機(jī)軟件需求說明編制指南 （GB/T 9385-1988）計(jì)算機(jī)軟件分類與代碼 （GB/T 13702-1992）軟件項(xiàng)目術(shù)語 （GB/T 11457-1995）信息技術(shù)軟件生存期過程 （GB/T 8566-1995）軟件過程能力評(píng)估模型 （SJ/T 11234-2001）軟件能力成熟度模型 （SG/T 11235-2001）國家公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB50198-94 GA/T75-94）民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 （JGJ16-2008）電氣裝置安裝項(xiàng)目電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50168-2006）電氣裝置安裝項(xiàng)目接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50169-2006）智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （GB/T50314-2006）低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50054-95）配網(wǎng)自動(dòng)化及管理系統(tǒng)功能規(guī)范電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃綱要 上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 7 頁2 項(xiàng)目概況2.1 建設(shè)原則 結(jié)合校區(qū)實(shí)際，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展緊密結(jié)合閔行校區(qū)智能電網(wǎng)實(shí)際需求，做到統(tǒng)籌兼顧，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，在部分應(yīng)用和技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先的領(lǐng)域力爭超前研究、率先試點(diǎn)并推廣應(yīng)用。 區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)，提供經(jīng)驗(yàn)借鑒在閔行校區(qū)智能電網(wǎng)的具體建設(shè)方案規(guī)劃和實(shí)施中注意體現(xiàn)“新的理念，新的規(guī)劃，新的做法”，貫徹“ 能復(fù)制、能推廣、有特色 ”的思想，為校園智能電網(wǎng)建設(shè)提供成功經(jīng)驗(yàn)。 注重智能技術(shù)，過程循序漸進(jìn)在建設(shè)內(nèi)容上注重合理處理好智能化技術(shù)在上海交通大學(xué)閔行校區(qū)的先進(jìn)性與適用性的關(guān)系，處理好關(guān)鍵技術(shù)研究、項(xiàng)目建設(shè)和應(yīng)用推廣的協(xié)調(diào)關(guān)系，做到循序漸進(jìn)，分布實(shí)施。 總體規(guī)劃、一體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、考慮擴(kuò)展原則系統(tǒng)采用一體化平臺(tái)建設(shè)，統(tǒng)一建模，模塊化設(shè)計(jì)，盡量避免各自為政、盲目投資、重復(fù)建設(shè)，確保公用事業(yè)監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)能不斷擴(kuò)容、升級(jí)和接入。同時(shí)必須確保系統(tǒng)涉及的各子模塊能平滑升級(jí)、按需擴(kuò)容、全面接入，盡量降低各管理子模塊之間的耦合度，加大各子模塊之間的隔離度，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 資源整合、服務(wù)為先、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，保障安全原則上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 8 頁充分利用和整合已有和規(guī)劃建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和信息資源，加強(qiáng)整合，充分利用，促進(jìn)互聯(lián)互通、信息共享，以有限的資源整合原有管理系統(tǒng)，發(fā)揮其最大的效益。同時(shí)，正確處理好發(fā)展與安全的關(guān)系，綜合平衡成本和效益，制定并完善安全保障體系。2.2 總體目標(biāo)上海交通大學(xué)閔行校區(qū)智能電網(wǎng)建設(shè)，在智慧能源中建設(shè)統(tǒng)一呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)能力組件、管理功能等，實(shí)現(xiàn)智慧能源應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一數(shù)據(jù)以及統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的功能。智慧能源建設(shè)的主要目標(biāo)可以分為兩個(gè)層面，一是直接為智慧能源管理方服務(wù)，進(jìn)一步提升校園內(nèi)部能源的管理能力，增強(qiáng)智慧能源在推動(dòng)師生創(chuàng)新上的服務(wù)能力，體現(xiàn)創(chuàng)新、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和集中展示目標(biāo)；二是間接為校園內(nèi)的師生服務(wù)，通過信息化手段為師生提供優(yōu)良學(xué)習(xí)、科研、生活環(huán)境，并為師生提供更高層次的管理決策支撐，實(shí)現(xiàn)具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的“安全、互動(dòng)、干凈” 的智慧能源。