基于分項(xiàng)計(jì)量的校園能源監(jiān)管平臺解決方案設(shè)計(jì)

時(shí)間：2023-06-26作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：35

摘要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國家機(jī)關(guān)辦公和大型公共建筑高耗能的問題日益**，如何解決能耗己成為一個(gè)國家總能耗的重要組成部分。學(xué)校是肩負(fù)著教育、科研和社會服務(wù)重任的基地，也是資源能源消費(fèi)的大戶，目前校園的能耗、水耗抄表數(shù)據(jù)不完整，造成管理不到位、能源利用存在較大的浪費(fèi)現(xiàn)象。為了確保學(xué)校正常教學(xué)與科研的能源需求，節(jié)能降耗是首要任務(wù)。因此建設(shè)節(jié)約型校園對建設(shè)節(jié)約型社會具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：節(jié)約型高校；能源監(jiān)管平臺；解決方案

能源監(jiān)管平臺的意義

根據(jù)《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則》（試行）規(guī)定，學(xué)校應(yīng)高度重視建設(shè)節(jié)約型校園的工作，建立和完善節(jié)約型校園的建設(shè)管理組織，為持續(xù)地開展節(jié)約型校園建設(shè)工作提供協(xié)調(diào)和貫徹落實(shí)的組織**。

校園能源監(jiān)管平臺是能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能耗監(jiān)測、能效公示、節(jié)能優(yōu)化綜合推進(jìn)的系統(tǒng)工程，其**目標(biāo)是通過節(jié)能監(jiān)管平臺實(shí)現(xiàn)全校能耗數(shù)據(jù)化、管理動態(tài)化、數(shù)據(jù)可視化和節(jié)能指標(biāo)化。

能源監(jiān)管平臺的建設(shè)

能源監(jiān)管平臺是節(jié)約校園建筑監(jiān)管體系的技術(shù)平臺，也是推動校園建筑節(jié)能工作的重要管理工具。該監(jiān)管平臺由計(jì)量表具、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理軟件等組成，具備能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和通信、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表管理、指標(biāo)比對、圖表顯示、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)上傳等功能，以滿足校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求。

能源監(jiān)管平臺可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理后，通過互聯(lián)網(wǎng)將其上傳到省/市級數(shù)據(jù)庫，也可上傳到較高層數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、展示，并將**出國家標(biāo)準(zhǔn)用量的能耗數(shù)據(jù)所對應(yīng)的能耗種類采取相應(yīng)措施，實(shí)行節(jié)能降耗處理。

3.能源監(jiān)管平臺的方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)將對校園的教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、禮堂、圖書館、宿舍、食堂等公共建筑進(jìn)行建筑能耗采集（含：水、電、氣、暖）。鑒于校園網(wǎng)已經(jīng)覆蓋到了校園內(nèi)的每一棟大樓，系統(tǒng)設(shè)計(jì)由校園網(wǎng)、GPRS無線遠(yuǎn)傳及RS485串行通信3種方式組合而成。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了校園網(wǎng)布線簡易、快速的優(yōu)勢；對于不易布線的場所采用GPRS無線傳輸技術(shù)，施工簡單，抄表方便，特別適用于老校區(qū)改造，現(xiàn)場儀表采用總線方式，傳輸遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，易于管理。

4.能源監(jiān)管平臺的結(jié)構(gòu)及功能

1）低壓配電監(jiān)測系統(tǒng)。

低壓配電系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集電氣設(shè)備的模擬量（電流、電壓、功率、頻率、電度、溫度）和開關(guān)量（斷路器及隔離開關(guān)位置信號、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號等）。并將采集到的模擬量與開關(guān)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以圖表方式顯示。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①系統(tǒng)可顯示實(shí)時(shí)電流、電壓、功能曲線，諧波柱狀圖。實(shí)現(xiàn)變配電所無人值班的設(shè)計(jì)要求。

②可實(shí)現(xiàn)模擬量越限報(bào)警和開關(guān)量狀態(tài)變位報(bào)警，監(jiān)控系

統(tǒng)自動推出相關(guān)畫面及聲音報(bào)警，所有報(bào)警事件可查詢與打印。

③系統(tǒng)直觀展示年、月、日能耗總量，對標(biāo)分析等，并可根據(jù)管理需求動態(tài)配置展現(xiàn)內(nèi)容。

④系統(tǒng)畫面、報(bào)表支持在線編輯，保系統(tǒng)在修改時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)仍然連接運(yùn)行。

