淺談建築節能監管平台在高校能源管理中的實踐與應用

　　簡婷 

　　开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801 

　　摘要：以節約型校園建設示範工程———寧夏大學節能監管平台項目建設為(wei) 例，對係統的總體(ti) 構架、關(guan) 鍵技術、管理軟件功能進行了詳細的介紹。同時針對項目建設、運行和管理過程中出現的些問題，提出有針對性的解決(jue) 措施，為(wei) 節能監管平台今後的運行管理以及功能的提升提供了定的理論和經驗支持。 

　　關(guan) 鍵詞：校園節能；節能監管平台；用能管理 

0 引言 

　　近年來，隨著我高等教育辦學規模的不斷擴大，在校學生人數的不斷攀升，高校能(資)源消耗總量的不斷增加，家對高校內(nei) 部的資源配置和能源管理也提出了新的要求。對此，住房和城鄉(xiang) 建設部下發了《關(guan) 於(yu) 推進高等學校節約型校園建設進步加強高等學校節能節水工作的意見》(建科[2008]90號)及《高等學校節約型校園建設與(yu) 管理技術導則(試行)》等相關(guan) 文件，將創建節約型校園的任務真正提上了學校的議事日程。在節約型校園建設工作中，節能監管平台建設是項重要的基礎性工作。本文以住房和城鄉(xiang) 建設部、教育部、財政部節約型校園建設示範工程———寧夏大學節能監管平台項目建設為(wei) 背景，對電力載波技術及物聯網技術在寧夏大學節能監管平台係統設計中的應用進行係統的分析和介紹。 

1 節能監管平台建設目標及總體(ti) 架構 

　　1.1 建設目標 

　　利用節能監管平台對校園各種能耗水耗數據進行實時采集、監測，對能耗數據進行統計分析、審計和公示，並以此為(wei) 依據開展用能用水定額化、指標化、科學化管理，進行節能改造和評價(jia) 工作，大限度地降低全校單位生均能耗水耗。爭(zheng) 取開展太陽能、地熱、中水等綠色清潔能源、資源的開發和利用，在實現建設節約型校園的基礎上向綠色校園、低碳校園、生態校園轉變。 

　　1.2 節能監管平台總體(ti) 架構 

圖1 節能監管平台總體(ti) 架構圖 

　　寧夏大學節能監管平台建設基於(yu) 校園網和低壓載波遠程抄表技術，通過遠端數據采集實現對重點能耗單位及公共設施的水、電、曖、蒸汽等能源的監控和管理，為(wei) 學校能源利用提供詳備的數據分析和完善的輔助決(jue) 策，同時根據設置條件對電、水進行節能控製。節能監管平台按結構主要分為(wei) 3部分：計量控製係統、通信傳(chuan) 輸係統、主控中心(如圖1所示)。 

　　1.2.1計量控製係統。 

　　計量控製係統實現水、電、曖、蒸汽能耗的數據采集及對水、電、曖、蒸汽使用的控製。用電實現三級監測，級到樓，二級到樓層，三級到房間，其中，以辦公教學單位為(wei) 單位實現三級監測；供水、供暖實現級到樓。計量控製係統主要負責能耗數據的采集，硬件控製的實現，狀態信息的展示等。 

　　主要設備：電子式載波體(ti) 表、多功能電表、智能水表、智能熱計量表、渦街流量計、電動調節閥等。 

　　1.2.2通信傳(chuan) 輸係統。 

　　通信傳(chuan) 輸係統包括底層傳(chuan) 輸、校園網傳(chuan) 輸兩(liang) 部分，兩(liang) 者之間實現計量控製係統與(yu) 主控中心的數據交互。 

　　通信傳(chuan) 輸設備：智能數據網關(guan) 、采集(控製)器。 

　　1.2.3主控中心。 

　　主控中心負責基礎數據的管理，維係通訊服務，采集並管理計量數據，與(yu) 客戶端進行交互，下載係統參數，實現對管理任務的控製要求，對所有數據進行必要管理，根據業(ye) 務邏輯產(chan) 生各種分析數據，對係統的運行所產(chan) 生的數據進行審計和管理等。 

　　主控中心設備：應用服務器、數據庫服務器、WEB服務器、交換機、防火牆、監控工作站、打印機等。 

　　2.1 數據傳(chuan) 輸方式 

　　在節能監管平台建設過程中，選擇采用何種數據傳(chuan) 輸方式是非常重要的項技術環節。目使用較多數據傳(chuan) 輸方式有，電力載波技術、RS485、無線傳(chuan) 輸。3種傳(chuan) 輸技術的對比及適用範圍，如表1所示。 