最終實(shí)現(xiàn)智慧能源和師生共贏的局面。2.3 存在的問題智慧能源是通過信息技術(shù)和各類資源的整合，充分降低能源管理運(yùn)營成本，提高工作效率，加強(qiáng)各類校園創(chuàng)新、服務(wù)和管理能力，為校園鑄就一套超強(qiáng)的軟實(shí)力。信息化是全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 9 頁趨勢，也是校園提升產(chǎn)業(yè)效能和率先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，在多年的校園發(fā)展中，信息化建設(shè)長期處于被忽視的地位，信息化水平與校園社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平并不一致，與校園的發(fā)展要求與定位也不相適應(yīng)。其中能源管理存在的問題也比較突出，學(xué)校的配電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施主要有：10KV 高壓進(jìn)線，高壓柜變壓器低壓柜負(fù)荷（照明系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)和特殊設(shè)備設(shè)施）應(yīng)急系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)和 UPS）其他輔助保護(hù)系統(tǒng)（防雷接地等）。運(yùn)行多年以來主要存在以下問題： 用電擴(kuò)容學(xué)校正所處的世界一流大學(xué)的建設(shè)加速期，教育事業(yè)規(guī)?；焖侔l(fā)展，特別是“十三五”開局年開始，大型科研試驗(yàn)和宿舍類建筑拔地而起，目前已確定新增的電力需求容量包括：理科大樓轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)大樓和密西根大樓，需增加 10100KVA 的供電容量，未來三年還將增加文博大樓九期學(xué)生公寓等，二周邊的變電站已達(dá)到飽和狀態(tài)，已無法提供多余的電力專線給新建大樓使用。擴(kuò)容的瓶頸問題突出，急需解決。 用電成本由于學(xué)校的快速發(fā)展，校區(qū)建設(shè)也是分時(shí)期建設(shè)完成，因此再建設(shè)當(dāng)時(shí)，再變壓器后的計(jì)量較為粗曠，有的并未明確的二級(jí)用戶的布置，故部分漏雨之憂再變壓器后有計(jì)量電表，到建筑樓層的終端用戶并沒有計(jì)量工具，計(jì)量系統(tǒng)不完善，責(zé)任體系不明晰，獎(jiǎng)懲制度未建立起來，導(dǎo)致了終端用戶吃大鍋飯，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。另一上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 10 頁方面，能耗 65%的公共設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行方案待完善，部分屬地未根據(jù)電費(fèi)政策及用戶特點(diǎn)指定公共設(shè)備運(yùn)行模式，部分屬地未根據(jù)用戶特點(diǎn)設(shè)備空調(diào)開關(guān)機(jī)時(shí)間，屬地的物管部門缺乏挖潛動(dòng)力；能耗 35%的專業(yè)設(shè)備的技術(shù)節(jié)能開展水平參差不齊，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和管控，全員節(jié)能意識(shí)也不足，雖然例行通報(bào)披露哦，浪費(fèi)情況嚴(yán)重，缺少節(jié)能知識(shí)，對(duì)節(jié)能措施不理解。 用電質(zhì)量電能質(zhì)量這一術(shù)語用來描述許多不同類型的電力擾動(dòng)，從不同的角度有不同的描述若干個(gè)用電大戶提供電力外，還為區(qū)域內(nèi)的具名用電和中小企業(yè)用戶供電，用電類型復(fù)雜，手符合波動(dòng)影響，供電的電壓偶發(fā)突變（降），突降的幅度有時(shí)至電壓的 30%一下，造成所謂的閃斷（低于 0.2 秒電壓陡降）。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，閔行校區(qū)外線閃斷統(tǒng)計(jì) 2017 年達(dá) 5 次之多，單個(gè)站的下端用戶，如致遠(yuǎn)游泳館，平均一月閃斷一次，而且是低壓總線雙路同時(shí)閃斷。在日常的供配電網(wǎng)運(yùn)行下，出現(xiàn)這種閃斷現(xiàn)象，電能質(zhì)量的問題無疑是個(gè)主要原因。然而外線供電質(zhì)量是在市政電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制范疇內(nèi)，校內(nèi)電網(wǎng)供電質(zhì)量的治理問題尚未有相應(yīng)的應(yīng)用。 供電可靠性2016 年 10 月 23 日此類大面積的事故性突發(fā)停電，對(duì)數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)維構(gòu)成了重大威脅和挑戰(zhàn)，雖然有多重的保護(hù)措施，對(duì)于要求萬無一失的數(shù)據(jù)中心來說，長時(shí)間和突發(fā)性停電都對(duì)數(shù)據(jù)中心上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 11 頁的保護(hù)設(shè)備（如發(fā)電機(jī)和 UPS）的持久性和響應(yīng)性仍存在風(fēng)險(xiǎn)。 信息化配套設(shè)施及服務(wù)不夠完善校園配套設(shè)施建設(shè)一直聚焦于樓宇、交通、供水、供電、排污等基礎(chǔ)設(shè)施，近年來信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)正逐漸受到校園管理機(jī)構(gòu)、師生的重視，但由于校園信息化建設(shè)起步晚、時(shí)間短，信息化配套設(shè)施及服務(wù)還不夠完善。 