高校校園節能綜合管理係統的應用方案

更新時間：2023-01-06 點擊次數：499

摘要：高校構建電力能源智能管理係統，可以實現對高校電力能源消耗的實時監測、分析預警和輔助決(jue) 策。係統通過能效管理技術監測各個(ge) 設備的用電情況，並通過數據的取得、整合、匯總來實現能源的績效管理。係統從(cong) 全局出發，整體(ti) 調控電力設備安全穩定地運行，實現了設備電力參數的實時采集，並且通過標準的通訊接口和成熟的校園網絡將數據上傳(chuan) 到能源管理係統，進而對電力設備實現全麵而有效的監控。
關(guan) 鍵詞：能耗監測；能耗管理；電力管理；高校節能

0 引言
高校是集教學、科研和生活於(yu) 一體(ti) 的大型園區，人員高度密集，建築功能類型多，能耗總量較大。高校校園節能管理壓力大,高校節能技術和運行調控主要存在以下共性問題：（1）缺乏合理可行的指標。當前指標反映的是宏觀層麵的總體(ti) 能耗情況，年度靜態評價(jia) 方法無法實現高校用能事前預測、事中判斷的動態評價(jia) 。（2）缺乏針對用能精細化管理的集“校園能耗監測、數據分析和節能管理"三位一體(ti) 的能耗監測係統。現有管理方法僅(jin) 依靠四大分項的計量係統，立足於(yu) 單棟建築而非整個(ge) 校園，顆粒度過大，無法實現不同用能空間和用能係統的技術對標。（3）缺乏針對高校特征的適宜節能技術和智能調控策略。因此，需要建立針對校園用能精細化管理的節能評價(jia) 指標體(ti) 係、能耗監測係統成套技術和高校節能適宜技術體(ti) 係，最後，形成集“準確評價(jia) 、能耗監測、數據分析、動態對標、節能準確診斷、適宜技術研發、智能管控策略優(you) 化"為(wei) 一體(ti) 的綜合節能技術，並進行應用示範。

1 “校園總能耗＋功能建築分能耗"的雙控指標體(ti) 係
確定了高校用能特征體(ti) 係，包括指標類型、主要用能種類、不同類型高校的典型用能指標、不同功能建築類型的能耗水平分布、不同類型高校的能耗分項比例以及不同功能建築全年逐月用能特點。建立了以不同功能建築能耗為(wei) 評價(jia) 指標的評價(jia) 方法，完善了高校目前以總能耗為(wei) 判定指標的能耗評價(jia) 體(ti) 係，形成“校園總能耗＋功能建築分能耗"的雙控指標體(ti) 係。

2 校園能耗監測、用能評價(jia) 和節能診斷成套技術
引入企業(ye) 服務總線（Enterprise Service Bus， ESB）來構建能耗監測平台，保持各係統數據的分布現狀，將高校各個(ge) 係統的數據通過協議包裝成服務，注冊(ce) 到 ESB，通過 ESB 提供統一的數據服務，通過統一的數據接口為(wei) 用戶提供多種服務，實現數據在邏輯上的融合。該係統投資較小，大大降低了數據搬遷難度，數據準確度高，適合高校能耗監測平台建設

3 動態定額測算和智能用能報警方法的用能精細化管理
引入適合實時計算的高精度支持向量機（Support Vector Machine, SVM）算法，通過對曆史能耗時間序列、氣象數據進行建模，預測未來時刻的能源消耗，預測值作為(wei) 動態定額指標，提高了能源定額管理的準確性。實際操作中，將與(yu) 預測定額密切相關(guan) 的曆史能耗數據、氣象數據作為(wei) 模型的輸入量，以 SVM 算法創建預測模型。采用了默認的 RBF 核函數，SVM 預測的相對誤差可降至 1.89%，有利於(yu) 工程化實施。
基於(yu) 水電氣能耗數據、機電係統運行數據、重點區域監測數據和氣象環保數據，形成了主要用能係統健康狀況和安全狀況的智能評估，開發了具有自適應能力的用能報警係統。實現了通過手機、大屏、手持終端等多種方式將報警信息實時發送給維護服務人員。

4 適應高校用能特征的節能智慧調控體(ti) 係
4.1 高校常用空調形式的一站式智慧服務平台
實現了空調本體(ti) 狀態以及各房間實時溫濕度的采集，同時實現按照區域（如按房間、樓層、部門、建築）或時間（如按日、月、年）的電量獲取和分析展示。建立了基於(yu) 物聯網的根據氣象參數、用戶用能時間、行為(wei) 模式和室內(nei) 溫濕度需求的不同建築功能的空調智能集控優(you) 化方案，並提供健康狀態監測和故障早期預警，完成全流程的數字化管理，實現學校對空調用能的準確管控。

