安科瑞 繆凱倫
摘要 為響應國家建設綠色校園的號召,，切實提高高校能源利用水平,，促使學校能源資源合理配置,。針對高校校園能耗大的問題,，本文以某校園建設智能化綜合能效管理平臺的過程為例，詳細介紹了平臺建設體系,、技術,、功能及物理架構，以及能源數(shù)據(jù)采集,、能效管理,、能源運行監(jiān)控等多方面功能，該系統(tǒng)的使用合理提高了高校能源使用效率,，促使建設綠色校園,，響應建設“兩型社會"、綠色校園的國家政策號召,。
關鍵詞 能效管理 節(jié)能減排 高校 云平臺
一,、引言
能源是發(fā)展國民經(jīng)濟、改良人民生活的重要物質基礎,。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，建筑能耗在社會總能耗中的占比穩(wěn)步上升,，能源壓力對經(jīng)濟發(fā)展的制約作用日益明顯,，因此降低建筑能耗刻不容緩。高校作為大型公共機構建筑的重要組成部分之一,，建筑量大,、能耗較高，且存在嚴重的能源浪費現(xiàn)象,。為響應國家的政策號召,，通過建立科學的校園能源管理系統(tǒng)建設節(jié)約型校園,，達到節(jié)能減排的目的，落實科學發(fā)展觀,，能在一定程度上減緩我國目前面臨的能源壓力,，幫助實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。高校是我國培養(yǎng)人才和促使我國科學進步的主要的陣地,，是一個培育人才的搖籃,、科研工作的創(chuàng)新基地，在我國高校深入開展節(jié)約型校園建設,，傳播勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統(tǒng),，由學校為學生樹立節(jié)約的榜樣，營造節(jié)約能源,、環(huán)保綠色的校園文化氛圍,。因此，建設一套校園綜合能源監(jiān)控管理平臺,，實現(xiàn)校園能源的統(tǒng)一管理和集中控制,，實現(xiàn)能源的可靠、穩(wěn)定,、清潔,、合理供應，減少高校建筑能耗顯得十分重要,。
二,、案例分析
以某大學為例，學校秉持“綠色,、節(jié)能,、可持續(xù)發(fā)展"的理念，校園內(nèi)先后建成了一批具有標志性,、示范性的綠色節(jié)能項目,。如校園內(nèi)歷史保護 標志性建筑大禮堂，采用利用地道風道的新風預冷（熱）空調通風系統(tǒng),、座椅送風系統(tǒng),、建筑節(jié)能材料和 圍護結構的保溫隔熱等節(jié)能系統(tǒng)和措施；新建的衷和 樓則采用中庭復合通風,、冰蓄冷空調,、變頻供水、地下停車庫自然采光等節(jié)能系統(tǒng)和措施,。 太陽能光伏技術,、地源熱泵、低輻射節(jié)能型外窗,、建筑遮陽,、屋頂綠化,、光導管、節(jié)能照明,、輻射式空調末端系統(tǒng)也分別被應用于文遠樓,、旭日樓、游泳館,、環(huán)境樓,、教學樓、圖書館等建筑單體,。學生浴室在改建過程中采用太陽能供熱水,、電蓄熱鍋爐、中水處理和回用,、洗浴廢水熱回收 利用,、IC卡使用系統(tǒng)等一系列合理的節(jié)能設備。
從水電系統(tǒng)來講,，學?，F(xiàn)有一套能源管理系統(tǒng)，并安裝了遠程抄表裝置,。遠程抄表有專人進行維護,，不僅對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，且保留數(shù)據(jù)記錄,。 對于網(wǎng)絡故障等問題引起的短暫性無法計量的現(xiàn)象,，能源管理中心會及時予以解決。 供水系統(tǒng)方面,，學?，F(xiàn)有供水模式為市政供水，部分建筑采用了中水回收 系統(tǒng),。學校已經(jīng)建立各校區(qū)用水計量裝置遠程監(jiān)控及抄表系統(tǒng),，對各建筑、各部門的用水消耗數(shù)據(jù)進行采集,，采集頻率為每天1次,，采集時間為每天零點。
從空調系統(tǒng)來講,，學校各個建筑的空調系統(tǒng)的運行及維護由后勤部門負責,，運行人員通常只做簡單啟停 操作，具體運行控制由設備自帶的控制器實現(xiàn),。 這樣 的操作方式雖然便于操作和管理，但并不能保證處于良好的運行狀態(tài),。大禮堂,、行政樓采用多聯(lián)機及風冷熱泵機組,，其控制自成系統(tǒng)，能效管理系統(tǒng)可采集實時運行 情況,，通過集中控制,、室內(nèi)空氣調節(jié)、分區(qū)管理優(yōu)化,，實現(xiàn)在保證空調控制系統(tǒng)效果的前提下,，節(jié)省空調運行能耗。 教學樓,、辦公樓大部分采用分體式空調,，所有的控制操作通過遙控器完成，學生和教職工根據(jù)需要自行控制,。 使用者往往會將溫度設定值設得過低或過高,，使空調長期處于超溫運行狀態(tài)，造成電力浪費,。 此外,，空調一直處于帶電狀態(tài)，即使不使用,，也會因待機 消耗電量,。
從照明系統(tǒng)來講，學校的大多數(shù)建筑照明系統(tǒng)均為人工控制,，并未采用聲控,、光控等*技術。因而常常出現(xiàn)白天光線明亮的走廊,、使用內(nèi)遮陽的辦公室,，仍開 燈耗電的現(xiàn)象，造成了大量的照明系統(tǒng)電耗浪費,。
采用安科瑞電氣“電子遠傳水表",，結合校園能效管理平臺，對各場景用水量,、水壓等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測,，分區(qū)管理。應對大學建設提出的新的需求,，在今后較長時間內(nèi)繼續(xù)扮演好的角色,。
