高等學(xué)校節能監控平臺的建設與創(chuàng )新研究

摘要：高校節能監控平臺，主要是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現對水、電、氣等高耗能設備進(jìn)行計量和控制，為高校能耗的分析，能源流向，節能目標提供有力的數據支撐。高效節能監控平臺主要包括能耗監測系統、照明節能控制系統、空調節能控制系統、水監管系統等子系統。通過(guò)建設和利用高校節能監控平臺對提高高校后勤能源管理水平，減少資源能源的浪費，提升能源利用率具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：節能 能耗管理 遠程監控

1 引言

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對資源能源的消耗也在不斷增長(cháng)，高校作為社會(huì )的重要組成，對能源的消耗越來(lái)越多，尤其是伴隨著(zhù)近幾年高?？焖侔l(fā)展期，學(xué)校規模越來(lái)越大，教學(xué)、科研、生活等所需的能耗設備不斷增加。目前，大部門(mén)高校的能源管理，存在大量的計量表具缺失和不準確，能源浪費現象較為嚴重，具有較大的節能空間。例如公共教學(xué)樓、圖書(shū)館、辦公樓等場(chǎng)所存在著(zhù)不同程度的用電浪費現象。在管理方面，由于技術(shù)原因，計量表具無(wú)法實(shí)現智能抄取，需要人工抄取，實(shí)時(shí)性差，準確性低，所以能源管理若想實(shí)現高效、直觀(guān)、便捷的管理方式，建設一套高效的現代化高校節能監控系統勢在必行。

2 平臺架構模式

節能監控平臺系統融合了高校節能管理理念和軟件分析技術(shù)、監測計量和正確控制技術(shù)。對能源使用以及對節能方面量的正確認定，可以向管理人員提供有價(jià)值的設備運行反饋意見(jiàn)，可以使他們優(yōu)化耗能設備的管理，已到達到更好的節能水平，增加節能效果持續性，減少節能效果的可變性。系統采用 B/S 框架結構，使用 WEB 瀏覽，并開(kāi)放平臺建設，子系統嵌入等先進(jìn)技術(shù)，因此，該系統具有很強的未來(lái)擴展性和兼容性。能耗監控平臺系統的主要功能包括能耗監測和節能控制。能耗監測主要是利用現在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和檢測技術(shù)對水、電、氣數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲、分析和展示，實(shí)現對用能樓宇，用能部門(mén)能耗情況實(shí)時(shí)監控，系統深入對數據分析，為能源管理提供基礎數據、數據分析、節能方案等功能。節能控制功能的實(shí)現是以能耗監測采集數據為基礎，對其數據進(jìn)行分析，結合用電設備特點(diǎn)，制定合理的自動(dòng)控制策略，或并利用自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)對能耗設備進(jìn)行節能自控或遠程控制，從而避免能源浪費現象。

平臺功能實(shí)現主要包括三層結構，即數據采集層、數據存儲分析層、數據展示層，可以兼容當前的常用的各種通信規約，如：Mod-bus、DLT645、M-bus 等。水表、電表、照明       控制設備等通過(guò) RS485 線(xiàn)上傳至數據網(wǎng)管，數據網(wǎng)關(guān)再通過(guò)校園網(wǎng)或局域網(wǎng)將數據上傳至數據存儲服務(wù)器和系統平臺服務(wù)器，系統的平臺服務(wù)器將數據進(jìn)行深度分析和處理，*后將數據以曲線(xiàn)圖或柱狀圖等形式，更加直觀(guān)、便捷的方式呈現給管理者。

3 系統功能

高校節能監控平臺是一個(gè)以遠程采集水、電、氣數據為 基礎，涵蓋多維數據分析、能耗預判、實(shí)時(shí)控制等功能于一體的智能節能管理系統。高校的用能以水、電為主，特別是公共樓宇、辦公樓宇的跑冒滴漏、長(cháng)明燈現象尤為常見(jiàn)，因此，系統主要包括水監管平衡分析、能耗監測、照明控制、空調節能控制等功能。

