高校校园节能管理压力大高校节能技术和运行调控

2023-01-17

摘要： 高校建设智能化电力能源管理系统，实现高校电力能源消耗的实时监测、分析、预警和辅助决策。 系统通过能效管理技术监控各设备的用电量，通过数据采集、整合、汇总实现能源绩效管理。 系统从大局出发，统筹控制电力设备的安全稳定运行，实现设备电力参数的实时采集，并通过标准通信接口将数据上传至能源管理系统和成熟的校园网，进而实现对电力设备的全面有效监控。 监控。

关键词：能耗监测； 能耗管理； 能源管理; 高校节能

0 前言

大学是集教学、科研、生活为一体的大型园区。 它们人口密度大，建筑功能类型多，能源消耗大。 高校校园节能管理压力大，高校节能技术和运行规范普遍存在以下问题：（1）缺乏合理可行的指标。 现有指标反映了宏观层面的综合能耗，年度静态评价方法无法实现高校能耗事前预测和事中判断的动态评价。 （2）缺乏集“校园能耗监测、数据分析、节能管理”于一体的能耗监控系统，实现能源精细化管理。 现有管理方式仅依赖四大分项的计量体系能耗管理系统soohou，基于单体建筑而非整个园区，粒度过大，无法实现不同用能空间的技术对标和能源使用系统。 (3)缺乏适合高校特点的节能技术和智能控制策略。 因此，有必要建立校园能耗精细化管理的节能评价指标体系，一套完整的节能监测系统技术，适合高校节能的技术体系。 精准诊断、适宜技术研发、智能管控策略优化”综合节能技术及应用示范。

1 “校园总能耗+功能建筑能耗”双控指标体系

确定高校能耗特征体系，包括指标类型、主要能耗类型、不同类型高校典型能耗指标、不同功能建筑类型能耗水平分布、能耗分项比例不同类型的高校，总体逐月能耗特征。 建立了以不同功能建筑能耗为评价指标的评价方法，完善了现行高校以能耗总量为评价指标的能耗评价体系，形成了“总量”双控指标体系。校园能耗+功能建筑能耗”。

2 校园能耗监测、能源评估与节能诊断成套技术

引入企业服务总线（Bus，ESB）搭建能耗监控平台，维护各系统数据分布状态，将校内各系统数据通过协议打包成一个服务，注册到ESB，统一提供通过ESB提供数据服务，通过统一的数据接口为用户提供多样化的服务，实现数据的逻辑融合。系统投资小，大大降低了数据搬迁难度，数据准确性高，适用于高校能耗监控平台建设

3 精细化能源管理的动态定额计算和智能化能耗报警方法

引入适合实时计算的高精度支持向量机（SVM）算法，通过对历史能耗时间序列和气象数据建模，预测未来能耗。 将预测值作为动态配额指标，提高能源配额管理效率。 准确性。 在实际运行中，以与预测定额密切相关的历史能耗数据和气象数据作为模型的输入，利用SVM算法建立预测模型。 使用默认的RBF核函数，SVM预测的相对误差可以降低到1.89%，有利于工程实现。

基于水电能耗数据、机电系统运行数据、重点区域监测数据和气象环保数据，形成主要用能系统健康安全状态智能评估，并进行用能报警具有自适应能力的系统已经开发出来。 实现通过手机、大屏、手持终端等多种方式向维修服务人员实时发送报警信息。

4 适应高校能源消费特点的节能智能控制系统

4.1 高校常用空调一站式智能服务平台

实现对空调自身状态和各房间实时温湿度的采集，同时实现功率的按区域（如按房间、楼层、部门、楼）或时间（例如按日、月和年）。 基于物联网，建立了基于气象参数、用户能耗时间、行为模式、室内温湿度要求的针对不同建筑功能的空调智能集中控制优化方案，并进行健康状态监测和预警提供故障数量，完成全过程数字化管理，实现学校对空调能耗的精准控制。