三、平臺介紹
隨著能源轉型加速和電力改革不斷深入,，為滿足校園能源管理,、節(jié)能工作及節(jié)約型校園建設的新需求，安科瑞憑借在能源管理領域內(nèi)多年積累，采用凡在物聯(lián),、云計算,、大數(shù)據(jù)、移動數(shù)據(jù)和電力參數(shù)傳感技術,，開發(fā)了AcrelEMS-EDU教育行業(yè)能效管理綜合解決方案,，提供校園用能實時在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,、折標對比,、實績分析、用能排名,、節(jié)能評估等功能,。
2.1系統(tǒng)架構
圖1 安科瑞能效管理方案架構拓撲
安科瑞教育行業(yè)能效管理方案由設備層、傳輸層,、數(shù)據(jù)層,、服務層組成。
設備層（水電表,、空調控制器等末端設備）通過RS485專線或無線（Lora）通訊組網(wǎng),。
傳輸層（邊緣計算網(wǎng)關）可通過RS485專線或無線通訊采集末端設備數(shù)據(jù)，并以以太網(wǎng)或4G,、NB等方式通過校園網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)層,。
數(shù)據(jù)層（一般部署在校園服務器中）處理傳輸層上傳數(shù)據(jù)，并為服務層業(yè)務做服務,，可與校園一卡通系統(tǒng)和其他相關系統(tǒng)做數(shù)據(jù)對接,。
服務層（一般部署在校園服務器中）提供數(shù)據(jù)查看、預付費管理,、惡性負載管理,、作息時間管理、分布式光伏監(jiān)測等功能,。
2.2平臺功能
圖2 AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺駕駛艙展示圖
首頁/綜合數(shù)據(jù):綜合展示校園能源用能概況,，包括異常報警情況（數(shù)據(jù)異常/設備異常）、水,、電等能源用能情況,、校園3D模型定制、并可加入校園用能數(shù)據(jù)動態(tài)展示,。
圖3 AcrelEMS-EDU校園3D模型圖
用電綜合監(jiān)控：對校園35KV-10KV-0.4KV各級用能進行監(jiān)測和分析,；對進線電能質量及關鍵實驗室電能質量進行監(jiān)測分析；對變配電室內(nèi)的環(huán)境進行監(jiān)測和報警,；能夠對變壓器進行監(jiān)控,，保證用電安全和穩(wěn)定,。
用水綜合監(jiān)控：對覆蓋校區(qū)所有建筑的總進水量進行計量；對單棟建筑進水量進行二級計量,。個別實驗樓進行三級計量監(jiān)測,。通過一、二,、三級水表計量數(shù)據(jù)實時分析水平衡情況，存在異常水情時能夠立即發(fā)出警情,。
商業(yè)/宿舍預付費：對校園內(nèi)的各類商鋪用水,、用電進行預付費管理。對學生宿舍用電進行定時用電控制,、違規(guī)電器使用監(jiān)測和預付費管理,。
分布式光伏監(jiān)測：提供光伏電站運行監(jiān)視，逆變器運行監(jiān)視,，電站發(fā)電統(tǒng)計,，逆變器發(fā)電統(tǒng)計，光伏電站配電監(jiān)測,，逆變器曲線分析等功能,。
空調節(jié)能監(jiān)管：實現(xiàn)對空調的用能監(jiān)測和分體式空調的用電監(jiān)測及控制。
路燈/照明智能監(jiān)管：實現(xiàn)對室內(nèi)照明和室外路燈照明的用電監(jiān)測和照明控制,，可按照預先設定的邏輯進行自動管理或遠程群控管理,。
校園能耗分析：能夠實現(xiàn)能耗監(jiān)管、能耗查詢,、能耗報警,、能耗公示、能耗審計等功能,，能夠幫助學校清晰,、直接的了解到用能情況，并輔助學校做好審計公示工作,。
校園用能分析報告：能夠對整體用能,、整體監(jiān)管和計量設備工作狀態(tài)、同比數(shù)據(jù),、環(huán)比數(shù)據(jù)等進行分析,，幫助校方了解到校園綜合能效情況。
綜合手機端：相關人員可通過手機客戶端的方式隨時登陸能源管控系統(tǒng),，實現(xiàn)對校內(nèi)各類能源系統(tǒng)進行計量,、監(jiān)測、控制,、狀態(tài)反饋,、報警等功能,，對校園水電等能耗進行實時監(jiān)管。
2.3典型硬件
四,、討論及思考
綠色校園建設中,，傳統(tǒng)能耗采集管理方式存在即時性差、采集繁瑣,、自動化程度低等等缺陷,，遠遠無法滿足當前節(jié)能減排管理需求。而AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺等市場上已有的學校能耗監(jiān)測平臺完善了能源計量數(shù)據(jù)的采集,、統(tǒng)計,、分析體系，實現(xiàn)了宿舍商鋪用電預付費管理,、路燈空調等公用設備管控,、用水綜合監(jiān)管等功能，對校園節(jié)能減排具體重要現(xiàn)實意義,。因此建立功能完善,、計量準確、可靠效率高的高校綜合能效管理平臺是改變高校用能粗放式管理,、實現(xiàn)校園節(jié)能減排大目標的迫切需求,。
同時學校作為新技術、新理念傳播的重要基地,，將節(jié)約理念通過這樣的管理方式貫穿于校園建設,、學生教育，使節(jié)能成為習慣,，讓節(jié)儉成為美德,，也具有著深遠的教育意義。
