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淺談智慧校園能源監控系統的設計
更新時間：2022-11-25點擊次數：864次
淺談智慧校園能源監控系統的設計
任運業
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要 基于網絡通訊技術，搭建校園能源實時在線監控平臺。對南京技師學院重點耗能樓宇或設備的關鍵參數實施在線采集及分析。同時具備采集數據打包上傳、原始數據處理與存儲、統計數據查詢與分析、能耗數據對外發布與傳輸等功能;為學校、科研單位、設計與工程實施單位的節能分析提供有效數據支撐;為學校、審計、監管與上級管理部門提供準確的能耗賬單信息及決策依據。
關鍵詞 綠色校園;能源監控;節能減排
1引言
近年來，隨著我國經濟建設的不斷發展，轉變粗放型的 經濟增長模式，堅持走可持續性發展道路已深入人心。實現 社會主義現代化，構建良好生態、環境美麗的和諧社會，對落 實節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 實施能源監控系統具有重要的現實意義。
為響應國家的政策與號召，落實節能減排的任務，南京 技師學院開展了建設節約型校園的工作，并結合學院的情況 提出“校園能源監控系統"建設的需求。
2項目需求
系統部署于學院信息樓，實現機房用電總進線有功總電量數據的采集、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、同環比報表等。能耗圖形可分為數據透視表、餅圖、柱狀圖、線圖等。
后期將全院水、電、油、氣等多種能源數據全部接入系統，并實現用電量的三級計量，以實時監測能源大數據為依 據，為學校提供能源使用情況分析與比對、節能管控分析與 建議、節能效果驗證、能源調度，保障健康與舒適環境，提高 管理人員的節能意識及校園能源管理的信息化程度。
3系統架構
本系統由計量裝置、數據采集裝置、傳輸網絡、平臺與數 據服務器、上位機系統管理平臺軟件組成。應用“互聯網+ "、云計算、虛擬化、大數據等相關技術，以 B/ S 框架作為整個系統的開發構架。系統部署一臺虛擬化 Web 服務器，提供查詢服務，兩臺數據庫服務器，其中一臺做冗余熱備，一個上 位機采集站，負責數據采集處理與維護，工作站若干供管理 人員實時監控能源平臺，系統架構如圖 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)數據采集裝置。負責能耗數據的采集及轉換任務， 能主動及被動地根據上位機下發指令采集分析計量器具的
圖 1
協議并將得出的計量數據接入系統平臺。該裝置還應具備 存儲功能并支持冗余備份。
( 三) 傳輸網絡。充分利用校園現有網絡結合無線傳輸作為數據通信的手段，并能支持靈活的網絡拓撲結構與多種 傳輸介質。
( 四) 管理系統軟件。該管理系統軟件應在符合國家頒布的相關設計與開發導則的前提下，充分考慮學院能源管理 的實際需求，基于能源數據，能進行深度數據挖掘，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據分析。系統應部署與校園節能監管導則相 兼容的數據庫，并將有關數據遠傳至市級數據中心。
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，在統一的需求下“實現能源互補、信息互通"等管理模式。助力學校管理智能化、數字化、綜合化，實現節能校園、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放的分層分布式網絡結構，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時在線監控、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校園綜合能效解決方案
6.1電力監控與運維
集成設備所有數據，綜合分析、協同控制、優化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維， 班組重新優化整合，減少人力配置。
6.2后勤計費管理
采用先進的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、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。通過能源付費管理方式，培養用能群體和部門的節能意識。
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測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內任一線路，任一個路燈的定時 開關、強制開關、亮度調節，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能
6.3能源管理系統
針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、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計的各類建筑耗電數據。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。
構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動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，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網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、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絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監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，并能夠在出現細節隱患、發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電力監控與運維平臺
7.2后勤計費管理
7.2.1宿舍/商業預付費平臺
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防火門監控系統
7.4.4消防應急照明和疏散指示系統
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，并可實施遠程監控。是實現高校的用能科學管理，減少企業的管理量，提高控制能力，加強相關校園物業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生將起到十分積極的作用。
校園能源監控系統實現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，由單體節能轉變 為系統節能，由經驗化向科學定量化轉變，最終幫助高校實 現節能降耗的總體目標。
參考文獻
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國教育部 高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則[Z]
[2]校園能源監控系統設計.孫鯨鵬
[3]安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版
[4]安科瑞企業微電網選型手冊2021.10版
作者簡介
任運業，男，安科瑞電氣股份有限公司，從事高校綜合能效解決方案研究工作。
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