　　寧夏大學節能監管平台在建設過程中，結合自身實際，數據傳(chuan) 輸選擇了以電力載波技術為(wei) 主，RS485技術為(wei) 輔的方式，具體(ti) 的工作原理是：載波電表和采集器隨時抄錄水、電、氣、熱量表讀數及狀態並按表號存放，數據網關(guan) 通過低壓電力載波定時自動抄錄並存儲(chu) 數據，利用校園網與(yu) 數據中心通信，將數據存入服務器，再根據需求進行用水、電、氣、熱等能耗監測、統計、分析等工作。 

　　表1  電力載波技術、RS485、無線傳(chuan) 輸技術的對比 

　　2.2 網絡通訊 

　　寧夏大學校園網已經覆蓋到了校園內(nei) 的每棟建築，節能監管平台主幹通信網絡采用校園用域網絡。現場底層各分散計量設備通過低壓電力載波技術或RS485總線、上層的以太網總線方式將能耗數據上傳(chuan) 至節能監管平台數據中心。 

　　2.3係統安全 

　　2.3.1網絡安全。 

　　寧夏大學節能監管平台軟件部分采用B/S結構設計，應用服務器是麵向外網開放的，所有服務器及備份設備都運行在有硬件防火牆隔離的內(nei) 網中，內(nei) 外網間的數據交換都通過防火牆過濾，以保護內(nei) 部網絡的安全。 

　　2.3.2數據安全。 

　　寧夏大學節能監管平台的數據安全主要體(ti) 現在以下幾點：所有收集數據資料分類存儲(chu) 在數據庫中，數據庫有專(zhuan) 人管理，同時製訂了定期備份策略以及災難恢複計劃，數據資料按照預定備份策略進行備份至備份服務器以及磁盤陣列中。 

　　2.4 信息資源整合 

　　節能監管平台側(ce) 重於(yu) 能耗數據的分析、展現，通過建立符合學校管理模式的各類能耗計算模型，對能耗進行係統深入的分析，實現數字圖形化處理，以WEB發布的方式對校園的整體(ti) 能耗情況。節能監管平台預留擴展接口，下步還可將學校後勤的其他係統進行資源整合，比如，GIS地圖、短信平台、房屋管理係統、公寓管理係統、地下管線監測管理係統以及向上級管理單位的數據上報係統。 

3 節能監管平台軟件功能 

　　寧夏大學節能監管平台軟件有基於(yu) C/S和B/S結構兩(liang) 種C/S結構的軟件主要用於(yu) 收集匯總各測點的能耗數據、顯示係統運行狀況、下達命令對用能、用水進行控製。B/S結構的軟件主要功能有能耗數據實時監測、分類、分項、分區域能耗統計及分析、定額管理及能效考核、統計報表、係統安全等。如圖2節能監管平台軟件結構及功能示意圖。 

圖2 節能監管平台軟件結構及功能示意圖 

　　3.1能耗數據實時監測 

　　根據《家辦公建築和大型公共建築能耗監測係統分項能耗數據傳(chuan) 輸技術導則》和《高等學校節約型校園建設管理與(yu) 技術導則 》要求，對供電、供水、供熱係統及各建築物實時能耗數據進行監測。寧夏大學節能監管平台軟件通過二維校園圖、供水、供暖管網圖和配電係統圖這4個(ge) 模塊對學校能耗情況進行實時在線監測分析，如圖3二維校園圖。 

圖3 二維校園圖 

　　3.2 能耗統計分析 

　　統計及分析功能由：分類統計、分區域統計、分功能統計和分項統計4個(ge) 模塊，圖4全校統計圖。 

圖4 全校統計圖 

　　3.3 定額管理及能效考核 

　　寧夏大學節能監管平台的建設將進步完善各單位、各樓宇的用能信息，在此基礎上學校可以根據各單位的辦公、教學、科研工作量完成各單位用電、用水指標測算及定額製定工作，為(wei) 實行“指標管理、定額包幹、節餘(yu) 留用、超支自負”的用電管理模式做好準備。定額管理及能效考核功能由：KPI對標、用能定額管理兩(liang) 個(ge) 模塊組成。 

　　3.4 統計報表 

　　統計報表功能由：電水暖能日報、成本分攤、綜合報表、逐點分析、對比分析5個(ge) 模塊組成。 

　　3.5 能耗公示 

　　能耗公示由：建築總能耗公示、同類建築單位麵積能耗公示、同類建築分項用能統計數據公示、同類建築分時用能統計公示、同類建築人均用能公示、同類建築人均年度用能公示6個(ge) 模塊組成。 

