基于云平台管控的校园能效管理解决方案探讨

2022-08-29

范洪波

摘要 响应国家建设绿色校园的号召，应有效提高高校能源利用水平，促进高校能源资源的合理配置。针对高校校园能耗高的问题，本文以某校园建设智能综合能效管理平台的过程为例，详细介绍了平台建设系统、技术、功能和物理架构，以及能源数据收集、能源效率管理和能源运行监控。该系统的使用，合理提高了高校能源利用效率，促进了绿色校园建设建筑能耗管理，响应了国家建设“两型社会”和绿色校园的政策号召。

关键词 能效管理 节能减排高校云平台

一、简介

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。随着国民经济的发展，建筑能耗在社会总能耗中的比重稳步提高，能源压力对经济发展的制约日益明显。因此，降低建筑能耗迫在眉睫。高校作为大型事业单位的重要组成部分之一，建筑面积大、能耗高、能源浪费严重。响应国家政策号召，通过建立科学的校园能源管理体系，建设节约型校园，达到节能减排的目的，贯彻落实科学发展观，缓解能源压力目前我国面临的问题在一定程度上有助于实现经济的可持续发展。持续发展。高校是我国培养人才、促进科学进步的主要阵地。是培养人才的摇篮和科研工作的创新基地。我国高校深入开展经济型校园建设，弘扬勤俭节约的优良传统。节约的典范，营造节能、环保、绿色的校园文化氛围。因此，构建校园能源综合监控管理平台，实现校园能源的统一管理和集中管控，实现能源的可靠、稳定、清洁、合理供应，降低高校建筑能耗，显得尤为重要。 .

二、案例研究

以某大学为例，学校秉承“绿色、节能、可持续发展”的理念，先后在校园内建设了一批标志性、示范性的绿色节能项目。例如，校园历史保护地标建筑礼堂采用隧道风道新风预冷（加热）空调通风系统、座椅送风系统、建筑节能等节能系统和措施。围护结构的材料和隔热材料；新建的中和楼采用中庭复合通风、冰蓄冷空调、变频供水、地下停车场自然采光等节能系统和措施。太阳能光伏技术、地源热泵、低辐射节能外窗、建筑遮阳、屋顶绿化、光管、节能照明、辐射空调末端系统也应用于文苑大厦、旭日大厦、游泳馆游泳池、环境楼、教学楼、图书馆等建筑。在学生卫生间改造过程中，采用了太阳能供水、电蓄热锅炉、中水处理回用、洗浴废水热回收利用、IC卡使用系统等一系列合理的节能设备。

在水电系统方面，学校现有能源管理系统和远程抄表装置。远程抄表由专人维护，不仅实时监控电力系统数据，还保留数据记录。对于因网络故障等问题引起的暂态未测现象，能源管理中心将及时予以解决。供水系统方面，学校现有供水方式为市政供水，部分建筑采用中水循环系统。学校建立了各校区水表设备远程监控抄表系统，采集各楼、各部门的用水量数据。采集频率为每天一次，采集时间为每天0:00。

在空调系统方面，学校各栋楼的空调系统的运维由后勤部负责。操作人员通常只做简单的启停操作，具体的操作控制由设备自带的控制器来实现。这样的操作方式虽然便于操作管理，但并不能保证良好的运行状态。礼堂和行政大楼使用多连接和风冷热泵机组。控制系统是独立的。能效管理系统可以实时采集运行情况。通过集中控制、室内空调、分区管理优化，达到保证空调控制系统效果的前提。节省空调运行能耗。大多数教学楼和办公楼使用分体式空调。所有控制操作均由遥控器完成，学生和教职员工可根据需要进行控制。用户经常将温度设定值设置得太低或太高，使空调长时间处于超温运行状态，造成电能的浪费。另外，空调一直开着，即使不使用也会因为待机而耗电。

在照明系统方面，学校的建筑照明系统大部分是手动控制的，没有使用语音控制和光控等先进技术。因此，白天经常有明亮的走廊和使用内遮阳的办公室，而且仍然开着灯耗电，造成照明系统的大量耗电浪费。

