某工业大学校园能耗监测管理平台应用

徐悦

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：随着经济的快速发展，能源消耗和环境污柴问题日趋严重，节能和减排工作还步成为用能单位关注的点。投有行业作为社会重要的组成部分，同时也是重要的能源消耗大户。因此，全国高校已经逐步把建设绿色校园作为主要任务，从管理节能概念入手，建设校园节能和能耗监管系统，促进学校长期良性的快速发展。“校园能耗监测管理平台”的建设为高校提供了校园能耗与监测的一个管理平台，确保校园正常救学、科研的能源需求和实现有效节能。

关键词：校园；能耗；能耗监测；管理平台；数据采集

1引言

随着全国高校进一步推动节约型校园建设，提高能源管理水平，近百所高校依据住房和城乡建设部和教育部联合出台的《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》和《高等学校校园建筑能耗监管系统建设技术导则》的要求，积极建设“校园能耗监测管理平台”。某工业大学长安校区建设节约型校园节能监管平台，用以掌握校园建筑能耗的实时数据，对校园各种能源系统进行分布式监控与集中管理。通过节能监管平台可实现校园(部分楼宇)用能的实时在线分类，分项，分户监测和计量，自动化节能控制，能耗数据自动采集与存储，数据统计与分析、数据远程传输，数据显示和打印，数据显示发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理:为校园节能降耗研究，设计与改(建)造提供参考数据:对已实施节能改造的建筑提供节能效果参考数据。

2监管平台简介

能耗监测管理平台软件是校园节能监管系统的核心，常电股份能耗监管平台软件满足校园能源管理需求，符合《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》和《高等学校校园建筑能耗监管系统建设技术导则》中有关能源统计、审计及监管技术要求。平台构建符合校园节能监管内容及要求的数据库.能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能科学的控制能耗设备的运行方式，给出好的的能耗运行方案。

2.1校园能耗监测管理平台设计构架和功能要求

能耗监测管理平台由一套包含操作系统，数据库系统软件具备数据收集、统计、分析及管理的应用软件组成，具备以下基本功能。

(1)平台总览：多面展示学校节能监管的整体情况。

(2)能耗实时监测：实时监测校区，部门，建筑及计量表具的水，电等数据情况。

(3)能耗数据统计：对能耗数据规范报表统计，自动生成统计表单，可便捷查询有关数据。

(4)能耗分析引擎：提供能耗趋势及能耗数据的同期、同类、分项和分部门比较。

(5)能耗数据上报：满足上报技术规范要求，对接陕西省数据能耗平台并按要求上传。

(6)诊断预测评估：提供节能诊断、超限报警、能耗预测、节能管理测评等常用管理功能。

(7)能耗定额管理：提供能耗定额分配、追加、修改报警、事件记录及使用明细查询功能。

(8)报修维护管理子系统：实现网上报修、报修处理流程、报修查询，报修统计分析等。

(9)能源审计报告：可新增、编辑、生成审计报告。

(10)学校能耗公示：按能耗公示要求，可进行社会公示或校园内部公示。

(11)变电所监控子系统：实现与能耗平台无缝的对接。

(12)路灯控制子系统：实现与能耗平台的无缝对接。

(13)系统集成：实现后扩展系统的对接。

2.2校园能耗监测管理平台系统构成

2.2.1平台系统架构的设计思路

(1)某工业大学能耗监管平台，设计包括计量表具，数据采集器设备，数据传输网络，数据中转站，数据服务器，管理平台软件等形成完整的节能监管系统架构，以便更好地支持平台的多功能扩展，保证系统性能稳定和平台多角色分权限使用等多种实用效果。

(2)平台系统架构设计遵循节能管理理念与客观规律，按照节能管理的理念、和要求，理顺系统框架内容的先后顺序，使管理人员在系统操作中能够按照能源管理的思路、要求与规律，对全校的电力，燃气以及水资源合理利用进行有效的管控。

(3)能耗软件兼容性强，协议开放，软件操作界面简单、方便、易于维护，同时保证监管平台项目的完整性和后续扩展的空间。

2.2.2系统架构的设计要求

（1）平台系统的信息采集，以各类单体建筑为基本单元安装各种仪表及信息采集器具。硬件计量系统，负责计量数据采集，硬件控制的实现，状态信息的表达等，网络、通讯系统负责硬件计量系统和应用层的数据交互。

（2）平台系统应具备能耗数据实时采集，香询和通讯，远程传输，自动分类统计、数据分析，指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传、设备管理等功能，满足校园节能监管内容及要求。

（3）平台系统主要有能耗监管平台:电能计量监管系统系统:给水管网监测管理，低压配电监测管理系统，智能照明监测管理系统组成。

3校园建筑耗能分析

3.1校园建筑电耗分项分类分析

校园建筑分类能耗中电耗比例大，是校园建筑节能监管的重点。

3.1.1按用电系统分类将电量分为如下4项实施分项电耗数据采集：1照明插座用电：2空调用电：3动力用电：4特殊用电。其中，特殊区域用电是指不属于建筑物常规功能的用电设备的用电，特殊用电的特点是能耗密度高、占总电耗比重大的用电设备及设施。特殊用电设施一般包括信息、厨房餐厅、游泳池，实验室或其它特殊用电设施，特殊用电设备指校园内大型高耗电科研设备。对此建立专门的设备设施“耗电台帐”做好耗电公示，加强用电管理。对动力用电和空调用电应采用多功能电能表计量和监测，监测和计量其三相电流、电压、有功功率，有功电度、无功功率、无功电度，有功功率因数、频率、总话波含量功能。提高用电质量，确保用电安全。

