我国：能源与发展的矛盾已成为当今世界关注的焦点

2023-02-20

【摘要】 能源与发展的矛盾已成为当今世界关注的焦点。 高校作为一个特定的环境，近年来办学规模、校园面积、师生人数急剧增加，能源消耗也明显增加。 为了抑制能源的不合理增长，实现低碳发展，本文研究了校园能源管理平台，以达到利用网络系统监测、控制和降低能源消耗的目的。

关键词：能量； 管理平台； 数据收集和分析； 网络

一、简介

进入新世纪以来，能源与发展的矛盾成为当今世界关注的焦点。 我国能源较为紧缺，更加需要将合理利用资源作为经济社会发展的长远战略方针。 近年来，国内外研究机构和企业纷纷投入巨资进行能源管理系统的开发。 例如上海能耗管理系统应用，德国西门子开发的管理软件在大型商业区和社区中得到广泛应用。 系统平台可提供全方位的能源管理功能。 日本、韩国等亚洲多数国家也实现了能源使用监测的系统化管理。 国外高校由于历史悠久、社会化程度高，将能源管控纳入社区系统管理。 由于行政隶属关系，我国高校对能源的使用仍然要控制在高校内部。 此外，一些设施设备已经使用了很长时间。 在高校节能管理方面，企业技术水平参差不齐，资金投入有限。 不可能实现全方位的节能改造、能耗监控和管理。 与此同时，随着我国高校规模、校园面积、师生人数的快速增长，能源消耗也大幅增加。 如何有效提高能源利用效率，抑制能源需求的不合理增长，是高校节能降耗面临的重要课题。 国外的能源管理体系并不完全适合我国高校的能源管理，管理体系也与我国大环境不同。 因此，我国高校必须建立适应国内制度的节能降耗管理平台。 目前，国内高校在新校区建设和老校区改造中逐步引入楼宇自动化管理系统（BAS）和物业管理系统（FMS），通过这些系统对楼宇能耗进行管理。 鉴于此，本文构建了基于/LAN/无线（GPRSZ、）等通信网络并结合校园网的校园能源管理平台，实现了数据共享、能源监控、在线控制等功能。

2、高校能源管理平台建设

校园能源管理平台的建设旨在通过校园网实现对校园能源消耗的管理和监控，交换和共享数据，协调和处理用能用户与设施设备之间的关系，改进和优化校园能源消耗。能源环境。 平台主要由三部分组成：采用电力线载波智能网络表或射频卡水表等表计的终端、基于IP技术和电力载波技术的数据集中器或远程抄表技术、能源管理平台系统软件。

1、数据采集终端

以往高校用能设施设备中安装的终端表计多为传统的电子式或机械式表计。 因为机械齿轮容易磨损，容易造成数据不准确，表体又大又重，比如表本身。 产生大功率消耗。 目前，由于技术的升级，终端仪表的技术含量也有了很大的提高，采用单一电力线载波的LED电能表、CPU射频卡表等得到广泛应用。 这些端子的使用延长了仪表的使用寿命，故障率极低。 实现了远程抄表和充电控制，同时大大降低了电表的功耗。 以电表为例，配备电力线载波采集器的电表可以轻松实现双向电力线通信，可以同时记录多个用电参数，包括供电质量、故障预警、异常报告， ETC。

2、数据集中和远程抄表技术

以电力数据远程集中抄表为例，利用电力线载波传输电表数据，实现远程集中抄表和充电控制。 通过采用扩频载波通信技术的强抗干扰电力线，实现校园用电设施设备用电远程集中。电力线远传技术实现了智能设备的即插即用。 数据集中器根据用户的设置从电表中收集和存储数据。 数据集中器实现远程

远程通讯，可将控制命令和数据文件下载到相关设备，控制一组表或一个表。 数据集中器除了采集数据外，还可以增加控制过程，如安全检测和远程控制能力，监控系统运行过程中电表和线路的运行故障，以及任何人为改变的现象相线的连接，有效防止故障和盗窃。 发电。 同时可以进行遥控电路切换和继电器调节。 与能源管理平台软件建立连接，通过软件驱动的方式，基于标准架构和成熟的网络服务（等）和通信协议（TCP/IP、HTTP、 FTP等）与能源管理平台对接。 能源数据可以通过校园网在不同的子系统或设施中采集，并通过软件协议无缝链接，实现远程自动采集。

