数据中心能耗管理系统建设实施方案项目.docx

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数据中心能耗管理系统建设实施方案项目

能耗管理系统方案

北京盈泽世纪科技发展有限公司

2012年5月--

一，概述

近年来，随着企业能耗的急剧增加和电价的日益上涨，期望节约营维成本的管理人员，正越来越关注能源的成本问题。

在不可再生能源日益稀缺和成本日益上升的今天，要求我们应采取必要的技术措施和管理手段，来建立具有“增容不增耗”的节能降耗型“绿色企业”

CSS8800就是本公司为企业能耗监测问题提供的管理利器，本系统正对机房的IT设备、空调设备、照明设备、电源等系统的用电情况进行实时监测，对设备耗电情况进行精细化统计和分析，定时生成多种数据报表，提供节能改造的建议，并对各种节能措施的节能效果进行评测，通过分析得到不同条件下最优的节能措施和解决方法。

1.1对能源消耗管理的理解

根据我们的理解，企业能源消耗管理的工作目标可以分为4个方面：

能源消耗统计、能源消耗分析、能源消耗测评、能源消耗预测，其核心是能源消耗计量。

测量是把握现状的前提，只有有准确、全面、及时的测量，才能计算单位能耗、费用和节能效果。

随着各企业自动化和信息化建设的开展，很多企业逐步装配了大量的自动计量仪表，并在此基础上建立了DCS系统、MES系统等，为企业能源消耗管理提供了基础。

部分自动化仪表设备少的企业也已经将改造计量装置、信息系统建设等内容纳入了未来几年的规划。

1.2能源消耗管理整体思路

伴随企业的迅速发展，节能降耗作为企业一个重要工作内容，管理单位面临的既是机遇也是挑战，一方面急剧扩张的公司节能需求为自身的发展壮大提供了广阔的发展空间，另一方面严格、持续的节能目标必将带来管理和优化复杂程度的迅速提高。

效率是企业的生命，如何提高工作效率也是摆在企业面前的头等大事情，通过不断的实践，信息化，自动化以其迅速、快捷、稳定、可靠的应用特征可以很好的满足能源管理的需求。

能源消耗管理是一个持续的过程，包括能源管理计划、能源管理计划和改进措施实施、改进结果检查、进一步改善等环节。

每一环节是下一环节的前提条件，各个环节循环前进，推动企业能源管理工作不断优化和提升。

我们期望通过一种思想，建立一个能源管理的服务平台，在此平台上运用信息化的强大优势，利用各种先进的技术成果，建立一个能源管理体系，长期的、持久的为企业的能源管理服务。

具体来说，在逻辑维上实现战略管理、科技管理、过程管理和文化管理。

在空间维上实现能耗数据采集、能耗指标管理和能耗分析预测。

在时间维上实现规划、设计、实施、监控和提升。

二，解决方案

能源消耗管理系统实现对能源的自动测量、采集、记录、汇总、分析和监控实际能耗数据，并于目标对比。

而且要具备必要的分析和展现工具，包括模拟和优化等现代技术。

作为一个完整的能源管理系统，其目标可以确定为以下4个：

●建立能耗指标体系

能耗指标体系的建立包括能耗装置维护、能耗考核单元维护、能耗指标维护、能耗计算函数维护、能耗计划下达等。

能耗指标体系的建立是后续各项管理目标实现的基础。

●建立能耗数据库

通过各种方式获取能耗数据形成企业能耗数据库，包括从DCS系统获取数据、从MES系统获取数据，对于部分无法自动采集或获取的数据采用手工方式补充录入。

能耗数据库的建立是后续统计分析的数据来源。

●能源消耗分析

在前两步的基础上，对能耗单元的实际执行状况进行统计分析，了解能耗实际执行情况，比较各能耗考核单元的优劣。

●能源消耗预测

在掌握能源消耗大量数据的基础上，逐步建立能源消耗模型，分析能耗发展趋势，动态预测能源消耗数据，并对改造提供建议。

能耗监控系统方案的指导思路是在建立一个能源消耗体系的基础上、通过设置下达能耗指标，采集能耗数据，进行统计分析，以实时准确获取能源消耗状况、评估能源消耗趋势，进而为正确评估能源消耗水平，持续进行能耗改进提供数据信息支持。

此思路对应的流程图如下所示：

三，系统功能

在功能设计中采用了目前最先进的面向服务架构（SOA），系统平台是由一些松耦合并且具有统一接口定义方式的服务（Service）模块构建起来的，如下图所示。

目前已经实现的功能包括以下几个模块（用户可以根据自己的需求任意定制）：

3.1能效指标

为了使节能减排达到非常好效果，平台需要定义一些关键能效指标。

生产相关指标：

★每端口的耗电量

★每设备的耗电量

★每万元的耗电量

……

办公相关指标：

★中央空调每平米每人耗电量

★照明每平米每人耗电量

……

3.2用电预算管理

根据设备的总电流和总电压，预算出设备的能耗。

根据温度、面积、建筑结构等因素预算出空调的能耗，进而得到某局站的总预算能耗。

有了合理的预算就可以解决财务在做年初预算时没有参考数据的难题，并可以通过预算能耗和实际能耗的比对初步找到用电不合理的地方，为能耗高的地方实施节能措施提供的数据依据。

