淺談智慧校園能源監(jiān)控系統(tǒng)的設計

安科瑞 鮑靜君

　　摘要 基于網絡通訊技術，搭建校園能源實時在線監(jiān)控平臺。對南京技師學院重點耗能樓宇或設備的關鍵參數(shù)實施在線采集及分析。同時具備采集數(shù)據(jù)打包上傳、原始數(shù)據(jù)處理與存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢與分析、能耗數(shù)據(jù)對外發(fā)布與傳輸?shù)裙δ?為學校、科研單位、設計與工程實施單位的節(jié)能分析提供有效數(shù)據(jù)支撐;為學校、審計、監(jiān)管與上級管理部門提供準確的能耗賬單信息及決策依據(jù)。

　　關鍵詞 綠色校園;能源監(jiān)控;節(jié)能減排

　　1引言

　　近年來，隨著我國經濟建設的不斷發(fā)展，轉變粗放型的 經濟增長模式，堅持走可持續(xù)性發(fā)展道路已深入人心。實現(xiàn) 社會主義現(xiàn)代化，構建良好生態(tài)、環(huán)境美麗的和諧社會，對落  實節(jié)約使用能源和提高能源利用效率起著至關重要的作用。 青少年學生是國家的未來和民族的希望，校園肩負著重要的教育、宣傳及示范任務，同時校園自身是能源消費的大 戶，能耗占國民建筑總能耗的比重也日益變大，因此對校園 實施能源監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。

　　為響應國家的政策與號召，落實節(jié)能減排的任務，南京 技師學院開展了建設節(jié)約型校園的工作，并結合學院的情況 提出“校園能源監(jiān)控系統(tǒng)"建設的需求。

　　2項目需求

　　系統(tǒng)部署于學院信息樓，實現(xiàn)機房用電總進線有功總電量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、儲存、分析，包括多種能耗報表展示查詢以及與之對應的各種能耗圖形。能耗報表可分為日報表、 周報表、月報表、年報表、同環(huán)比報表等。能耗圖形可分為數(shù)據(jù)透視表、餅圖、柱狀圖、線圖等。

　　后期將全院水、電、油、氣等多種能源數(shù)據(jù)全部接入系統(tǒng)，并實現(xiàn)用電量的三級計量，以實時監(jiān)測能源大數(shù)據(jù)為依 據(jù)，為學校提供能源使用情況分析與比對、節(jié)能管控分析與 建議、節(jié)能效果驗證、能源調度，保障健康與舒適環(huán)境，提高 管理人員的節(jié)能意識及校園能源管理的信息化程度。

　　3系統(tǒng)架構

　　本系統(tǒng)由計量裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、傳輸網絡、平臺與數(shù) 據(jù)服務器、上位機系統(tǒng)管理平臺軟件組成。應用“互聯(lián)網+ "、云計算、虛擬化、大數(shù)據(jù)等相關技術，以 B/ S 框架作為整個系統(tǒng)的開發(fā)構架。系統(tǒng)部署一臺虛擬化 Web 服務器，提供查詢服務，兩臺數(shù)據(jù)庫服務器，其中一臺做冗余熱備，一個上 位機采集站，負責數(shù)據(jù)采集處理與維護，工作站若干供管理 人員實時監(jiān)控能源平臺，系統(tǒng)架構如圖 1 所示。

　　4詳細設計

　　(一)計量裝置。為水、電、油、氣等資源的消費計量器具。所有計量器具應具備通用開放的智能接口。

　　(二)數(shù)據(jù)采集裝置。負責能耗數(shù)據(jù)的采集及轉換任務， 能主動及被動地根據(jù)上位機下發(fā)指令采集分析計量器具的

圖 1

　　協(xié)議并將得出的計量數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)平臺。該裝置還應具備 存儲功能并支持冗余備份。

　　( 三) 傳輸網絡。充分利用校園現(xiàn)有網絡結合無線傳輸作為數(shù)據(jù)通信的手段，并能支持靈活的網絡拓撲結構與多種 傳輸介質。

　　( 四) 管理系統(tǒng)軟件。該管理系統(tǒng)軟件應在符合國家頒布的相關設計與開發(fā)導則的前提下，充分考慮學院能源管理 的實際需求，基于能源數(shù)據(jù)，能進行深度數(shù)據(jù)挖掘，可以按能 耗類別、部門、面積、生均( 平均每位學生) 等指標形成學院能源消費的大數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)應部署與校園節(jié)能監(jiān)管導則相 兼容的數(shù)據(jù)庫，并將有關數(shù)據(jù)遠傳至市級數(shù)據(jù)中心。

　　5安科瑞電氣針對智慧校園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(tǒng)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、荷、儲、充"多個角度解析高校當下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實現(xiàn)能源互補、信息互通"等管理模式。助力學校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實現(xiàn)節(jié)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放的分層分布式網絡結構，主要由設備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平臺提供校園用能實時在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、空調智能管理、用能排名、節(jié)能評估、宿舍惡性負載監(jiān)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校園綜合能效解決方案

　　6.1電力監(jiān)控與運維

　　集成設備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維， 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*網絡抄表付費管理技術，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設置、賬單統(tǒng)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。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

　　6.2.1宿舍用電管理

　　針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎用電額度和定時通斷功能；可進行惡性負載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄

       6.2.2商鋪水電收費

　　針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管

       6.2.3充電樁管理平臺

　　充電樁在“源、網、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中必*一部分

       6.2.4智能照明管理

　　通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內任一線路，任一個路燈的定時 開關、強制開關、亮度調節(jié)，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能

       6.3能源管理系統(tǒng)

　　針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)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。

　　按校園建筑的分類進行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。

　　構建符合校園節(jié)能監(jiān)管內容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設備的運行狀態(tài)，設置控制策略，達到節(jié)能目的。

       6.4智慧消防系統(tǒng)

　　智慧消防云平臺基于物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

　　7平臺部署硬件選型

　　7.1電力監(jiān)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(tǒng)

       7.4智慧消防系統(tǒng)

　　7.4.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

       7.4.2消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

       7.4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)

       7.4.4消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

　　8 結束語

　　通過以上介紹可以看出，校園綜合能效管理平臺安裝簡單，使用方便，容易管理，且智能化和自動化程度高，并可實施遠程監(jiān)控。是實現(xiàn)高校的用能科學管理，減少企業(yè)的管理量，提高控制能力，加強相關校園物業(yè)單位競爭力的有效解決方案。對于嚴格控制公寓違章用電，消除公寓用電隱患，防控公寓火災事故的發(fā)生將起到十分積極的作用。

　　校園能源監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)高校能耗管理由粗放化向高效 化轉變，由事后被動型向事前主動型轉變，由單體節(jié)能轉變 為系統(tǒng)節(jié)能，由經驗化向科學定量化轉變，最終幫助高校實 現(xiàn)節(jié)能降耗的總體目標。

　　參考文獻

　　[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國教育部 高等學校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設技術導則[Z]

　　[2]校園能源監(jiān)控系統(tǒng)設計.孫鯨鵬

　　[3]安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版

　　[4]安科瑞企業(yè)微電網選型手冊2021.10版