4.2 学生公寓热水系统及优化控制策略

建立分布式太阳能集热器、空气源热泵和燃气锅炉的集中系统和优化控制策略。 夏季在太阳能集热器与水箱之间增加回路，充分加热系统各水箱内的储水，解决太阳能集热器水箱过热但时间过长造成的热浪费现象供水用不上去，实现太阳能的最大利用。 冬季，通过建立水温、水位、比热容等参数的耦合计算模型，根据每小时的热量需求形成空气源热泵启停策略，进行动态精准控制. 在满足水位要求的前提下，空气源热泵只有在储存的水热不满足需求时才开启，大大减少了空气源热泵的启动时间。

4.3 基于室内温度、湿度和照度的遮阳百叶智能控制策略

结合采光特点、外窗形状及开启方式，完成对高校图书馆温度、湿度、照度、室内照明等环境参数的监测。 根据夏季方位角和仰角对遮阳的影响以及建筑物的光环境特点，建立遮阳的控制角度和策略，实现监控系统的自动控制调节。

5 建立适合校园园区场地特点和能耗特点的新能源综合技术体系

创新建立“光伏发电、遮阳、组件集成+停车场”一体化系统，具有光伏发电、遮阳、新能源汽车充电、停车场等综合功能。 建设光伏发电在线监测平台，对发电量进行分时计量和存储。 基于校园地处海边，常年风大的特点，选择了具有扭矩抵消功能的风光互补系统来保护风力发电机组。 选用高能蓄电池和小功率光源，满足持续照明能力和抗阴雨天气能力。

6 安科瑞电气推出高校能效管理解决方案---EDU校园综合能效管理平台

6.1 平台概览

-EDU校园能效综合管理解决方案，为高校提供校园能源统计、物流计费管理、校园运维管理等信息化管理平台。从分析高校当前和未来的能源使用问题和能源需求统一需求下的“源、网、荷、储、充”多视角、“实现能源互补、信息互通”等管理模式。 助力学校管理智能化、数字化、综合化，实现校园节能、绿色、低碳。

6.2 平台组成

- EDU高校综合能效管理平台采用开放式分层分布式网络结构，主要由设备层、传输层、数据层和应用层组成。 -EDU大学综合能效平台提供校园能耗实时在线监测、能耗数据统计分析、空调智能管理、能耗排名、节能评价、宿舍恶性负荷监测等功能.

6.3 平台架构

图1 安科瑞能效管理解决方案架构拓扑图

7 大学综合能源效率解决方案

7.1 校园电力监控运维

整合设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行、集中控制、集中监控、数字化巡检、移动运维，重新优化整合团队，减少人力配置。

7.2物流计费管理

采用先进的网络抄表支付管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、刷卡等多种充值支付方式，以及可以设置补贴。 通过能源付费管理，培养用能群体和部门的节能意识。

7.2.1 宿舍用电管理

学生宿舍用电管控：基本用电定额、定时开关机功能可批量下发；

可识别恶性负载，检测违规用电，获取违规用电的行程记录。

7.2.2 储存水电费

校园超市、商店、食堂等个人用水、用电预付费管理

7.2.3 充电桩管理平台

在“源、网、充、储、充”的信息能源结构中，充电桩缺一不可。 充电桩应用管理也是校园生活服务中不可或缺的一部分。

7.2.4 智能照明管理

通过对高校路灯的全局监控，提供路灯的灵活智能管理，实现校园内任意线路任意路灯定时开关、强制开关、亮度调节，定时控制灵活设置确保路灯照明智能控制的方案。 高效节能。

7.3 能源管理体系

对校园水、电、气等接入能源进行统计分析，包括同比分析、环比分析、损耗分析等，了解能源消耗总量和能源流量。

根据校园建筑分类，收集统计各类建筑的用电量数据。 如办公楼、教学楼、学生宿舍等用电量，分类分析数据，提供领导决策，提高管理效率。

建立符合校园节能监管内容和要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集，自动生成多种形式的报表、图表和系统的能耗审计报告，并能监控节能运行状况——消耗设备并设定控制策略以达到节能目标。