信息資源整合利用工作嚴(yán)重滯后目前各類校園和校園內(nèi)各個(gè)部門都在積極開展信息化建設(shè)，信息化工作也有了一定的基礎(chǔ)。但由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和指導(dǎo)，各個(gè)部門過分強(qiáng)調(diào)自身的特殊性，條塊分割現(xiàn)象嚴(yán)重，突出表現(xiàn)為一些縱向信息網(wǎng)絡(luò)自成體系，業(yè)務(wù)系統(tǒng)封閉運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通等，形成了許許多多“信息孤島 ”，難以實(shí)現(xiàn)信息資源共享。特別是在一些“ 金”字項(xiàng)目單位，上、下信息交流暢通，但與其他處、科室之間的橫向信息交流共享困難。 校園綜合管理缺乏智能化手段目前校園城市綜合管理的內(nèi)容對(duì)于校園的組成部件、運(yùn)行狀態(tài)的信息采集、管理功能偏少，僅有的部件管理也集中在地上設(shè)施，而供氣、供水、供熱、弱電管網(wǎng)等地下基礎(chǔ)設(shè)施的信息采集功能匱乏。造成以上狀況的原因是因?yàn)槟壳靶@綜合管理缺乏智能化手段，以人工巡查為主，部件、事件發(fā)生變化無法實(shí)現(xiàn)與校園管理機(jī)構(gòu)的及時(shí)自動(dòng)通信，管理缺乏智能性、主動(dòng)性，綜合管理中的問題上傳、上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 12 頁處理分配、結(jié)果反饋等各個(gè)環(huán)節(jié)都缺乏自動(dòng)化處理手段，同時(shí)綜合管理的應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化程度較低。校園管理智能化技術(shù)及智能化手段的缺乏，使得設(shè)施靜態(tài)管理、動(dòng)態(tài)運(yùn)行監(jiān)控、智能化運(yùn)行維護(hù)、自動(dòng)應(yīng)急指揮處置等綜合管理能力嚴(yán)重低下。 節(jié)能環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用匱乏在節(jié)能減排方面，用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是改造重點(diǎn)用能行業(yè)的廣度和深度不高。對(duì)于校園師生，信息技術(shù)主要被應(yīng)用于管理環(huán)節(jié)，例如集中建設(shè)的 OA、ERP 等信息系統(tǒng)，而利用信息技術(shù)對(duì)生產(chǎn)全程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控，將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，滲透到工具、工藝、流程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理全流程的“泛在感知”，最大限度地降低各種資源消耗的例子明顯偏少；比如利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路燈根據(jù)天氣狀況自動(dòng)開啟關(guān)閉的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是應(yīng)用少見。新技術(shù)應(yīng)用在促進(jìn)節(jié)能減排方面的巨大潛力還沒有得到充分發(fā)揮。2.4 建設(shè)思路“智慧能源”的頂層設(shè)計(jì)將決定規(guī)劃的高度和邊界，智慧能源以“智慧校園”為模型，構(gòu)建智慧能源的總體架構(gòu)，總體架構(gòu)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、監(jiān)控管理層。總體架構(gòu)是基礎(chǔ)設(shè)施、校園綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)高層設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。上海交通大學(xué)閔行校區(qū)作為上海市面積最大、能耗最高的校園，將開展智能電網(wǎng)綜合建設(shè)項(xiàng)目。智能電網(wǎng)建設(shè)將統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌設(shè)上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 13 頁計(jì)、逐步實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)上海交通大學(xué)閔行校區(qū)綠色校園建設(shè)的核心理念。在上海交通大學(xué)閔行校區(qū)綜合利用智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開展校園服務(wù)、監(jiān)控管理、綜合應(yīng)用為目標(biāo)的智能電網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)用，為打造“低碳、生態(tài)、綠色” 的智慧校園奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目將遵循“可復(fù)制、能實(shí)行、好推廣 ”的規(guī)劃思路，從信息流、業(yè)務(wù)流、電力流、人員流統(tǒng)一融合的角度，按照智慧能源的業(yè)務(wù)、管理的需求特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)“1 個(gè)綜合應(yīng)用系統(tǒng)9 個(gè)應(yīng)用子項(xiàng)” 的總體架構(gòu)。