3.3预算变更管理

为了保证在设备增加之前就预先知道设备的大概能效，并及时跟踪设备变化导致的企业预算、能效变化，在增加设备之前，需先填写变更申请单，系统根据申请单内容，并根据系统中标准的预算公式、能效公式自动计算出该设备的预算变化和能效系数，如果计算结果符合运营商制定标准，该申请单审批通过，然后由施工人员到现场实施。

3.4电费的预决算和电子帐簿

将企业的电费通过自动抽取或人工登录方式保存到系统中，一方面可以查看每月的实际电费，及时发现电费变化趋势过大，另一方面也可以为能效评估及能效指标提供基础财务类数据。

3.5能耗监控管理

为了保证一天之内能耗正常，因此要及时跟踪用电情况，安装无线抄表或GPRS（CDMA）抄表系统，通过无线抄表技术或GPRS（CDMA）技术得到企业每小时/天的用电情况，进而可以监控企业的能耗情况，及时发现用电异常的地方，另外可以为能效评估及能效指标提供基础数据。

3.6预警管理

为加强通信电源系统容量预警的管理，确保通信电源系统配置科学合理，避免由于电源系统容量受限对业务发展造成不良影响，通信电源监测预警子系统可以及时发现和排除电源的隐患,弥补现有通信电源监控系统的不足,确保系统安全稳定运行。

目前已实现功能：

1、UPS实时预警管理

2、开关电源实时预警管理

3、变压器、油机、蓄电池、空调定期预警管理

4、对严重超额用电（超出预算10%）的部门提供红色预警功能，并将预警信息通过短信方式发给该部门的主管领导；

a）系统可以提供详尽的数据辅助领导对超额用电情况进行分析，发现用电的问题，如某部门6月份的电费超出预算，我们系统可以分析出原因是6月份罚款较多，总的用电电费是6万多，电力公司罚款6千多，占了10%，导致该部门6月份电费严重超标，如下图所示：

3.7能效评估

能效评估是节能工作中的一个关键环节，根据粗略的估算，通信设备的功耗每下降1kw，配套通信电源系统和机房空调设备的建设投资费用可减少约2万元，其相关的运行和维护成本中仅电费一项一年就可节约1.5万元。

为了简单明了的表现能效评估的结果，需要将能效数据标准化、量化。

由于各种类型局站的设备不同，例如基站和模块局包含的设备差别就很大，因此需要按局站类型分别制定标准的能效系数和能效计算公式。

制定标准要以业界标准为依据。

系统根据标准能效系数计算公式，分别计算出各种局站的实际能效系数，并和标准能效系数对比，找出能效不合理的局站，并以图表方式直观展现。

3.8节能减排知识库

及时收集节能减排方面的各类信息，通过知识库将这些信息变为企业及其下属员工宝贵的知识财富。

主要包含以下知识：

1、节能措施知识库，汇总了针对各种类型的建筑、通信设备、动力设备，目前一些企业已经采用的卓有成效的节能措施以及江苏省建筑设计院建筑节能方面的知识。

系统提供类似google的查询检索功能。

2、企业节能小贴士，包含了国家和一些企业提出的节能宣传口号、建议等知识。

3、节能减排知识题库，汇总了一些政府部门和企业的节能减排活动信息和上述1、2两方面的知识，针对企业的特点，为实现全员关注节能的环境，生成了包括日常部门小测验、企业/国家组织的有奖知识竞赛等方面的关于节能减排的题库。

3.9GPRS远程抄表系统

利用GPRS平台传输远程抄表数据的能耗采集系统。

有功电度表的运行数据由电度表通过RS232或RS485接口与GPRS抄表终端连接。

GPRS抄表终端对电度表的电量运行数据进行采集、存储，同时将数据经过协议封装后发送到GPRS数据网络，通过GPRS数据网络传至抄收主站。

当GPRS网络故障时或该地区没有GPRS网络覆盖，GPRS抄表终端可以自动切换至短信方式传输数据。

GPRS抄表终端实现对电度表运行数据的采集、存储及预处理，并将数据实时传送给主站系统。

主站系统服务器申请配置固定IP地址，采用DDN专线与GPRS网络相连，主站服务器接收到GPRS网络传来的数据后，先进行AAA认证，再传送到主站计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，主站计算机主机可进行业务管理和计费管理，并对异常情况告警等。

3.10设备管理

可以通过客户端对前端设备进行远程控制，包括一些照明设备的关闭和运行状况，空调的启停控制等。

四，系统特点

本系统设计遵循了以下原则：

4.1统一性原则

系统考虑统一应用范围内不同地区、不同类别的各种业务，以保证系统使用范围内业务管理的统一性、完整性，统一标准，统一规范。

4.2实用性和可操作性原则

系统设计符合现有炼化企业的实际情况，同时考虑了组织、文化及变革力度，保证系统的可操作性。

4.3开放性和灵活性原则

系统设计坚持模块化开放设计，以便于差异性业务或不同业务的灵活组合；此外还要考虑为其它系统提供公共、开放、统一性的系统接口。

目前系统考虑了多种数据采集方式，且有多种接口方式的实践经验，为开放性和灵活性提供了保障。

4.4经济性原则

系统设计应考虑对现有系统投资的保护问题，注重系统建设的经济性。

系统最大限度的利用现有的资源，不重复投资。

4.5先进性原则

系统设计具有一定的先进性，支持组织机构的变革、业务环节的控制与跨系统的集成。