使用安科瑞电气的“电子远传水表”，结合校园能效管理平台，对各个场景的用水量、水压等数据进行监控，并进行分区管理。为响应大学建设提出的新需求，在未来很长一段时间内，将继续发挥“领头羊”的作用。

三、平台介绍

随着能源转型的加速和电力改革的深入，为满足校园能源管理、节能降耗校园建设的新需求，安科瑞在计算领域积累了多年的能源管理经验、大数据、移动数据和电力参数传感技术，开发了教育行业能效管理综合解决方案-EDU，提供校园能耗实时在线监测、能耗数据统计分析、对标比对、性能分析、能耗排名、节能评价等功能。

2.1 系统架构

图1 安科瑞能效管理解决方案架构拓扑

安科瑞教育行业能效管理解决方案由设备层、传输层、数据层和服务层组成。

设备层（水表、电表、空调控制器等终端设备）通过RS485专线或无线（Lora）通讯组网。

传输层（边缘计算网关）可以通过RS485专线或无线通信采集终端数据，通过以太网或4G、NB等方式通过校园网将数据传输到数据层。

数据层（一般部署在校园服务器）处理传输层上传的数据，为服务层业务提供服务，可与校园一卡通系统及其他相关系统对接。

服务层（一般部署在校园服务器）提供数据查看、预付费管理、恶性负载管理、作息时间管理、分布式光伏监控等功能。

2.2 平台特点

图2-EDU校园综合能效管理平台驾驶舱展示

首页/综合数据：综合展示校园能耗概况，包括异常报警情况（异常数据/设备）、水电等能耗情况、校园3D模型定制、添加校园动态数据能耗展览。

图 3 - EDU 校园的 3D 模型

用电量综合监控：对校园内35KV-10KV-0.4KV各级用电量进行监控分析；进线及重点实验室电能质量监测分析；环境监测报警；可对变压器进行监控，确保用电安全稳定。

用水量综合监测：测量覆盖校园所有建筑的总进水量；对单体建筑进水量进行二次计量。个别实验楼进行三级测量监测。通过一、二、三级水表的测量数据可以实时分析水平衡，当出现异常水情时，可以立即报警。

商铺/宿舍预付费：校园内各类商铺的水电预付费管理。学生宿舍定期用电管控、违规用电监控和预付费用管理。

分布式光伏监控：提供光伏电站运行监控、逆变器运行监控、电站发电量统计、逆变器发电量统计、光伏电站配电监控、逆变器曲线分析等功能。

空调节能监管：实现空调能耗监测和分体式空调耗电监控。

路灯/照明智能监管：实现对室内照明和室外路灯的用电监测和照明控制，可根据预设逻辑进行自动管理或远程群控管理。

校园能耗分析：可实现能耗监管、能耗查询、能耗报警、能耗公告、能耗审计等功能，帮助学校清晰、直观地了解能耗情况，并协助学校做好审计宣传工作。

校园能耗分析报告：可分析综合能源消耗情况、整体监管和计量设备工作状态、同比数据、环比数据等，帮助学校了解综合能源校园效率。

综合移动端：相关人员可通过移动端随时登录能源管控系统，实现校园内各种能源系统的计量、监控、控制、状态反馈、报警等功能，以及校园水电等实时能耗。监督。

2.3 典型硬件

四、讨论与反思

在绿色校园建设中，传统的能耗采集管理方式存在即时性差、采集繁琐、自动化程度低等缺点，远远不能满足当前节能减排的管理需求。现有-EDU高校能效综合管理平台等学校能耗监测平台完善了电能计量数据的采集、统计和分析系统，实现了宿舍、商店用电预付费管理，对路灯、空调等公共设备和用水进行管控。综合监管等功能对校园节能减排具有重要的现实意义。因此，建立功能齐全、计量准确、可靠性和效率高的综合能效管理平台，是改变高校用能粗放式管理，实现校园节能减排目标的迫切需要。

同时，作为传播新技术、新思想的重要基地，学校将通过这样的管理方式，将节能理念贯穿于校园建设和学生教育中，让节能成为一种习惯，以节俭为美德，具有深远的教育意义。