項(xiàng)目包括校園配電自動(dòng)化、用電信息采集、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、分布式電源、配電節(jié)電器、智能教室、宿舍、辦公室、智能樓宇、可視化和信息通信網(wǎng)絡(luò)共 9 個(gè)應(yīng)用子項(xiàng)和 1 個(gè)綜合應(yīng)用系統(tǒng)即智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，并將最終打造一個(gè)適用于我國智慧能源的管理與發(fā)展的綜合應(yīng)用及可視化系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)包括電能、熱能、風(fēng)能、太陽能的能源采集、監(jiān)控與校園管理，同時(shí)作為開放平臺(tái)，面向校園管理者和校園師生、商戶等服務(wù)對(duì)象，為綠色校園提供多樣化服務(wù)。上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 14 頁圖 1 閔行校區(qū)智能校園建設(shè)框架在閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)中，智能電網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器、電力電子等高新技術(shù)，將大力推動(dòng)信息通信、能源、新材料等高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)革命，有利于提升上海智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)的核心競爭力；采用高可靠智能設(shè)備、配電自動(dòng)化、快速預(yù)警及自愈等供電技術(shù)，將大幅度提高供電安全可靠性和電能質(zhì)量，供電上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 15 頁可靠率可達(dá) 99.99%的國際先進(jìn)水平，保障校園內(nèi)的師生安全用電；采用節(jié)能設(shè)備、樓宇綜合能效管理及優(yōu)化運(yùn)行、清潔能源使用等技術(shù)，提高上海交通大學(xué)閔行校區(qū)能源綜合利用效率，有效降低溫室氣體排放，將有力推動(dòng)上海地區(qū)乃至全國高校先進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的推廣應(yīng)用。3 現(xiàn)狀分析信息化是全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢，也是校園提升用能效能和率先實(shí)現(xiàn)智慧校園的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，在學(xué)校多年的發(fā)展中，信息化建設(shè)長期處于被忽視的地位，信息化水平與學(xué)校發(fā)展水平并不一致，與學(xué)校的發(fā)展要求與定位也不相適應(yīng)。1）信息化配套設(shè)施及服務(wù)不夠完善校園配套設(shè)施建設(shè)一直聚焦于樓宇建設(shè)、交通、供水、供電、路燈、充電樁、排污等基礎(chǔ)設(shè)施，近年來信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)正逐漸受到校園管理機(jī)構(gòu)、在校師生的重視，但由于校園信息化建設(shè)起步晚、時(shí)間短，信息化配套設(shè)施及服務(wù)還不夠完善。2）信息資源整合利用工作嚴(yán)重滯后目前校內(nèi)各個(gè)部門都在積極開展信息化建設(shè)，信息化工作也有了一定的基礎(chǔ)。但由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和指導(dǎo)，各個(gè)部門過分強(qiáng)調(diào)自身的特殊性，條塊分割現(xiàn)象嚴(yán)重，突出表現(xiàn)為一些縱向信息網(wǎng)絡(luò)自成體系，業(yè)務(wù)系統(tǒng)封閉運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通等，形成了許許多多“ 信息孤島 ”，難以實(shí)現(xiàn)信息資源共享。特別是在一些“金”字項(xiàng)目單位，上、下信息交流暢通，但與其他處室之間的橫向信息交流上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 16 頁共享困難。3）校園綜合管理缺乏智能化手段目前校園城市綜合管理的內(nèi)容對(duì)于校園的組成部件、運(yùn)行狀態(tài)的信息采集、管理功能偏少，僅有的部件管理也集中在地上設(shè)施，而供氣、供水、供熱、弱電管網(wǎng)等地下基礎(chǔ)設(shè)施的信息采集功能匱乏。造成以上狀況的原因是因?yàn)槟壳靶@綜合管理缺乏智能化手段，以人工巡查為主，部件、事件發(fā)生變化無法實(shí)現(xiàn)與校園管理機(jī)構(gòu)的及時(shí)自動(dòng)通信，管理缺乏智能性、主動(dòng)性，綜合管理中的問題上傳、處理分配、結(jié)果反饋等各個(gè)環(huán)節(jié)都缺乏自動(dòng)化處理手段，同時(shí)綜合管理的應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化程度較低。校園管理智能化技術(shù)及智能化手段的缺乏，使得設(shè)施靜態(tài)管理、動(dòng)態(tài)運(yùn)行監(jiān)控、智能化運(yùn)行維護(hù)、自動(dòng)應(yīng)急指揮處置等綜合管理能力嚴(yán)重低下。4）節(jié)能環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用匱乏在節(jié)能減排方面，用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是改造重點(diǎn)用能行業(yè)的廣度和深度不高。