解读四份零碳园区建设方案

2022-12-14 110 次浏览零碳园区精华
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碳通通 · 脱水解读

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这份《零碳智慧园区数字化建设方案》共55页,从建设背景、驾驶舱设计、体系结构、功能体系、解决方案到核心优势,完整呈现了一条园区零碳数字化的落地路径。方案里既有LoRa低功耗广域网、数字孪生、机器人巡检这些技术手段,也有三级管理架构、能耗模型、服务流程标准化等管理安排。对园区管理者来说,方案如何把“透视、倾听、思考、交流、自律”五层能力落到具体系统上,是本解读要重点回答的问题。

核心判断

  • 方案提出园区要具备透视、倾听、思考、交流、自律五层数字化能力,最终走向无人化。
  • 数字运营中心把数字孪生、智慧物业、无人值守、机器人服务四类能力集中到一个驾驶舱。
  • 能耗管理按三级架构展开,管理层、技术应用层、技术底层各有明确职责划分。
  • 低功耗广域网LoRa是方案的基础通信技术,网关可挂载采集终端多达2000个。
  • 能源监测系统实施分现场调研、监测布点、项目实施、数据运营、节能改造五步推进。

脱水解读

园区数字化的五层能力目标

方案把数字化智慧园区的目标拆成五层能力:能“透视”的建筑,即一个平台所见即所得,监视建筑物各个角落;能“倾听”的建筑,接收各子系统与室内外的智能传感参数;能“思考”的建筑,根据实时参数和物理特性形成自动运行策略。

再往上是能“交流”的建筑,按下发策略反馈执行情况;能“自律”的建筑,摆脱人为操作控制,吸收人的智慧逐渐无人化。这五层能力从感知、分析、决策到执行、自驱逐级递进,构成了园区数字化的完整能力阶梯,也对应大数据中心、智慧照明、智慧办公、环境监控、能耗管理、门禁、访客、智慧停车等具体系统。

数字化驾驶舱的四个支点

数字运营中心是驾驶舱的核心载体,方案列出四个支点。数字孪生实现所见即所得,无死角全局掌控园区所有供能、用能运行状态;智慧物业汇集园区所有物业运营管理数据,集中监控、集中管理、集中调度人、物及服务。

无人值守让暖通机房、变配电室等实现无人值守,运维专家办公地址移到运营中心;机器人服务则由机器人完成安保、巡检等工作。方案还给出三个智慧运维场景:暖通系统自适应预调节、会议室智能联动控制、平台加机器人完成一次自动巡检。以自动巡检场景为例,平台8:00自诊断、8:10机器人巡检、8:20一键开机、8:30至9:30末端机器人巡检,形成从诊断到执行的闭环。

三级管理架构与能耗模型

零碳智慧园区管理平台采用三级管理架构。管理层负责了解能耗去向、评估节能潜力、检验节能效果,把节能任务分解到专业责任人,并在集团层面横向对比、科学制定项目节能目标;技术应用层为节能设计提供评估手段、积累重要参数,为配电容量设计提供可靠证据,为节能运行提供检验手段,并做错峰管理和设备调度;技术底层承担分户计量收费、远程抄表、自动记录加报表打印、多功能电表与配电参数监控。

将建筑总能耗分解到不同的用户和不同的系统,给出分户、分项能耗,为节能管理提供数据基础

,这正对应方案给出的能耗模型:总能耗下分耗电量、耗气量、耗水量、集中供热量、集中供冷量、其它能耗,其中耗电量再细分为照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电。

智慧运维的四个功能特点

方案用四个特点概括平台功能。设备监测及安全管理针对变频器、中央空调、车船设备等进行管理,实现关键设备故障报警、设备参数实时监测和设备故障分析;实时管理工具提供分项计量、节能管理、定时管理、故障预警、运营管理和APP加管理系统,降低人工及能耗成本。

专家节能分析帮助透视企业能源结构、分析企业用能习惯、优化能源运营方案、推演管理节能空间,并自动检测能耗详情;多维度数据挖掘以能耗数据为核心,叠加时间位置、环境参数、经营数据,面向设备厂家、能耗企业、第三方评级机构、金融机构和政府机构等对象。四个特点从设备安全、运营效率、专家分析到数据挖掘逐层加深,把能耗数据变成可操作的节能手段。

LoRa低功耗广域网解决方案

方案选择低功耗广域网络LPWAN作为物联网通信基础,其功耗低、覆盖范围广、穿透性强,适用于传感器节点定期发送和少量接收数据的场景,如能源管理、设备监测、管网监测、停车位监测。其中LoRa技术是关键,户外可视距离传输高达20公里,关键特性包括164dB链路预算、距离大于15公里,易组网且投资成本较少,节点模块电池寿命长达10年,免牌照频段使建设和运营成本低。

