安科瑞高校能源管理系统-Susie 周

1、概述

高校建筑类型和数量多，占地面积很大，校园不仅有教学楼、科研楼、行政办公楼等公共建筑，而且有宿舍楼等居住建和食堂、浴室等生活辅助建筑，建筑类型的多样化必然能导致能耗种类的多样化，面积大也导致数据采集和设备运维的难度。

学校属于人员密度比较高场合，对消防安全必须高度重视。学生宿舍用电使用科学化的管理也非常必要，安全永远是第一选择。为了避免非法使用发热电器导致宿舍火灾，必须在宿舍用电回路增加恶性负载识别功能，另外教学楼、办公楼、宿舍楼、图书馆、体育场馆、食堂用电回路需要增加对漏电电流和线缆温度的监测。

校园内科学合理使用能源，达到安全用能、节能减排的目的，必须充分利用信息技术，建立校园能源管理系统。

2、需求分析

学校能源管理系统的建立主要基于以下几个方面需求：

1）对校区变电所、箱变变压器、开关柜电气参数进行监控，并可通过移动端随时随地查看数据和缺陷申报，发布派工任务并监督执行；

2）对学校建筑内部配电箱柜用能等电气参数和用能数据进行监测和统计，对教学楼、办公楼、宿舍楼、图书馆、体育场馆、食堂等建筑漏电电流、线缆温度进行监测和异常报警；

3）对学校公共区域照明远程控制结合光照度、红外感应控制，对教室空调可进行时间控制、区域控制，达到节能目的；

4）对学校建筑消防设备电源回路进行监测和异常报警；

5）对建筑防火门状态进行监测和控制；

6）对图书馆、教学楼、办公楼、食堂、宿舍体育场馆等人员密集的建筑消防疏散通道、出口有明显的指示灯具，并可以通过不同应急预案进行紧急控制；

7）对学生宿舍用电设置恶性负载识别功能，对宿舍用电用水进行预付费管理，可以对接校园一卡通自助充值；

8）监测教学楼、图书馆、宿舍、实验楼内部环境温湿度，烟雾、CO等可燃气体监测和报警；

9）对学校电动汽车充电桩和电瓶车充电指定点位的充电桩进行统一充值收费管理；

10）监控软件采用B/S架构，接入以上监测数据，通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警，并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。

3、系统架构

本方案遵循的国家标准有：

JGJ310-2013《教育建筑电气设计规范》

GB50052-2009《供配电系统设计规范》

GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBT 14598.300-2008《微机变压器保护装置通用技术要求》

GB/T 2887-2011《计算机场地通用规范》

GB/T 50063《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

DL/T 448《电能计量装置技术管理规程》

GB/T 20965-2013《控制网络HBES技术规范 住宅和楼宇控制系统》

GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

GB 14287-2014《电气火灾监控系统》

GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

GB28184-2011《消防设备电源监控系统》

GB29364-2012《防火门监控器》

GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》

《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》

4、系统功能

根据学校能源管理系统相关要求，方案配置学校能源管理云系统和相关系统解决方案。

■电力监控子系统/变电所运维云平台

■智能照明控制子系统

■电气火灾监控子系统

■消防设备电源监控子系统

■防火门监控子系统

■消防应急照明和疏散子系统

■智慧消防云平台

■学生宿舍用电管理子系统

■电瓶车/电动车充电桩管理子系统

■能源管理云平台

方案建立基于云平台的“监、控、维”一体化的能源管理系统，从数据采集、通信网络、系统架构和综合数据服务等方面的设计，帮助学校后勤管理部门全面了解校园能源运行情况，关注消防和电气安全，及时预警异常情况，保障学校正常教学秩序。

4.1 电力监控子系统

高校开闭所和变电所数量比较多，而且非常分散。电力监控系统主要针对开闭所和10/0.4kV变电所，对高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况。