對(duì)于學(xué)校在校師生，信息技術(shù)主要被應(yīng)用于管理環(huán)節(jié)，例如集中建設(shè)的 OA、ERP 等信息系統(tǒng)，而利用信息技術(shù)對(duì)生產(chǎn)全程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控，將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，滲透到工具、工藝、流程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理全流程的“ 泛在感知 ”，最大限度地降低各種資源消耗的例子明顯偏少；比如利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路燈根據(jù)天氣狀況自動(dòng)開啟關(guān)閉的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是應(yīng)用少見。新技術(shù)應(yīng)用在促進(jìn)節(jié)能減排方面的巨大上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 17 頁潛力還沒有得到充分發(fā)揮。4 智慧能源技術(shù)方案智慧能源結(jié)合利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)全面感知并整合城市的運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)建了閔行校區(qū)市的信息基礎(chǔ)，有力地支撐了智慧校園的發(fā)展。智慧能源的重點(diǎn)在于“智慧” ：它通過信息技術(shù)和各類資源的整合，為智慧校園打造一個(gè)整體的強(qiáng)勢品牌。一方面加強(qiáng)校園內(nèi)部的互動(dòng)溝通和校園后勤部門的管理能力；另一方面充分降低學(xué)校運(yùn)營成本，提高工作效率，加強(qiáng)各類校園創(chuàng)新、服務(wù)和管理能力。4.1 總體方案設(shè)計(jì)本方案按照服務(wù)低碳智慧校園、保障校內(nèi)電網(wǎng)高效可靠運(yùn)行的思路進(jìn)行總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，以校園光纖通信網(wǎng)作為信息傳輸支撐，以安全可靠的配電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)為核心，集成分布式電源、校園配電自動(dòng)化、用電信息采集、智能教室、宿舍、辦公室、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、智能樓宇、節(jié)電器應(yīng)用示范、校園綜合能效管理、可視化平臺(tái)、綜合網(wǎng)管等功能應(yīng)用，服務(wù)學(xué)校后勤部門、師生用戶和商戶等對(duì)象，最終實(shí)現(xiàn)智慧能源的信息監(jiān)控業(yè)務(wù)管理，以及動(dòng)態(tài)、靈活、直觀和多維的可視化展示。上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 18 頁閔行校區(qū)智慧能源的總體建設(shè)思路可以歸納如下：（1）3 大技術(shù)層級(jí)：以“智慧校園” 為模型，主要由設(shè)備感知層、網(wǎng)絡(luò)層、監(jiān)控管理層 3 個(gè)層級(jí)構(gòu)成。（2）一張通信網(wǎng)絡(luò)：在智慧能源建設(shè)一張光纖寬帶接入網(wǎng)，支撐三網(wǎng)融合及所有業(yè)務(wù)應(yīng)用。（3）1 個(gè)信息平臺(tái)： 建設(shè)統(tǒng)一的智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)。（4）9 大重點(diǎn)應(yīng)用：校園配電自動(dòng)化、用電信息采集、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、分布式電源、配電系統(tǒng)節(jié)電器、智能教室、宿舍、辦公室、智能樓宇、可視化和信息通信網(wǎng)絡(luò)。4.2 智慧能源層級(jí)結(jié)構(gòu)“智慧能源”的頂層設(shè)計(jì)的制定將決定規(guī)劃的高度和邊界。智慧能源以“智慧校園 ”為模型，構(gòu)建智慧能源的總體架構(gòu)，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、監(jiān)控管理層 3 個(gè)層級(jí)構(gòu)。上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 19 頁圖 2 智慧能源整體結(jié)構(gòu)圖1）設(shè)備層設(shè)備層涵蓋校園所有的智能化設(shè)備，主要由充電樁、分布式電源、智能教室、宿舍、辦公室、智能電表、智能水表、智能氣表、智能配電終端、智能動(dòng)環(huán)設(shè)備、安防設(shè)備和智能采集終端組成。智能采集終端負(fù)責(zé)上述智能化設(shè)備的的數(shù)據(jù)雙向互動(dòng)。2）通信層是基于 EPON 技術(shù)的電力光纖網(wǎng)。 EPON 是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)側(cè)的光線路局端（OLT）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成。3）監(jiān)控管理層上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 20 頁監(jiān)控管理層主要建設(shè)智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)，是集數(shù)據(jù)采集、SCADA、配電自動(dòng)化應(yīng)用、分布式電源監(jiān)控管理應(yīng)用、充電樁監(jiān)控管理應(yīng)用、用電信息采集應(yīng)用、智能教室、宿舍、辦公室監(jiān)控管理應(yīng)用、校園綜合網(wǎng)管應(yīng)用、智能樓宇管理應(yīng)用和校園能效管理應(yīng)用于一體的大型應(yīng)用系統(tǒng)。