3.1 水監管平衡系統

水監管平衡系統實(shí)現對全校水管網(wǎng)多級分級計量、管理、統計和分析的功能。利用現在通信技術(shù)和電子計量技術(shù)，遠傳智能水表實(shí)時(shí)上傳流量數據至數據網(wǎng)關(guān)，*后網(wǎng)關(guān)對采集的原始數據進(jìn)行上傳至數據庫服務(wù)器存儲，并由系統平臺服務(wù)器提供管網(wǎng)流量運行和樓宇用水量的查詢(xún)和管理功能。管理員通過(guò)對水表 72小時(shí)流量數據柱狀圖，發(fā)現疑似漏水樓宇，并通知樓宇管理員加強巡查，減少水資源的浪費。對于樓宇終端水表和高?？偹碇g的水管網(wǎng)，出現非人為漏水，如水管破裂，水閥連接松動(dòng)等漏水往往很難被發(fā)現。因此該系統采用在實(shí)現對個(gè)及水表實(shí)現了實(shí)時(shí)監測的基礎上，利用各級水表之間的邏輯關(guān)系，研究出了水平衡管理小系統。該系統利用上級表盒下級表流量數據平衡理論。實(shí)時(shí)分析和對比流量數據，當上級表流量大于各下級表流量之和，則說(shuō)明該段水管網(wǎng)存在漏水點(diǎn)，為人工二次測聽(tīng)提供有力的數據支撐。

3.2 能耗監測系統

能耗監測系統實(shí)現對各樓宇用電的分類(lèi)分項計量。利用現代通信技術(shù)，實(shí)時(shí)采集和統計能耗數據。將采集數據進(jìn)行集中存儲，并提供數據查詢(xún)、展示功能。系統實(shí)現了高校學(xué)校整體、二級部門(mén)、二級學(xué)院、各建筑物能效綜合分析、時(shí)間段分析、能耗對比分析；并可對學(xué)校浴室、配電房等重要場(chǎng)所進(jìn)行針對分析，并結合天氣、位置、人流量和假期等因素的多重分析；生產(chǎn)分析報告，準確尋找節能點(diǎn)，測算節能空間。

3.3 照明控制系統

照明控制系統控制的主要對象是公共照明，主要包括教 室照明、走廊照明、校園路燈、景觀(guān)照明等，根據各自的特點(diǎn)和需求時(shí)間分別達到自控和遠程控制的目的。教室照明得特點(diǎn)是在晚上或者光線(xiàn)不是很好的白天，同時(shí)還受到教室人數的影響。因此，節能控制需要對教室里的光照度和人數實(shí)時(shí)監測，再結合學(xué)生的作息時(shí)間表，實(shí)現照明分區域分組分時(shí)的自動(dòng)控制。系統可提供實(shí)時(shí)監測燈具開(kāi)啟狀態(tài)、教室人數、光照度，并對白天亮燈、夜間打不開(kāi)燈等異常情況進(jìn)行報警，并能通過(guò)短信及時(shí)通知給該樓宇管理員。

系統利用3D校園地圖技術(shù)，根據自然光照度，對路燈進(jìn)行分組、分時(shí)段靈活控制。

4 監控平臺的效用分析

以蘇北某高校為例，該高校在建設節能監控平臺初，認真研究分析學(xué)校的管理需求和漏洞，抓住*能提升節能工作的重心點(diǎn)，建立了節能平臺系統和管理制度，目前該系統以平穩運行 2 年，共節約水電費約 160 萬(wàn)元。給學(xué)校帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益，同時(shí)，在江蘇省節能降耗工作中起到了帶頭作用，鼓勵更多的兄弟院校加入到節能降耗的工作中來(lái)，對全國的節能工作開(kāi)展具有深遠的社會(huì )效益。5 安科瑞電氣針對高校能源管理推出能效管理解決方案--AcrelEMS -EDU校園綜合能效管理平臺5.1平臺概述

AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對校園能源統計、后勤計費管理、校園運維管理等提供高校的信息化管理平臺。從“源、網(wǎng)、荷、儲、充"多個(gè)角度解析高校當下及未來(lái)的用能問(wèn)題及用能需求，在統一的需求下“實(shí)現能源互補、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數字化、綜合化，實(shí)現節能校園、綠色校園、低碳校園。5.2平臺組成       AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺采用開(kāi)放的分層分布式網(wǎng)絡(luò )結構，主要由設備層、傳輸層、數據層、應用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平臺提供校園用能實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控、能耗數據統計分析、空調智能管理、用能排名、節能評估、宿舍惡性負載監管等功能。5.3平臺架構圖1 安科瑞能效管理方案架構拓撲6 高校綜合能效解決方案6.1校園電力監控與運維       集成設備所有數據，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動(dòng)運維， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。6.2后勤計費管理       采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )抄表付費管理技術(shù)，實(shí)現電、水、氣等能源綜合計費，實(shí)現遠程抄表、費率設置、 賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過(guò)能源付費管理方式，培養用能群體和部門(mén)的節能意識。6.2.1宿舍用電管理       針對學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎用電額度和定時(shí)通斷功能；可進(jìn)行惡性負載識別，檢測違規電氣，并可獲取違規用電跳閘記錄。6.2.2商鋪水電收費       針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個(gè)體的水電用能進(jìn)行預付費管理6.2.3充電樁管理平臺       充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充"信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。6.2.4智能照明管理       通過(guò)對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實(shí)現校園內任一線(xiàn)路，任一個(gè)路燈的定時(shí) 開(kāi)關(guān)、強制開(kāi)關(guān)、亮度調節，以及定時(shí)控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節能。6.3能源管理系統       針對校園水、電、氣等各類(lèi)接入能源進(jìn)行統計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。       按校園建筑的分類(lèi)進(jìn)行采集和統計的各類(lèi)建筑耗電數據。如辦公類(lèi)建筑耗電、教學(xué)類(lèi)建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數據分門(mén)別類(lèi)的分析，提供領(lǐng)導決策，提高管理效能。       構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動(dòng)完成能耗數據的采集工作，自動(dòng)生成各種形式的報表、圖表以及系統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態(tài)，設置控制策略，達到節能目的。6.4智慧消防系統       智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等現代信息技術(shù)，將分散的火災自動(dòng)報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡(luò )，并對這些設備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統一的系統大平臺內運行，用戶(hù)、安保人員、監管單位都能夠通過(guò)平臺直觀(guān)地看到每一棟建筑物中各類(lèi)消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內，相關(guān)報警和事件信息通過(guò)手機短信、語(yǔ)音電話(huà)、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。

7 平臺部署硬件選型

7.1電力監控與運維平臺

7.2后勤計費管理

7.2.1宿舍/商業(yè)預付費平臺

7.2.2充電樁管理平臺

7.2.3智能照明管理

7.3能源管理系統

7.4智慧消防系統

7.4.1電氣火災監控系統

7.4.2消防設備電源監控系統

7.4.3防火門(mén)監控系統

7.4.4消防應急照明和疏散指示系統

8 結束語(yǔ)

本文分別對節能監控系統的框架結構和系統功能做了詳細的論述，該平臺的的建設和實(shí)施不僅給學(xué)校帶來(lái)的是巨大的經(jīng)濟價(jià)值，還促使能源管理工作不斷的創(chuàng )新和改革，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，舊的管理模式已經(jīng)不能適應現代化的高校校園。節能監控系統猶如我們的眼睛，全校的用能情況盡收眼底，為管理者準確快速制定有針對性的節能計劃和方案提供了數據支撐。

參考文獻

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