龔永波
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗和環(huán)境污柴問題日趨嚴重，節(jié)能和減排工作還步成為用能單位關(guān)注的點。投有行業(yè)作為社會重要的組成部分，同時也是重要的能源消耗大戶。因此，全國高校已經(jīng)逐步把建設(shè)綠色校園作為主要任務(wù)，從管理節(jié)能概念入手，建設(shè)校園節(jié)能和能耗監(jiān)管系統(tǒng)，促進學(xué)校長期良性的快速發(fā)展。“校園能耗監(jiān)測管理平臺”的建設(shè)為高校提供了校園能耗與監(jiān)測的一個管理平臺，確保校園正常救學(xué)、科研的能源需求和實現(xiàn)有效節(jié)能。
關(guān)鍵詞：校園；能耗；能耗監(jiān)測；管理平臺；數(shù)據(jù)采集
1引言
隨著全國高校進一步推動節(jié)約型校園建設(shè)，提高能源管理水平，近百所高校依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和聯(lián)合出臺的《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則》和《高等學(xué)校校園建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》的要求，積極建設(shè)“校園能耗監(jiān)測管理平臺”。某工業(yè)大學(xué)長安校區(qū)建設(shè)節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平臺，用以掌握校園建筑能耗的實時數(shù)據(jù)，對校園各種能源系統(tǒng)進行分布式監(jiān)控與集中管理。通過節(jié)能監(jiān)管平臺可實現(xiàn)校園(部分樓宇)用能的實時在線分類，分項，分戶監(jiān)測和計量，自動化節(jié)能控制，能耗數(shù)據(jù)自動采集與存儲，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、數(shù)據(jù)遠程傳輸，數(shù)據(jù)顯示和打印，數(shù)據(jù)顯示發(fā)布等，使學(xué)校能源管理部門對能源系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控與管理:為校園節(jié)能降耗研究，設(shè)計與改(建)造提供參考數(shù)據(jù):對已實施節(jié)能改造的建筑提供節(jié)能效果參考數(shù)據(jù)。
2監(jiān)管平臺簡介
能耗監(jiān)測管理平臺軟件是校園節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的核心，常電股份能耗監(jiān)管平臺軟件滿足校園能源管理需求，符合《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則》和《高等學(xué)校校園建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》中有關(guān)能源統(tǒng)計、審計及監(jiān)管技術(shù)要求。平臺構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)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，能科學(xué)的控制能耗設(shè)備的運行方式，給出好的的能耗運行方案。
2.1校園能耗監(jiān)測管理平臺設(shè)計構(gòu)架和功能要求
能耗監(jiān)測管理平臺由一套包含操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件具備數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計、分析及管理的應(yīng)用軟件組成，具備以下基本功能。
(1)平臺總覽：多面展示學(xué)校節(jié)能監(jiān)管的整體情況。
(2)能耗實時監(jiān)測：實時監(jiān)測校區(qū)，部門，建筑及計量表具的水，電等數(shù)據(jù)情況。
(3)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計：對能耗數(shù)據(jù)規(guī)范報表統(tǒng)計，自動生成統(tǒng)計表單，可便捷查詢有關(guān)數(shù)據(jù)。
(4)能耗分析引擎：提供能耗趨勢及能耗數(shù)據(jù)的同期、同類、分項和分部門比較。
(5)能耗數(shù)據(jù)上報：滿足上報技術(shù)規(guī)范要求，對接陜西省數(shù)據(jù)能耗平臺并按要求上傳。
(6)診斷預(yù)測評估：提供節(jié)能診斷、超限報警、能耗預(yù)測、節(jié)能管理測評等常用管理功能。
(7)能耗定額管理：提供能耗定額分配、追加、修改報警、事件記錄及使用明細查詢功能。
(8)報修維護管理子系統(tǒng)：實現(xiàn)網(wǎng)上報修、報修處理流程、報修查詢，報修統(tǒng)計分析等。
(9)能源審計報告：可新增、編輯、生成審計報告。
(10)學(xué)校能耗公示：按能耗公示要求，可進行社會公示或校園內(nèi)部公示。
(11)變電所監(jiān)控子系統(tǒng)：實現(xiàn)與能耗平臺無縫的對接。
(12)路燈控制子系統(tǒng)：實現(xiàn)與能耗平臺的無縫對接。
(13)系統(tǒng)集成：實現(xiàn)后擴展系統(tǒng)的對接。
2.2校園能耗監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)構(gòu)成
2.2.1平臺系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計思路
(1)某工業(yè)大學(xué)能耗監(jiān)管平臺，設(shè)計包括計量表具，數(shù)據(jù)采集器設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器，管理平臺軟件等形成完整的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)，以便更好地支持平臺的多功能擴展，保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定和平臺多角色分權(quán)限使用等多種實用效果。