　　3.6 能耗審計 

　　能耗審計由：同類建築分項用能統計數據審計、同類建築分時用能統計審計、同類建築人均年度用能審計、校園建築概況審計、建築能耗水耗指標審計、節能指標審計高等學校建築能耗水耗水平總體(ti) 評價(jia) 結論6個(ge) 模塊組成。 

　　3.7 遠程控製 

　　寧夏大學節能監管平台可以實現實時動態監控，實現對指區域、時段的實時動態遠程控製關(guan) 斷，對水表、暖表電動閥還可以選擇0°(關(guan) 閉)，15°，30°，45°，60°，90°(全開)的不同角度的調控。 

　　3.8報警功能 

　　係統根據不同計量點的曆史能耗數據自動設定能耗報警參數，並依據能耗報警參數實現實時監測報警(能耗監測、能耗異常追蹤)、短信報警、能耗報警報告自動生成、能耗報警記錄查詢等功能。 

4 節能監管平台建設和管理中存在的不足及解決(jue) 措施 

　　寧夏大學節能監管平台的建設，進步細化能耗的計量采集，完善用能製度，發現了節能工作中的不足，找到了能源浪費的問題所在，提高了全校師生的節能意識，推進行為(wei) 節能工作的深入開展，為(wei) 下步開展技術節能、管理節能及節約型校園建設、綠色校園建設、生態校園工作打下了堅實的基礎。寧夏大學節能監管平台建設以及運行雖然取得了很好的成效，但也存在許多不足。 

　　4.1 節能監管平台建設和管理中存在的不足 

　　4.1.1節能監管平台建設宣傳(chuan) 工作不到位。 

　　節能監管平台在建設過程中，由於(yu) 宣傳(chuan) 工作不到位，使得廣大師生對其建設的目的、意義(yi) 理解不夠透徹，導致平台的運行和管理效果受到定的影響。 

　　4.1.2節能監管平台建設準備工作不夠充分計量點覆蓋不夠全麵。 

　　節能監管平台在期建設過程中雖然做了大量的工作，但仍有許多不足，具體(ti) 有： ①水電暖地下管(網)線路圖及控製區域資料不夠準確，造成計量點的設置不夠合理，出現了漏計量和重複計量現象。 ② 用電僅(jin) 實現低壓配電室以下區域計量，開閉所高壓計量暫未完成，致使供電線路線損、變損無法準確計算。 ③ 供熱僅(jin) 實現了建築物計量，供熱中心、換熱站、供熱主管線計量缺失，無法實現供熱平衡計算和調配。 

　　4.1.3節能監管平台運行和管理製度不夠完善。 

　　節能監管平台在建設過程中，配套製度及運行管理製度建設相對滯後，造成節能監管平台目作用僅(jin) 限於(yu) 對各類建築能耗的監測、統計、分析，使其功能和作用未能充分顯現。 

　　4.1.4能耗數據的分析、挖掘和利用工作不夠深入。 

　　目，節能監管平台采集到的能耗數據僅(jin) 限於(yu) 統計和分析，對能耗數據的挖掘、利用和整理工作未*展開，尤其是對各單位、各建築物的用能診斷、用能評估工作未進行深入進行，造成節能監管平台無法對學校建築節能改造和用能管理工作提供有力的支撐。 

　　4.2 節能監管平台建設和管理工作今後的需要采取措施 

　　4.2.1完善節能監管平台係統建設提升平台綜合功能。 

　　節能監管平台建設是項係統性工作，需對其功能不斷的提升，具體(ti) 有： ① 完善水電暖計量點的化和調整，實現計量網絡大方位覆蓋。 ② 對校園水電暖地下管(網)線進行全麵的勘測，在此基礎上應用GIS技術建立校園地下管(網)線信息管理係統，實現了校園地下管(網)線的圖像化顯示，管線信息查詢以及爆管分析和斷麵分析等功能。 ③ 增加節能監管平台配電室無人值守和校園路燈遠程監控功能，減少用能管理成本、提升用能管理水平。 

　　4.2.2完善節能監管平台運行和管理製度建設充分發揮平台的管控作用。 

　　節能監管平台運行和管理，必須要有完善、可行的製度體(ti) 係作為(wei) 保證，今後需做好用能管理辦法、能源統計與(yu) 審計製度、用能公示製度、節能監管平台運行管理製度、用能定額管理製度、能效評價(jia) 考核及獎懲等係列製度的建設工作。 