校園能源監(jiān)管平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2）供暖控制管理子系統(tǒng)。

根據(jù)校園建筑物的分布，選擇測控點(diǎn)在供暖管進(jìn)出口符合要求的直管段上，將控制器就近安裝，實(shí)時(shí)控制管理。系統(tǒng)根據(jù)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或樓層溫度自動調(diào)節(jié)電動閥，使樓層溫度處于規(guī)定范圍內(nèi)，也可通過設(shè)置在室內(nèi)的無線溫度傳感器（可以設(shè)置若干點(diǎn)）來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)電動閥門的控制?？稍O(shè)定非教學(xué)時(shí)間段溫度，使大樓內(nèi)溫度保持在比較低的溫度范圍，從而節(jié)約熱能消耗。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度，管理人員可實(shí)時(shí)查詢校園區(qū)各建筑的進(jìn)水溫度、回水溫度以及溫濕度變化。

②可以使校園供熱區(qū)域內(nèi)各支路進(jìn)出口溫度，按照不同溫度和不同時(shí)間，進(jìn)行任意分時(shí)、分溫調(diào)整，如教學(xué)樓放學(xué)后，宿舍晚間等供暖溫度。

③集中自動控制，所有閥門都可自動控制，給整個(gè)校區(qū)供暖控制提供了很大的便利。

④可以查詢供暖系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，以圖表方式顯示，可導(dǎo)出并打印，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，較合理的管理校園暖濕度。

3）空調(diào)監(jiān)控管理子系統(tǒng)。

考慮到很多校園建校年代比較早，本系統(tǒng)兼容多種品牌型號空調(diào)，系統(tǒng)可采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)監(jiān)視等功能。這樣可減少由于人為原因未及時(shí)關(guān)閉空調(diào)帶來的能耗損失。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①系統(tǒng)可設(shè)定空調(diào)的啟動與關(guān)閉時(shí)間，可在上課或放學(xué)統(tǒng)一控制空調(diào)。

②可自定義溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度**過設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉該房間空調(diào)；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定時(shí)，再啟動空調(diào)。

③當(dāng)空調(diào)持續(xù)滿負(fù)荷工作時(shí)，室內(nèi)溫度還沒有下降，系統(tǒng)將自動報(bào)警，提示管理人員及時(shí)去現(xiàn)場檢查故障。

④系統(tǒng)可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，自動統(tǒng)計(jì)任意時(shí)間段各空調(diào)的用電量，對同一匹數(shù)的空調(diào)機(jī)的用電量進(jìn)行排序。

4）照明節(jié)能控制子系統(tǒng)。

由于很多校園內(nèi)照明使用人工控制，使得很多場所照明得不到很好的管理與控制，造成了不必要的能源消耗。該系統(tǒng)主要包括調(diào)光模塊、智能開關(guān)、智能傳感器、手持式編程器等幾大部件組成。其中智能開關(guān)含用通訊模塊，可控制照明系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)，組成現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)；通過智能傳感器（光線傳感器、時(shí)間控制器、移動傳感器、聲控傳感器）檢測區(qū)域內(nèi)照明情況，并將數(shù)據(jù)傳遞到照明系統(tǒng)中進(jìn)行分析，從而自動或手動控制校園照明。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①正常上課時(shí)，可定時(shí)設(shè)定開啟/關(guān)閉時(shí)間，并可設(shè)置成周模式，有效管理教學(xué)與非教學(xué)時(shí)間照明控制。

②對于光照強(qiáng)度特殊的教室，系統(tǒng)可以單獨(dú)設(shè)定該房間照明。

③系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制教室、操場、圖書館、宿舍等任意場所。

④系統(tǒng)監(jiān)測照明回路電流，判斷各場所燈使用情況，并可及時(shí)發(fā)現(xiàn)照明燈故障。

⑤系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)人數(shù)和照明燈數(shù)量，智能控制一片區(qū)域燈亮滅。

⑥通過校園作息自動開關(guān)燈，可以切換成手動模式，較靈活的控制照明燈。

⑦系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示每路照明系統(tǒng)的使用狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)。