(2)平臺系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計遵循節(jié)能管理理念與客觀規(guī)律，按照節(jié)能管理的理念、和要求，理順系統(tǒng)框架內(nèi)容的先后順序，使管理人員在系統(tǒng)操作中能夠按照能源管理的思路、要求與規(guī)律，對全校的電力，燃氣以及水資源合理利用進行有效的管控。
(3)能耗軟件兼容性強，協(xié)議開放，軟件操作界面簡單、方便、易于維護，同時保證監(jiān)管平臺項目的完整性和后續(xù)擴展的空間。
2.2.2系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計要求
（1）平臺系統(tǒng)的信息采集，以各類單體建筑為基本單元安裝各種儀表及信息采集器具。硬件計量系統(tǒng)，負責(zé)計量數(shù)據(jù)采集，硬件控制的實現(xiàn)，狀態(tài)信息的表達等，網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng)負責(zé)硬件計量系統(tǒng)和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)交互。
（2）平臺系統(tǒng)應(yīng)具備能耗數(shù)據(jù)實時采集，香詢和通訊，遠程傳輸，自動分類統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析，指標比對、圖表顯示、報表管理、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)上傳、設(shè)備管理等功能，滿足校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求。
（3）平臺系統(tǒng)主要有能耗監(jiān)管平臺:電能計量監(jiān)管系統(tǒng)系統(tǒng):給水管網(wǎng)監(jiān)測管理，低壓配電監(jiān)測管理系統(tǒng)，智能照明監(jiān)測管理系統(tǒng)組成。
3校園建筑耗能分析
3.1校園建筑電耗分項分類分析
校園建筑分類能耗中電耗比例大，是校園建筑節(jié)能監(jiān)管的重點。
3.1.1按用電系統(tǒng)分類將電量分為如下4項實施分項電耗數(shù)據(jù)采集：1照明插座用電：2空調(diào)用電：3動力用電：4特殊用電。其中，特殊區(qū)域用電是指不屬于建筑物常規(guī)功能的用電設(shè)備的用電，特殊用電的特點是能耗密度高、占總電耗比重大的用電設(shè)備及設(shè)施。特殊用電設(shè)施一般包括信息、廚房餐廳、游泳池，實驗室或其它特殊用電設(shè)施，特殊用電設(shè)備指校園內(nèi)大型高耗電科研設(shè)備。對此建立專門的設(shè)備設(shè)施“耗電臺帳”做好耗電公示，加強用電管理。對動力用電和空調(diào)用電應(yīng)采用多功能電能表計量和監(jiān)測，監(jiān)測和計量其三相電流、電壓、有功功率，有功電度、無功功率、無功電度，有功功率因數(shù)、頻率、總話波含量功能。提高用電質(zhì)量，確保用電安全。
3.1.2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(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。
3.1.3按學(xué)校部門劃分進行采集和統(tǒng)計的部門耗電數(shù)據(jù)。將依據(jù)《學(xué)校用電定額管理辦法》和《學(xué)校能源管理辦法》，加強用電管理，避免不合理用電及浪費。
3.2校園建筑水資源消耗分類分析
校園內(nèi)使用的水資源主要有全校區(qū)實驗大樓、體育館、工程訓(xùn)練、人經(jīng)學(xué)院、管理學(xué)院、計算機學(xué)院、自動化學(xué)院、理學(xué)院，土木力學(xué)學(xué)院，電子信息學(xué)院，動力學(xué)院，游泳館，游泳池、污水廠、天然氣站等樓宇計量監(jiān)測。
3.2.1校園內(nèi)水資源消耗的具體分類為
行政辦公建筑、教學(xué)樓建筑、科研樓建筑、圖書館、綜合樓建筑、場館建筑、食堂餐廳學(xué)生宿舍、學(xué)生浴室(開水房)，大型或特殊實驗室、校醫(yī)院交流、校園綠化、景觀用水等。采用常電股份“電子遠傳水表”，該水表具有監(jiān)測和計量的功能，主干管上大口徑水表應(yīng)具有監(jiān)測和計量流量、水壓等數(shù)據(jù)，進行分類計量，分類管理。
3.2.2校園內(nèi)水資源消耗實行分類計量
各計量點明確了計量責(zé)任單位，負責(zé)計量點所消耗的水量。同時，學(xué)校應(yīng)制定《學(xué)校用水計劃管理實施細則》，實行用水總量控制，計劃管理，季度考核，定期公示，公眾監(jiān)督，控制過度用水和浪費的現(xiàn)象。
3.3利用“管理平臺”設(shè)計水平衡測試方案
依據(jù)管理平臺的功能設(shè)計，將學(xué)校的給排水管網(wǎng)圖輸人管理平臺用水系統(tǒng)管理軟件，建立學(xué)校地下水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。在給排水管網(wǎng)系統(tǒng)合理設(shè)計計量監(jiān)測采集點，通過分階段，分層次，分區(qū)域采用一次平衡法進行水平衡測試，通過軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，即可測算校園用水綜合漏失率、排水率、廢水回用率以及學(xué)生日人均綜合用水量，日人均生活用水量和校園綠化單位面積耗水量等用水考核指標:同時通過實時采集監(jiān)控，減少管網(wǎng)系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”，降低學(xué)校用水綜合漏失率，實現(xiàn)通過水平衡測試達到節(jié)水減排的目的。
4依托管理平臺制定節(jié)能措施，達到節(jié)能降耗的目的
某工業(yè)大學(xué)長安校區(qū)節(jié)能監(jiān)管平臺項目建設(shè)保證可靠，質(zhì)量好，操作維護方便，充分滿足席主要求。實現(xiàn)校園用能的實時在線分類，分項，分戶監(jiān)測和計量，自動化節(jié)能控制能耗數(shù)據(jù)自動采集與存貯，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、數(shù)據(jù)遠程傳輸數(shù)據(jù)顯示和打印，數(shù)據(jù)顯示發(fā)布等，使學(xué)校能源管理部門對能源系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控與管理，為校園節(jié)能降耗研究，設(shè)計與改(建)造提供參考數(shù)據(jù)，對已實施節(jié)能改造的建筑提供節(jié)能效果真實數(shù)據(jù)。