7.4 智能消防系统

智慧消防云平台以物联网、大数据、云计算等现代信息技术为基础，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智能烟感探测器、智能消防水利等设备连接成网络，并通过云平台对这些设备进行消防信息的实时动态采集、数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现火灾科学预警、网格化管理、实施多责任监管。 实现无人值守智能消防，实现智能消防“自动化”、“智能化”、“系统化”要求。 从防火，到火灾报警，再到控制联动，运行在一个统一的系统平台上，用户、安保人员、监管单位可以通过该平台直观地看到每栋楼内各种消防设备和传感器的状态。 遇有详细隐患、火灾等紧急和非紧急情况，可在几秒内，通过手机短信、语音电话、邮件提醒、APP推送等方式快速发送相关报警和事件信息。 及时通知相关人员。

8.平台部署硬件选择

8.1 电力监控运维平台

8.2物流计费管理

8.2.1 宿舍/商业预付费平台

8.2.2 充电桩管理平台

8.2.3 智能照明管理

8.3 能源管理体系

8.4 智能消防系统

8.4.1电气火灾监控系统

8.4.2 消防设备供电监控系统

8.4.3防火门监控系统

8.4.4 消防应急照明及疏散指示系统

9 结论

本文以作者所在大学为背景，提出了构建高校电力能源智能管理系统的设想。 通过分析高校电力能源管理存在的不足,为高校电力系统改造和智能化管理系统建设提出有针对性的建议。 运用大数据分析管理手段，确保电能的高效利用，实现高校节能减排目标，建设绿色校园。

【参考】

【1】徐强． 泛丽高校校园综合节能技术研究与应用[J].上海建筑科学研究院有限公司, 2019,

【2】高校综合能效解决方案2022.5版。

【3】企业微电网设计与应用手册2022.05版。

智慧能源管理系统的主要功能是能够自动监控和管理设备，使整个系统或设备保持良好的运行状态，帮助客户提供节能的工作环境，逐步提高节能效果，降低建设成本. 通过在线数据采集和上传数据信息，实现对能源介质的监控和管理。

1.能源管理

维护监控区域内用能设备基础数据，可以确定数据传输，监控用能设备工作状态，室内温度采集，设备运行是否异常。 根据用户的具体需求，对设备进行分时段监控。 如出现故障或异常现象，可及时通知管理人员进行维修处理，使设备统一管理，合理使用能源，节约能源。

2、故障预测

通过3D可视化和数据孪生建立循环模型，对用能单元进行故障预测，打破原有的管理方式，优化改进多个环节的流程。

能耗质量在线监测

3.能耗报告

可支持根据用户需求自定义Web界面，并可定时将能源报表传送至指定邮箱，并可生成或下载报表。

4、预警管理

当能耗异常，超过阈值或预算值时，触发告警管理，可查询或导出数据，支持邮件或短信发送，可评估和优化告警事件盐城能耗管理系统价格表，实现闭环管理.

5、大屏耗能

可多维度显示大屏幕，直观显示能源消耗趋势、指标、节能水平和二氧化碳排放量，可帮助管理者实现节能目标的持续管理。

6、集中管理

能够从企业的角度对能源的基本需求进行监控和管理，满足能源过程系统分散特性和能源管理集中监控的客观需求，有利于企业的长远发展。

CONST能耗数据报告

七、电量监控

可对供配电3D模型进行建模，可实现无人值守，实时采集电缆中的电压、电流、功率、负荷、电压波动等各种参数，并可实现供配电能耗分析和管理电子设备。 当变电站发生事故跳闸时，可通过短信或大屏弹窗提醒。

智慧能源管理系统是大数据、物联网、云计算等新一代信息技术，可以与智慧能源不断结合。 先进的控制器、集中器、传感器和软件系统可以连接系统，实现数据信息共享。