4.3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)綜合、統(tǒng)一、互聯(lián)的校園信息監(jiān)控和管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息的有效、科學(xué)處理，涵蓋智慧能源各個(gè)領(lǐng)域的綜合、融合應(yīng)用。智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)全部搭建在信息中心機(jī)房內(nèi)。上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 21 頁4.3.1 硬件架構(gòu)圖 3 智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)物理架構(gòu)圖智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式的物理架構(gòu)，主要分為兩個(gè)區(qū)域：主運(yùn)行區(qū)和配電專區(qū)。4.3.1.1 主運(yùn)行區(qū)主運(yùn)行區(qū)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、應(yīng)用功能服務(wù)器組、數(shù)據(jù)通信和采集、人機(jī)交互和 WEB 發(fā)布。1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)段均采用冗余交換式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，單網(wǎng)故障或單點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)故障不影響上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 22 頁系統(tǒng)運(yùn)行功能。2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器數(shù)據(jù)處理與存貯由兩臺(tái) Unix 服務(wù)器組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器一方面要運(yùn)行商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)以及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的管理職能；另一方面要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)檢索、雙服務(wù)器之間數(shù)據(jù)同步功能。兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器采用主備熱備用工作機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)自動(dòng)/手動(dòng)切換，在切換過程中保證數(shù)據(jù)不丟失。3）應(yīng)用功能服務(wù)器組應(yīng)用功能服務(wù)器組用來運(yùn)行配電自動(dòng)化應(yīng)用、分布式電源監(jiān)控管理應(yīng)用、充電樁監(jiān)控管理應(yīng)用、用電信息采集應(yīng)用、智能教室、宿舍、辦公室監(jiān)控管理應(yīng)用、校園綜合網(wǎng)管應(yīng)用和校園能效管理應(yīng)用。為了可靠、安全和高效地運(yùn)行上述應(yīng)用，建議一個(gè)服務(wù)器只部署一個(gè)應(yīng)用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將應(yīng)用功能服務(wù)器組設(shè)計(jì)成了應(yīng)用云，當(dāng)應(yīng)用功能服務(wù)器組中的某個(gè)應(yīng)用服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，該應(yīng)用會(huì)自動(dòng)遷移到其他應(yīng)用服務(wù)器上，做到了業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)可伸縮擴(kuò)展，提高了系統(tǒng)的安全性和健壯性。4）數(shù)據(jù)通信和采集數(shù)據(jù)通信與采集是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源與控制通道，其組成包括數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、通信設(shè)備等。5）人機(jī)交互人機(jī)界面交互由相關(guān)的人機(jī)工作站組成，人機(jī)工作站選用主流上海閔行校區(qū)智慧能源建設(shè)方案第 23 頁圖形工作站，并具有多媒體功能。人機(jī)工作站可以根據(jù)業(yè)務(wù)劃分，也可以組合使用。6）WEB 發(fā)布WEB 發(fā)布主要是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和一些管理信息通過WEB 的方式對(duì)外發(fā)布。通過一個(gè)防火墻裝置將 WEB 服務(wù)器信息外網(wǎng)隔離。4.3.1.2 配電專區(qū)上海交通大學(xué)閔行校區(qū)中的配電自動(dòng)化應(yīng)用屬于電力安全 I 區(qū)，對(duì)數(shù)據(jù)安全有非常高的要求。智慧能源綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)將配電自動(dòng)化應(yīng)用通過一個(gè)物理隔離裝置和系統(tǒng)主運(yùn)行區(qū)隔開。保證了配電自動(dòng)化信息