3.1.2按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提高管理效能。

3.1.3按学校部门划分进行采集和统计的部门耗电数据。将依据《学校用电定额管理办法》和《学校能源管理办法》，加强用电管理，避免不合理用电及浪费。

3.2校园建筑水资源消耗分类分析

校园内使用的水资源主要有全校区实验大楼、体育馆、工程训练、人经学院、管理学院、计算机学院、自动化学院、理学院，土木力学学院，电子信息学院，动力学院，游泳馆，游泳池、污水厂、天然气站等楼宇计量监测。

3.2.1校园内水资源消耗的具体分类为

行政办公建筑、教学楼建筑、科研楼建筑、图书馆、综合楼建筑、场馆建筑、食堂餐厅学生宿舍、学生浴室(开水房)，大型或特殊实验室、校医院交流、校园绿化、景观用水等。采用常电股份“电子远传水表”，该水表具有监测和计量的功能，主干管上大口径水表应具有监测和计量流量、水压等数据，进行分类计量，分类管理。

3.2.2校园内水资源消耗实行分类计量

各计量点明确了计量责任单位，负责计量点所消耗的水量。同时，学校应制定《学校用水计划管理实施细则》，实行用水总量控制，计划管理，季度考核，定期公示，公众监督，控制过度用水和浪费的现象。

3.3利用“管理平台”设计水平衡测试方案

依据管理平台的功能设计，将学校的给排水管网图输人管理平台用水系统管理软件，建立学校地下水管网地理信息系统。在给排水管网系统合理设计计量监测采集点，通过分阶段，分层次，分区域采用一次平衡法进行水平衡测试，通过软件系统数据分析，即可测算校园用水综合漏失率、排水率、废水回用率以及学生日人均综合用水量，日人均生活用水量和校园绿化单位面积耗水量等用水考核指标:同时通过实时采集监控，减少管网系统的“跑、冒、滴、漏”，降低学校用水综合漏失率，实现通过水平衡测试达到节水减排的目的。

4依托管理平台制定节能措施，达到节能降耗的目的

某工业大学长安校区节能监管平台项目建设保证可靠，质量好，操作维护方便，充分满足席主要求。实现校园用能的实时在线分类，分项，分户监测和计量，自动化节能控制能耗数据自动采集与存贮，数据统计与分析、数据远程传输数据显示和打印，数据显示发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理，为校园节能降耗研究，设计与改(建)造提供参考数据，对已实施节能改造的建筑提供节能效果真实数据。

4.1实行用电定额管理

依据管理平台计量统计、分析对比功能，对校园各学院部门，直属单位及经济实体等根据不同的耗电性质，如办公，教学，科研及经营等的实际耗电量，结合理论计算的耗电量，通过不断修订，制定出各部门科学合理的“用电定额”。坚持定额管理，超额自付，节余留用的原则，经济实体应全额自付，避免过度用电和开口耗电的现象。

4.2实行校园用水计划指标管理

根据校园内水资源消耗的具体分类，结合各类建筑的面积人员流动量，工作时间等因案，以及实际的耗水情况分析推算制定出校园内各类用水的年度计划指标，季度计划指标，月计划指标。借助管理平台实时监控，在计划指标5%内上下浮动为正常用水情况，超出时应及时查找原因，堵塞漏洞。

5安科瑞建筑能耗分析系统

5.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。

5.2应用场所

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。

5.3系统功能

5.3.1系统概况

平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。

5.3.2用能概况

对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。

5.3.3用能统计

对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。

5.3.4复费率统计

复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。

5.3.5同比分析

对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。

5.3.6能源流向图

能源流向图展示单栋建筑指定时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。

5.3.7夜间能耗分析

夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在指定时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。

5.3.8设备管理

设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。

5.3.9用户报告

用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。

6系统硬件配置

 

应用场景	型号	图 片	保护功能
建筑能耗管理系统	Acrel-5000web

	采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。
智能网关	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。
高压重要回路或低压进线柜	APM810

	具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。
APM520		三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，支持付费率，越限告警，SOE,4-20mA输出。
低压联络柜、出线柜	AEM96

	三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备告警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。
动力柜	ACR120EL

	测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。
DTSD1352

	DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
AEW100

三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。

照明箱

DTSD1352

	DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
DDSD1352

	DDSD1352单相电子式电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，具有红外通讯功能，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
DDS1352

	单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量，红外及RS485通讯，电流规格10（60）A，有功电能精度1级。无功精度2级，尺寸:1P
ADW300/4G

	计量低压网络的三相有功电能，具有RS485通讯和470MHz无线通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
ARCM300T-Z-4G

	三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。
给水管道	水表		计量流经给水管道用水的体积总量，适用于单向水流，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据。

 

7结论

常电股份校园建筑节能监测管理平台，有效的为高等学校的能源管理，节能工作及节约型校园建设，提供了一个而科学的管理平台。使高校的能源管理及节能工作走上了精益化管理之路，助力高校后勤管理工作步入科学发展的道路。

【参考文献】

[1]朱云.西北工业大学校园能耗监测管理平台应用案例分析[J].科绿色校园节能建设.

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

作者简介：
徐悦，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司。手机：[phone]（微信同号），QQ：2885206556
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审核编辑 黄宇