　　4.2.3強化能耗數據的分析利用工作、建立用能評價(jia) 機製、提升用能管理水平。 

　　節能監管平台建設過程中，能耗數據的分析、挖掘和利用是項關(guan) 鍵工作，積極開展各校區、各單位、各建築物的能耗診斷、用能評估，為(wei) 既有建築節能改造、節約型校園建設、綠色校園建設提供支撐。同時，根據能耗數據及用能診斷報告開展校區水平衡測試、供熱平衡計算，分析供水、供電、供暖設施(備)的運行狀況，提出設備及管線的化及調配方案，保證供水、供電、供暖設施(備)合理高效的運行。 

　　4.2.4化係統資源配置、降低節能監管平台運行管理成本。 

　　節能監管平台在建設初期，考慮係統的獨立性和安全性，建立數據中心配置了數據庫、磁盤整列、UPS電源等硬件設備並建立了用域網絡，在後期平台實際運行過程中逐漸顯現出 些弊端，如網絡運行維護成本高、與(yu) 校園網運行管理不協調、係統網絡不夠穩定等。對此，建議將節能監管平台用域網、數據庫統並入學校網絡中心進行集中管理，實現資源的共享共用，同時降低平台的運行和管理成本。 

5 安科瑞能耗在線監測係統介紹 

　　5.1 係統概述 

　　Acrel-5000建築能耗監測係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與(yu) 分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決(jue) 策層展示各類能源的使用消耗情況，便於(yu) 找出高耗能點或不合理的耗能習(xi) 慣，有效節約能源，為(wei) 用戶進步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。 

　　5.2 應用場所： 

　　(1)辦公建築(商務辦公、家辦公建築等)； 

　　(2)商業(ye) 建築(商場、金融機構建築等)； 

　　(3)旅遊建築(賓館飯店、娛樂(le) 場所等)； 

　　(4)科教文衛建築(文化、教育、科研、醫療衛生、體(ti) 育建築等)； 

　　(5)通信建築(郵電、通信、廣播、電視、數據中心等)； 

　　(6)交通運輸建築(機場、車站、碼頭建築等)。 

　　5.3係統功能 

　　(1)登陸界麵 

　　係統可以根據客戶要求定製個(ge) 性化的係統登錄界麵，登錄界麵所用的圖片、 Logo等由用戶提供。 

　　(2)綜合能耗展示 

　　係統登陸成功進入主頁麵，主頁麵顯示該建築的建築圖片，建築基本信息,建築當月分項用電餅圖和各種能源的消耗量。 

　　(3)支路能耗概況 

　　係統可以根據分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當日和當月的用能峰值(電能對應大需量值)、當日用能、當月用能、當年用能以及昨天同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。 

　　(4)支路用能 

　　係統可以統計各支路某段時間內(nei) 逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。 

　　(5)分項能耗概況 

　　係統可以按照動力、空調、插座等分項進行能耗統計與(yu) 顯示，支持用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢；分項用能圖顯示被選中分項對應能耗值*位的支路。 

　　(6)分項用能 

　　係統可以統計各分項某段時間內(nei) 逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能(這裏的支路須通過基礎數據中分類分項的配置。

　　(7)部門能耗概況 

　　係統可以按照部門進行能耗統計與(yu) 顯示，並進行日同比分析圖，餅圖顯示各部門過去31天的用能占比；堆積圖顯示各部門過去31天的能耗趨勢；部門績效考核對比圖顯示實際用能和用能目標值，當實際用能值大於(yu) 目標值時，實際值標為(wei) 紅色。 

　　(8)區域能耗概況 

　　係統可以按照區域進行能耗統計與(yu) 顯示，日分項用能同比分析圖顯示不同區域的當日與(yu) 昨日能耗柱狀圖；餅圖顯示各區域過去31天的用能占比；堆積圖顯示各區域過去31天的能耗趨勢；區域用能圖中顯示被選中區域對應能耗值*位的支路。 

　　(9)參數查詢 

　　查詢各回路戓支路某段時間內(nei) 的參數，以曲線的形式反映趨勢(具體(ti) 可以查詢的參數與(yu) 安裝的儀(yi) 表有關(guan) ，查詢時不能跨月，且繪製曲線時以1分鍾為(wei) 間隔)，電力參數可以多選。 

　　(10)數據檢查 

　　係統可以統計某段時間內(nei) 各回路與(yu) 下級支路的用能差值，超過定百分比後醒目顯示(紅色區域)，確保計量體(ti) 係的完整性、準確性。 

　　(11)非工作日用能分析 

　　係統可統計各支路工作日與(yu) 非工作日的能耗情況。此處的工作日和非工作日是在基礎數據中非工作日設置中配置的非工作日。 

　　(12)能耗數據同比環比分析 

　　係統可將各種類型(電、水、氣)和各主要耗能設備的能耗與(yu) 去年同期值和上月值進行同比環比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正。 

