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，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 [2008]530 號《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[2008]58 號《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[2007]42 號《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 級和 2 級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、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：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