基于LoRa的无线抄表系统免布线、安装方便,一个网关或路由器可挂载的采集终端多达2000个,并采用星型网络结构。方案还列出石化安全监测、智慧农业、路灯节能管理等延伸场景,说明该通信底座可以复用到多种园区业务。

能源监测系统实施五步法

方案把能源监测系统实施拆成五步:现场调研、监测布点、项目实施、数据运营、节能改造。现场调研覆盖项目基本信息、能耗结构、能耗设备信息、施工现场、文件信息,并书写调研报告;监测布点阶段完成初步方案设计、报价及项目合同、施工方案设计。

项目实施包括施工准备、现场施工、项目调试、验收和客户培训,培训目标是使参训人员熟悉系统构成和原理、能熟练操作系统并排除常见故障。数据运营做数据采集及存储、建筑情况分析、能耗数据挖掘、能耗漏洞分析;节能改造则串联能源审计、节能诊断、项目设计、项目融资、设备采购施工安装调试、运行保养、节能效果验证等环节。五步法把一次性的工程交付延伸为持续的数据运营和节能服务。

核心优势与服务保障

方案的核心优势建立在能源在线监测的服务体系上,包含数据基础服务(能耗数据报告、初步数据分析、软件使用培训)、管理支持服务(能耗对比、能效评估、节能潜力评估)、技术支持服务(节能咨询、节能诊断、操作规程制定)和节能改造服务(改造方案设计、改造工程、合同能源管理)。

系统建设遵循《能源管理体系要求》GB/T23331、《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167、《企业能源审计技术通则》GB/T17166等规范。市场竞争方面,方案以物联网自动采集对比手工抄表、能耗分析预测对比依据经验、高性价比对比高成本,技术优势概括为AES128加HDFS加Echarts、SaaS、模块化。服务流程标准化覆盖施工准备、施工阶段、调试阶段、验收阶段、售后服务,并明确技术支持、本地服务、定期回访和免费升级。

图说解读

园区数字化五层能力阶梯

方案用五个动词描述园区建筑的数字化能力,从“透视”到“自律”逐级递进。前两层解决看得见、听得见的问题,中间两层解决会判断、能反馈的问题,最后一层指向无人化运营。这五层能力不是并列关系,而是从感知到自驱的递进关系,园区数字化建设可以按这个顺序检查自身处在哪一级。

透视:一平台所见即所得
倾听:接收传感参数
思考:形成自动运行策略
交流:反馈执行情况
自律:逐渐无人化
从透视到自律的五层能力
碳通通

数字运营中心四类支撑能力

数字运营中心不是一块大屏,而是四类能力的集合。数字孪生负责全局可视,智慧物业负责人财物调度,无人值守把运维专家集中到运营中心,机器人服务替代重复性安保巡检。四类能力共同支撑“智慧物业”管理模式,方案提到园区新旧设备完全接入数字化平台,部分实现无人值守。

数字孪生
所见即所得,全局掌控供能用能
智慧物业
集中监控管理调度人、物及服务
无人值守
暖通机房、变配电室无人值守
机器人服务
安保、巡检由机器人完成
驾驶舱的四类支撑
碳通通

一次自动巡检的时间线

方案用一条时间线展示平台与机器人如何配合完成自动巡检。8:00平台先自诊断,发现异常即报警并指令机器人到指定位置辅助确认;8:10机器人用红外摄像头、声音识别、漏水监测、振动检测、气体检测等工具探测机房各区域;8:20确认无异常后执行一键开机;8:30至9:30机器人继续检测管廊管道、消防通风井漏水、阀门生锈等情况。整个过程把人工巡检拆成了机器可执行的标准动作。

8:00
平台自诊断机房设备与传感器
8:10
机器人红外、声音、漏水等巡检
8:20
确认无异常后自动一键开机
8:30至9:30
末端机器人巡检管廊与消防通风井
平台加机器人的巡检闭环
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三级管理架构职责分层

三级管理架构把园区能耗管理分成决策、应用、采集三层。管理层关心能耗去向和节能目标,技术应用层关心设计和运行中的参数依据,技术底层负责把表计和传感器的数据收上来。方案对每一层都列了具体职责,比如管理层要把节能任务分解到项目公司,技术应用层要根据需求制定设备调度策略,技术底层承担分户计量收费、远程抄表和自动记录加报表打印。

管理层
评估节能潜力、分解节能任务、横向对比定目标
技术应用层
为节能设计和配电容量设计提供依据,做错峰调度
技术底层
分户计量收费、远程抄表、配电参数监控
管理层、技术应用层与技术底层
碳通通