3、能源管理系统应用软件

能源管理平台是以现代电子信息技术为基础，利用远程网络传输系统对能源使用情况进行监控，利用智能卡、电子采集器等技术对能源使用进行有效控制的智能化管理平台。 该平台的建立可以利用学校的校园网，运行在已有的BAS、FMS或其他系统上。 在技​​术和设备方面，可以采用目前比较成熟的网络连接方式和电子设备，保证整个系统平台的稳定性和可靠性，同时兼顾可扩展性和易维护性的原则。 整个系统采用开放式架构，执行相关国际或行业标准，保证各供应商产品的协同运作，兼顾投资者的长远利益。 系统软件可制成具有Web界面的多功能开放式软件，用于水、电等电能表和数据采集器的管理、控制和配置。 该系统兼容现有网络系统，可以汇总和报告网络能源消耗紧急情况，允许远程配置电能表和数据集中器，并调整计费费率。 它可以让系统远程控制电表的开关，适应不同规模系统的运行，维护从电表、采集器到服务器乃至整个系统的时钟。 系统软件还可以集成多个应用模块的组合，包括数据采集和转换模块、数据分析和汇总模块、安全操作模块、应急事务处理模块、数据库和能源响应策略模块等。系统平台呈现在实现有效能源战略分析的窗口界面。 在上述模块中，通过运行过程及时确认能源使用异常情况，并提供纠正措施，最大限度地提高能源使用效率，避免整个能源网络出现故障。

三、高校能源管理平台的功能实现

校园能源管理平台通过校园能耗数据的自动采集、集中统计和数据综合分析，实现校园能耗数据的共享、交换、检测、管理和控制。 BAS和FMS系统是现代大型建筑和小区物业管理常用的系统。 近年来，一些高校逐步在新校区推广使用。 随着能源管理的重要性越来越高，利用上述系统和校园网实现能源使用的监控、控制和管理是完全可行的。 平台借助校园网和BAS、FMS系统，可以对用能设施设备的能耗情况进行监控，设置模拟画面，对每个用能单元进行全局监控。整个系统或部分单元出现异常，异常部分可立即显示并报警，方便管理人员和

检测并处理异常。 平台在运行过程中可以实现以下功能：

1、数据采集功能

能源管理平台将校园内所有用能单位和用能设施设备集成到网络系统中，将整个校园的能源数据实时采集到系统中，并提交给数据管理模块。

2、能耗监控功能

能源管理平台可实时监控能源使用情况，提供故障预警，异常情况上报。 该平台作为整个校园能源消耗的控制中心，还承担日常能源供应调配，保障校园教学、科研和生活的正常用能，并在突发事件时实施能源应急调度预案，保障能源供应。 . 安全稳定。 平台的监控功能还包括能源输送系统的各种变化，如能源输入输出、各用户能源消耗的远程监控、电力介质的产生和干预、异常监测和报警等。

3.账户管理功能

全面管理用户应用权限和远程数据访问，提供各时间段的能耗定价费率，并以货币形式显示能耗成本，通过银行终端POS机实现用户应付费用的代收代付。

4.数据汇总分析功能

管理平台将采集到的能源实时数据通过网络传输到终端，汇总到平台工作站。 借助平台的用户查询接口，可以对各种数据进行汇总、归档和分析，并提供过程曲线。 管理平台还可以根据时间分布、数值类型、建筑分类等对历史数据进行监控和管理，对于聚合的计量统计数据，平台对采集到的原始数据进行核对后，可以按照指定的时间输出系统报表和要求。

四、系统功能

一、系统概述

滚动显示平台运行状态、当月能耗换算、地图导航、能耗每小时和每月曲线、当日当月能耗同比分析。

2.能源消耗概况

比较建筑物、部门、区域、支路、分类项目的能耗情况，支持当日小时趋势、当月日趋势曲线、分时段能耗统计比较、总量比较能源消耗同比。

3、能耗统计

建筑、区域、分项、支路等结构统计，以日、月、年报表形式进行能耗分类统计，支持报表数据导出EXCEL，支持建筑选型数据生成直方图。

4.多速率统计

多费率报表按日、月、年对单个建筑下不同支路的峰、峰、平、谷用电量和成本进行统计分析。 支持数据导出到EXCEL。

5、同比分析

对建筑、分项、区域、支路等能源消耗数据按日、月、年以图表、报表相结合的方式进行同比分析。

6.能量流图

能流图展示了单个建筑在指定时间内各类能源从源头到末端的能量流向，支持按原值和折现值查看。

7、夜间能耗分析

夜间能耗可通过表格、曲线、饼图等形式对选定分支机构的能耗进行分类，并支持对指定时段的工作时间和非工作时间的能耗进行比较，支持报告的导出。

8.设备管理

设备管理包括设备类型、设备台账、维修记录等功能。 协助用户合理管理设备，保证设备运行。

9. 用户报告

用户报表自动统计所选建筑各项能耗的月环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，对用电量提供单独的多费率能耗分析，报表可编辑。