⑧系統(tǒng)可保存歷史數(shù)據(jù)，提供查詢與打印。5）給水管理控制模塊。

校園內(nèi)給水系統(tǒng)主要包括生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)。生活用水系統(tǒng)主要提供餐飲、洗浴等用水。生活給水主要為所有學(xué)生公寓和教室宿舍安裝IC卡預(yù)付費(fèi)水表，可以與校園一卡通（食堂就餐、淋浴控制、圖書館借閱、考勤管理等）共用，方便管理，科學(xué)計(jì)費(fèi)，杜絕浪費(fèi)。并在衛(wèi)生間安裝紅外感應(yīng)沖水器，自動控制沖水，沖水時(shí)間可根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)定時(shí)間長度和金額分段進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

②計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可根據(jù)水流量大小，按照預(yù)定費(fèi)率進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

③提供各種形式的報(bào)表統(tǒng)計(jì)，查詢及打印功能。

6）路燈監(jiān)控管理子系統(tǒng)。

路燈工作于校園室外，有時(shí)會遇到惡劣天氣，*發(fā)生故障。該系統(tǒng)采用GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對路燈的聯(lián)網(wǎng)通訊，保護(hù)路燈的可靠運(yùn)行?？蓪?shí)現(xiàn)對校園內(nèi)街道內(nèi)每一盞路燈的定時(shí)開關(guān)，強(qiáng)制開關(guān)。該系統(tǒng)還考慮天氣對光照度的影響，監(jiān)控設(shè)備根據(jù)光照度的變化自動調(diào)整開關(guān)燈的時(shí)間。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

①該系統(tǒng)可預(yù)設(shè)多種時(shí)間控制模式，包括普通模式、節(jié)日模式、周模式、日出日落開關(guān)燈模式等。

②具有分組功能，可對不同區(qū)域及設(shè)備進(jìn)行分組。

③可通過選控方式，將飾燈逐點(diǎn)控制，較增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。

④當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到數(shù)據(jù)異常時(shí)，可在電子地圖中顯示到相應(yīng)位置，便于管理人員進(jìn)行維護(hù)。

⑤可采用路燈智能控制高壓器，保持路燈電壓相對穩(wěn)定，減少路燈的損壞。

⑥系統(tǒng)可將采集到的路燈運(yùn)行參數(shù)以圖表方式顯示，并可查詢打印。

⑦自動計(jì)算亮燈率，根據(jù)電壓、電流、功率因數(shù)的變化進(jìn)行亮燈率估算。

校園能源監(jiān)管平臺結(jié)構(gòu)圖

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(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，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(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)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(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

5.2應(yīng)用場所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不**業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1系統(tǒng)概況

平臺運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)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(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗同環(huán)比對比。

5.3.3用能統(tǒng)計(jì)

 對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

5.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

5.3.5同比分析

對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)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*時(shí)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(biāo)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(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對比，支持導(dǎo)出報(bào)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(yùn)行。

5.3.9用戶報(bào)告

用戶報(bào)告針對選定的建筑自動統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

系統(tǒng)硬件配置

應(yīng)用場景	型號	圖 片	保護(hù)功能
建筑能耗管理系統(tǒng)	Acrel-5000web		采用泛在物聯(lián)、云計(jì)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)、統(tǒng)計(jì)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(jì)算機(jī)平臺，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息系統(tǒng)中終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)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(jìn)線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計(jì)，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(jì)，當(dāng)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(shí)，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(fèi)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(jì)量及考核管理，提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。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(shí)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)，SA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(shí)時(shí)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，可鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)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(jī)實(shí)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(fèi)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，可鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)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(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	DDSD1352		DDSD1352單相電子式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時(shí)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(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。
	DDS1352		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計(jì)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(jì)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(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)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(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表		計(jì)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)語

隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人類社會正從工業(yè)時(shí)代闊步邁向信息時(shí)代。校園管理要走出校園，掌握新技術(shù)，用分析和運(yùn)用現(xiàn)代化管理手段進(jìn)行校園能源管理，實(shí)現(xiàn)了對校園內(nèi)各種能源消耗的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能源的優(yōu)化調(diào)度和管理，為校園的管理、節(jié)能、降耗及提高校園文化水平發(fā)揮了重要的作用。

參考文獻(xiàn)

高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則（試行）.

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施美芬.校園能源監(jiān)管平臺解決方案


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