4.1實行用電定額管理
依據(jù)管理平臺計量統(tǒng)計、分析對比功能，對校園各學(xué)院部門，直屬單位及經(jīng)濟實體等根據(jù)不同的耗電性質(zhì)，如辦公，教學(xué)，科研及經(jīng)營等的實際耗電量，結(jié)合理論計算的耗電量，通過不斷修訂，制定出各部門科學(xué)合理的“用電定額”。堅持定額管理，超額自付，節(jié)余留用的原則，經(jīng)濟實體應(yīng)全額自付，避免過度用電和開口耗電的現(xiàn)象。
4.2實行校園用水計劃指標管理
根據(jù)校園內(nèi)水資源消耗的具體分類，結(jié)合各類建筑的面積人員流動量，工作時間等因案，以及實際的耗水情況分析推算制定出校園內(nèi)各類用水的年度計劃指標，季度計劃指標，月計劃指標。借助管理平臺實時監(jiān)控，在計劃指標5%內(nèi)上下浮動為正常用水情況，超出時應(yīng)及時查找原因，堵塞漏洞。
5安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
5.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。
5.2應(yīng)用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護。
5.3系統(tǒng)功能
5.3.1系統(tǒng)概況
平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。
5.3.2用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。
5.3.3用能統(tǒng)計
對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。
5.3.4復(fù)費率統(tǒng)計
復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
5.3.5同比分析
對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。
5.3.6能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。
5.3.7夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。
5.3.8設(shè)備管理
設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運行。
5.3.9用戶報告
用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。
6系統(tǒng)硬件配置
|
應(yīng)用場景 |
型號 |
圖 片 |
保護功能 |
|
建筑能耗管理系統(tǒng) |
Acrel-5000web |
|
采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
|
智能網(wǎng)關(guān) |
ANet-1E2S1 |
|
采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
|
高壓重要回路或低壓進線柜 |
APM810 |
|
具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
|
APM520 |
|
三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。 |
|
|
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜 |
AEM96 |
|
三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
|
動力柜 |
ACR120EL |
|
測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
|
DTSD1352 |
|
DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
|
|
AEW100 |
|
三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
|
照明箱 |
DTSD1352 |
|
DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
|
DDSD1352 |
|
DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。 |
|
|
DDS1352 |
|
單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P |
|
|
ADW300/4G |
|
計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。 |
|
|
ARCM300T-Z-4G |
|
三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
|
|
給水管道 |
水表 |
|
計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
7結(jié)論
常電股份校園建筑節(jié)能監(jiān)測管理平臺，有效的為高等學(xué)校的能源管理，節(jié)能工作及節(jié)約型校園建設(shè)，提供了一個而科學(xué)的管理平臺。使高校的能源管理及節(jié)能工作走上了精益化管理之路，助力高校后勤管理工作步入科學(xué)發(fā)展的道路。
【參考文獻】
[1]朱云.西北工業(yè)大學(xué)校園能耗監(jiān)測管理平臺應(yīng)用案例分析[J].科綠色校園節(jié)能建設(shè).
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.
作者簡介：
龔永波，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，Email: 28801392115@qq.com QQ:2881392115