五 系统硬件配置

六，结论

我国能源紧缺的现状今后仍将是制约国民经济发展的瓶颈。 建立网络化能源管理平台符合我国能源发展的长远战略。 通过对能源管理系统的研究，提出了基于BAS和FMS的能源管理平台建设模式。 减少能源消耗。 在实际应用中，可以通过扩展现有的管理系统，依托互联网（校园网）实现能源的高层次管理和使用。 该平台的实现可以有效地节约能源，降低高校的运营成本，对社会的发展起到积极的推动作用。

参考：

[1] 童晓宇，方秉义，张云勇． 物联网智能家居发展分析［J］． 移动通信, 2010(9):16-20.

[2] 程大章，沉烨． 智慧城市规划设计［J］． 智能建筑与城市信息化，2013(8):88-93.

[3] 杨石，罗树祥，钟艳，等． 大型公共建筑能耗监测平台存在的问题及初步解决方案[J]. 建筑技术，2014.45（8）：714-718。

[5] 曹敏． 公共建筑能耗监测系统的设计与实现[D]． 电子科技大学, 2018.

[6] 吴兆丽, 张勤, 基于大数据的公共建筑能耗监测系统研究与应用.

[7] 陈彤宇． 高校能源管理系统平台研究

在近日举行的“世行上海低碳城市项目及成果展”上，记者了解到，长宁区自2013年9月正式参与上海低碳城市绿色能源机制项目以来，区内已建成38栋建筑. 进行建筑节能改造，建筑面积约24万平方米，节能8404吨标准煤，减排二氧化碳20204吨。 这一系列数据告诉我们：长宁低碳节能是认真的！

2012年，上海被列入国家第二批低碳试点城市，长宁虹桥片区成为上海首批8个低碳实践区，开启了一段时期的低碳发展实践3 到 5 年。 但虹桥经济技术开发区是20多年前建成的成熟商圈，公共建筑由来已久。 围护结构、暖通空调、电梯和电气设备的能耗和碳排放一直具有巨大的节能潜力。 事实上，截至2017年3月，占长宁区建筑总量64%的大型公共建筑仍占建筑能耗的90%左右。 主要路径。

虹桥开发区

位于虹桥路的文广大厦进行了低碳改造。 2017年节约综合能源消耗285.37吨标准煤，减少二氧化碳排放量645.13吨，实现综合节能率21.68%。 控制系统全系统节能调试，优化了建筑环境。 建筑空置率由14.44%下降至5.2%，在基本满租的状态下仍实现节能减排目标。 值得一提的是，使用智能化管理系统后长宁能耗管理系统工厂，大楼仅需4人即可完成大楼日常能耗的运维工作。

文广楼

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2017年4月，虹桥迎宾馆9号成为上海首座商业运营碳排放近零的新建建筑。 建筑从高效照明、高效制冷、智能控制和可再生能源利用四个方面进行了改造。 LED节能灯贡献了22.69%的节能量； 选用高效多联空调设备，节能贡献率为7.4%； 选用窗磁感应控制、基于自然采光和人员感应的照明控制、自然通风控制，节能贡献率为6.92%。 安装太阳能光伏发电288平方米，节能贡献率达22.47%。 因此，该建筑也为四季温差剧烈地区的近零建筑设计提供了重要参考。

虹桥迎宾馆9号楼，上海首座近零碳排放的商业运营新楼

除了公共建筑节能减排，长宁区也在积极探索低碳慢行交通的实践。 目前，长宁区已完成虹桥商务区大部分地下连接系统建设，年内将建成苏州河慢行和外环线。 400米林带慢行步道用于完善区域慢行系统，优化慢行道路设计，改善慢行环境，倡导市民低碳出行，实现低碳出行。该地区的碳开发。

虹桥商圈地下连接