总能耗的逐级拆解

能耗模型是平台做分项分析的基础。方案把总能耗拆成耗电量、耗气量、耗水量、集中供热量、集中供冷量、其它能耗六类,再把耗电量细分为照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电。继续往下,照明插座还可分走廊应急、室外照明等,空调用电可落到冷水机组、冷冻泵、冷却塔、风机盘管、新风机等设备。拆得越细,节能改造越容易找到落脚点。

总能耗耗电量耗气量耗水量集中供热量集中供冷量其它能耗照明插座用电空调用电动力用电特殊用电
总能耗→耗电量
总能耗→耗气量
总能耗→耗水量
总能耗→集中供热量
总能耗→集中供冷量
总能耗→其它能耗
耗电量→照明插座用电
耗电量→空调用电
耗电量→动力用电
耗电量→特殊用电
从总能耗到分项用电
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LoRa无线抄表的四项优势

方案在无线抄表场景里对比了LoRa方式与传统方式。LoRa免布线、安装方便,避免高额施工成本;独特的扩频技术避免同频干扰,传输距离远;选用全免费开放频段,性能稳定且无需支付高昂通讯费用;星型网络结构组网方便易扩展,一个网关或路由器可挂载的采集终端多达2000个。这些特性使LoRa适合园区里表计分散、布线困难的场景。

免布线,安装方便
布线施工成本高
扩频技术避免同频干扰
易受同频干扰
全免费开放频段
需支付通讯费用
一个网关挂载2000个终端
组网扩展受限
LoRa方案与传统布线方式
碳通通

能源监测系统实施五步推进

方案把能源监测系统实施分成五个前后衔接的步骤。现场调研获取项目基本信息、能耗结构、设备信息和施工现场情况;监测布点完成初步方案设计、报价合同和施工方案;项目实施做施工准备、现场施工、调试、验收和客户培训;数据运营负责数据采集存储、建筑情况分析、数据挖掘和能耗漏洞分析;节能改造再对接能源审计、节能诊断、项目设计和效果验证。五步之间不是简单串行,数据运营会持续为节能改造提供依据。

现场调研
监测布点
项目实施
数据运营
节能改造
从调研到节能改造的实施路径
碳通通

多维数据挖掘的三类对象

方案把多维度数据挖掘分成设备、企业、行业三层。设备分析面向设备厂家和能耗企业,做故障分析和运行分析;企业分析面向能耗企业、第三方评级机构和金融机构,做经营分析和征信分析;行业分析面向政府机构和咨询公司,做行业能耗指标和趋势分析。三层分析共用同一套能耗、时间位置、环境参数和经营数据,数据来源相同但服务对象不同,决定了分析口径和输出形式也不同。

设备分析
设备故障分析、设备运行分析
企业分析
企业经营分析、企业征信分析
行业分析
行业能耗指标分析、行业趋势分析
设备、企业、行业三层分析
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
链路预算164dB第38页
户外可视传输距离20公里第38页
链路有效距离大于15公里第38页
节点模块电池寿命10年第38页
单网关可挂载采集终端2000个第41页
LoRa低功耗广域网关键特性

这组数据说明LoRa作为园区物联网底座的覆盖能力和带载能力。164dB链路预算和大于15公里的有效距离,意味着园区内分散的表计和传感器不需要密集布设网关;节点模块电池寿命长达10年,降低了更换维护频次;一个网关或路由器可挂载的采集终端多达2000个,则决定了单点投资可以覆盖较大规模的末端设备。方案正是基于这些特性,把LoRa用于无线抄表、石化安全监测、智慧农业和路灯节能管理等场景。

指标数值单位出处
每吨水耗电现状26.7度第30页
每吨水耗电可优化至17度第30页
优化后每天可节省150元第30页
人员配置优化幅度30%第23页
管理效率提升幅度25%第23页
设备寿命延长幅度20%第23页
能源消耗下降幅度8%第23页
节能运行中的量化改善空间

方案在多处给出了可量化的收益。热水设备监测场景中,每吨水耗电26.7度,可优化至每吨耗电17度,每天可节省150元,这是通过长期监测设备能耗和变化趋势、寻找用能规律得到的配置优化空间。方案在收益点部分还列出人员配置优化30%、管理效率提升25%、设备寿命延长20%、能源消耗下降8%。这些数字来自方案给出的案例和收益测算,反映的是节能运营管理可能带来的改善方向,具体项目落地时仍需结合自身设备与用能特征核算。

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无锡星洲工业园低碳园区规划方案

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资兴市低碳产业园区建设总体规划方案

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智慧双碳园区建设方案-2022-55页

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零碳智慧园区数字化建设方案-56页

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