　　(13)分時段用能統計 

　　在儀(yi) 表帶有複費率統計功能的提下，係統可以采集電表內(nei) 尖、峰、平、穀參數，並將數據存儲(chu) 到數據庫中方便後期查詢。不同時段可以分別設置用電單價(jia) ，統計報表會(hui) 呈現出分時段電能值與(yu) 電費。 

　　(14)日月年報表 

　　係統提供方便的日月年報表統計功能，通過選擇不同回路，報表類型，查詢日期，生成對應報表。選中報表中的某行數據，會(hui) 自動顯示對應的柱狀圖。 

　　(15)儀(yi) 表網關(guan) 斷線報警 

　　係統通過能耗網關(guan) 采集數據時，可以獲得儀(yi) 表的通訊狀態。當係統判斷儀(yi) 表通訊中斷時間大於(yu) 10分鍾時或網關(guan) 通訊中斷時間大於(yu) 20分鍾時，係統會(hui) 彈窗或者通過鈴鐺報警，顯示當通訊中斷的儀(yi) 表或者網關(guan) 。 

　　(16)圖表導出 

　　係統可將分析統計的曲線、棒圖、報表導出到Excel格式文件，以便於(yu) 用戶數據二次利用。 

　　(17)用戶管理 

　　係統用戶權限管理采用分級模式，為(wei) 係統管理員、後勤管理人員、設備維護人員三級，進行訪問權限管理，防止未授權的訪問，並對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。 

　　(18)基礎信息配置與(yu) 維護 

　　係統可根據項目實際情況配置每塊智能儀(yi) 表所屬的能耗類型和分項、歸屬區域、設備類型，這些數據將作為(wei) 用能分析的基礎信息。 

　　(19)人工錄入數據 

　　係統提供數據手工錄入功能，可錄入儀(yi) 表每天的抄表值與(yu) 每天的用能值，用於(yu) 後期報表統計。 

　　(20)遠程訪問功能(C/S模式) 

　　係統采用C/S架構設計，在任意台連接廣域網的計算機上安裝Acrel-5000建築能耗監測係統客戶端軟件即可實時訪問該能耗監測係統。 

　　5.4 係統網絡結構 

　　AcrelCloud-5000能耗管理雲(yun) 平台采用分層組網架構，將係統分為(wei) 設備層、網絡層、應用層。 

　　設備層：設備層作為(wei) 平台數據來源的基礎，通過儀(yi) 表與(yu) 傳(chuan) 感器對參數進行監測和計量。 

　　網絡層：網絡層通過強大的協議轉換功能將采集到的設備層的數據傳(chuan) 遞到應用層，起到承上啟下的作用。 

　　應用層：應用層對設備層的數據進行分類、存儲(chu) 、統計分析，通過友好的人機界麵為(wei) 用戶提供的體(ti) 驗。 

圖5 係統結構 

　　5.5 能耗監測係統產(chan) 品選型 

　　高校建築節能監管平台建設是項涉及範圍廣、建設周期長、影響範圍大的係統工程。它的建成將實現高校用能的科學化、製度化、精細化管理模式，有力的提升了高校用能管理水平，實現了高校能源資源的合理配置和高效利用，同時為(wei) 及今後進技術節能、管理節能、行為(wei) 節能及節約型校園建設、綠色校園建設、生態校園建設工作打下了堅實的基礎。 

6 結束語 

　　本文重點討論了寧夏大學節能監管平台的設計方案，關(guan) 鍵技術及軟件功能應用，利用校園用域網與(yu) 電力載波技術實現平台能耗數據的采集和傳(chuan) 輸，基於(yu) B/S、C/S框架下建立的管理軟件，實現了平台對能耗數據的監測、采集、統計、分析和利用的功能；結合節能監管平台自身建設和運行管理現狀以及存在的些問題，有針對性的提出些解決(jue) 措施，為(wei) 進提升節能監管平台功能和作用提供了有力的支持，同時也為(wei) 兄弟院校節能監管平台建設和管理提供了定的理論和經驗支持。
 

【參考文獻】 

　　[1]譚洪衛.高校校園建築節能監管體(ti) 係建設[J].建築科技,2010,(2)：15～19. 

　　[2]黃誌.建築節能監管平台在高校能源管理中的實踐與(yu) 應用. 

　　[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版. 

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 重點用能單位能耗在線監測。