4.2 學生公寓熱水係統及優(you) 化控製策略
建立分布式太陽能集熱器、空氣源熱泵及燃氣鍋爐的集中係統及優(you) 化控製策略。夏季增設太陽能集熱器與(yu) 水箱之間的回路來充分加熱係統各水箱的蓄水，以解決(jue) 太陽能集熱水箱過熱但由於(yu) 用水時間未到而造成的棄熱現象，實現利用太陽能。冬季通過建立水溫、水位、比熱容等參數的耦合計算模型，根據逐時熱量需求形成空氣源熱泵的啟停策略進行動態準確控製。在滿足水位高度要求的前提下，蓄水熱量不滿足需求時才開啟空氣源熱泵，顯著減少了空氣源熱泵的開啟時間，

4.3 基於(yu) 室內(nei) 溫度、濕度、光照度的遮陽百葉智能調控策略
結合光照特征、外窗形狀和開啟方式，完成對高校圖書(shu) 館溫度、濕度、光照度和室內(nei) 采光等環境參數的監控。根據夏季方位角、高度角對遮陽的影響以及建築的光環境特征，建立遮陽板調控角度和策略，並實現監控係統自動控製調節。

5 建立適宜校園園區場地特征和用能特征的新能源綜合技術體(ti) 係
創新性建立“光伏發電、遮陽、構件一體(ti) 化 + 停車場"一體(ti) 化係統，具備光伏發電、遮陽、新能源汽車充電、停車場等綜合功能。搭建了光伏發電在線監測平台，對發電量進行逐時計量和儲(chu) 存。基於(yu) 校園園區處於(yu) 海邊、風力常年較大的特征選擇了有力矩偏移功能可以保護風機的風光互補係統，選取高儲(chu) 能電池和低功率光源以滿足連續照明能力和抗陰雨天氣能力。

6 安科瑞電氣針對高校推出能效管理解決(jue) 方案--AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平台
6.1平台概述
AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決(jue) 方案針對校園能源統計、後勤計費管理、校園運維管理等提供高校的信息化管理平台。從(cong) “源、網、荷、儲(chu) 、充"多個(ge) 角度解析高校當下及未來的用能問題及用能需求，在統一的需求下“實現能源互補、信息互通"等管理模式。助力學校管理智能化、數字化、綜合化，實現節能校園、綠色校園、低碳校園。

6.2平台組成
AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平台采用開放的分層分布式網絡結構，主要由設備層、傳(chuan) 輸層、數據層、應用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平台提供校園用能實時在線監控、能耗數據統計分析、空調智能管理、用能排名、節能評估、宿舍惡性負載監管等功能。
6.3平台架構

圖1 安科瑞能效管理方案架構拓撲

7 高校綜合能效解決(jue) 方案
7.1校園18luck新客户端與(yu) 運維

集成設備所有數據，綜合分析、協同控製、優(you) 化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維，班組重新優(you) 化整合，減少人力配置。

7.2後勤計費管理
采用先進的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、費率設置、賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yang) 用能群體(ti) 和部門的節能意識。
7.2.1宿舍用電管理
針對學生宿舍用電進行管理控製：可批量下發基礎用電額度和定時通斷功能；
可進行惡性負載識別，檢測違規電氣，並可獲取違規用電跳閘記錄。

7.2.2商鋪水電收費
針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個(ge) 體(ti) 的水電用能進行預付費管理

7.2.3充電樁管理平台
充電樁在“源、網、荷、儲(chu) 、充"信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

7.2.4智能照明管理
通過對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內(nei) 任一線路，任一個(ge) 路燈的定時開關(guan) 、強製開關(guan) 、亮度調節，以及定時控製方案靈活設置，確保路燈照明的智能控製和高效節能。

7.3能源管理係統
    針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
    按校園建築的分類進行采集和統計的各類建築耗電數據。如辦公類建築耗電、教學類建築耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決(jue) 策，提高管理效能。
    構建符合校園節能監管內(nei) 容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及係統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控製策略，達到節能目的。

7.4智慧消防係統
智慧消防雲(yun) 平台基於(yu) 物聯網、大數據、雲(yun) 計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，並對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過雲(yun) 平台進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“係統化"需求。從(cong) 火災預防，到火情報警，再到控製聯動，在統一的係統大平台內(nei) 運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平台直觀地看到每一棟建築物中各類消防設備和傳(chuan) 感器的運行狀況，並能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nei) ，相關(guan) 報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guan) 人員。