可以把所有开闭所、变电所共设置一套电力监控系统集中监控，也可以在有人值守的开闭所、变电所设置单独的电力监控系统，根据实际需要配置。

1）电力监控子系统设备选型

变电所高低压柜主要配置如下：

 

2）电力监控子系统功能

■实时监测

系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

■详细电参量查询

在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线。

■运行报表

查询各回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。

■实时报警

电力监控系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。电力监控系统具有实时语音报警功能，系统能够对所有事件发出语音告警。

■历史事件查询

电力监控系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

■电能统计报表

电力监控系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。

■用户权限管理

电力监控系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

■遥控操作

电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。

■网络拓扑图

电力监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

4.2 变电所运维云平台

变电所运维云平台可以看做是电力监控系统的网络应用延伸，变电所运维云平台很好的解决了学校面积大、变电所数量比较多的问题，通过互联网，电力运维人员通过手机可以随时随地了解学校配电系统的运行情况，做到无人值守或者少人值守。

AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力传感器、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术，通过智能网关采集现场数据并存储在本地，再定时向云平台推送数据。平台可同时接入数以千计的用户变电站数据。平台采集的数据包括变电所回路电气参数和变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息，有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到指定人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环，提高运维效率，即时发现运行缺陷并做消缺处理。

1）变电所运维云平台设备选型

 

2）变电所运维云平台系统功能

软件采用B/S架构，可通过电脑WEB端、平板或手机APP查看系统数据和报警信息。

■变电站状态

变电站状态包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。

■平台看板

支持大屏展示用户运维变电所概况、环境监测、实时电压、实时负荷、实时电量、配电图等。

■电力数据

电力数据显示选定变电所选定回路的电力数据和曲线，包括电流、相电压、线电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、电压、电流不平衡度等参数，曲线显示统计期内最大、最小、平均值，并支持导出图表；并支持支持逐日极值统计，方便用户通过用户通过表格查询数据。

■电能质量

展示选中变配电站的某一个回路的谐波数据，可通过选择谐波类别和谐波数量选择查看某一回路的谐波数据。

■用能报表

用能报表显示各回路的用能数据，包括日报、月报、年报，日报显示分时用能，月报显示分日用能，年报显示分月用能，报表可以导出。

■事件记录

事件记录方便运维人员查看分析设备如断路器合分、门开门关、电流电压越限告警、故障告警、短信志、平台运行日志等记录。

■安全用电

展示选中变配电站的漏电流和线缆温度及报警状况。

■运行环境

运行环境包括环境监测、视频监控、环境温湿度、仪表通讯状态、网关通信状态、视频监控、视频设备状态等。

■设备管理

设备管理包括设别定义、设备档案和设备报表，在设备档案中对变电所设备进行维护处理。

■运维管理

运维管理包括任务管理、巡检记录、缺陷记录三部分，其中任务管理可以完成任务的创建、发布、任务完成情况查询；巡检记录是巡检任务的执行情况和执行明细，缺陷记录是消缺任务创建、发布、完成状态情况查询。

■用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。

■APP应用

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、极值、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。

5、能源管理系统

校园能源管理系统是通过在线能源数据采集、能源管理作为系统支撑，实现一体化的能源管控；通过能源统计、分析、展示等这些技术和管理手段，可实现校园综合节能率的大幅度提升并为“智慧校园”建设提供强有力的技术支撑。

充分利用学校校园网现有资源，搭建校园智慧能源管理系统的基本框架，建设校园智慧能源管理系统监测网络，对学校的各个用能环节进行实时监测；

实现校区教学区、生活区单体建筑及单位用电总计量。各建筑及单位用电计量重点考虑在各变电所的低压出线回路加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测，数据累加实现；针对不具备单独低压出线回路的建筑，在建筑和单位的总进线侧加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测；

提供同比环比分析比较、线损分析、按照区域进行能耗数据统计、按照部门进行能耗统计。