浅谈基于分项计量的校园能源监管平台解决方案设计
张心志 关注acrelzxz
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：伴随着我国经济的飞速发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出，如何解决建筑能耗己成为一个国家总能耗的重要组成部分。学校是肩负着教育、科研和社会服务重任的基地，也是资源能源消费的大户，目前校园的能耗、水耗抄表数据不完整，造成管理不到位、能源利用存在较大的浪费现象。为了确保学校正常教学与科研的能源需求，节能降耗是首要任务。因此建设节约型校园对建设节约型社会具有重要的现实意义。
关键词：节约型高校；能源监管平台；解决方案
能源监管平台的意义
根据《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》（试行）规定，学校应高度重视建设节约型校园的工作，建立和完善节约型校园的建设管理组织，为持续地开展节约型校园建设工作提供协调和贯彻落实的组织保障。
校园能源监管平台是能耗统计、能源审计、能耗监测、能效公示、节能优化综合推进的系统工程，其核心目标是通过节能监管平台实现全校能耗数据化、管理动态化、数据可视化和节能指标化。
能源监管平台的建设
能源监管平台是节约校园建筑监管体系的技术平台，也是推动校园建筑节能工作的重要管理工具。该监管平台由计量表具、数据采集、数据传输网络、数据服务器、管理软件等组成，具备能耗数据实时采集和通信、数据分析、报表管理、指标比对、图表显示、数据储存、数据上传等功能，以满足校园节能监管内容及要求。
能源监管平台可将实时数据进行统一处理后，通过互联网将其上传到省/市级数据库，也可上传到更高层数据库，对数据进行存储、展示，并将超出国家标准用量的能耗数据所对应的能耗种类采取相应措施，实行节能降耗处理。
3.能源监管平台的方案设计
本系统将对校园的教学楼、实验楼、礼堂、图书馆、宿舍、食堂等公共建筑进行建筑能耗采集（含：水、电、气、暖）。鉴于校园网已经覆盖到了校园内的每一栋大楼，系统设计由校园网、GPRS无线远传及RS485串行通信3种方式组合而成。这种系统结构充分发挥了校园网布线简易、快速的优势；对于不易布线的场所采用GPRS无线传输技术，施工简单，抄表方便，特别适用于老校区改造，现场仪表采用总线方式，传输远，抗干扰能力强，易于管理。
4.能源监管平台的结构及功能
1）低压配电监测系统。
低压配电系统可实时和定时采集电气设备的模拟量（电流、电压、功率、频率、电度、温度）和开关量（断路器及隔离开关位置信号、设备运行状态信号等）。并将采集到的模拟量与开关量进行数据分析，以图表方式显示。
系统实现功能：
①系统可显示实时电流、电压、功能曲线，谐波柱状图。实现变配电所无人值班的设计要求。
②可实现模拟量越限报警和开关量状态变位报警，监控系
统自动推出相关画面及声音报警，所有报警事件可查询与打印。
③系统直观展示年、月、日能耗总量，对标分析等，并可根据管理需求动态配置展现内容。
④系统画面、报表支持在线编辑，保证系统在修改时监控系统仍然连接运行。
校园能源监管平台网络架构图
2）供暖控制管理子系统。
根据校园建筑物的分布，选择测控点在供暖管进出口符合要求的直管段上，将控制器就近安装，实时控制管理。系统根据采集到的实时数据或楼层温度自动调节电动阀，使楼层温度处于规定范围内，也可通过设置在室内的无线温度传感器（可以设置若干点）来实现对系统电动阀门的控制。可设定非教学时间段温度，使大楼内温度保持在比较低的温度范围，从而节约热能消耗。
系统实现功能：
①该系统可以实时显示各监测点的温湿度，管理人员可实时查询校园区各建筑的进水温度、回水温度以及温湿度变化。
②可以使校园供热区域内各支路进出口温度，按照不同温度和不同时间，进行任意分时、分温调整，如教学楼放学后，宿舍晚间等供暖温度。
③集中自动控制，所有阀门都可自动控制，给整个校区供暖控制提供了很大的便利。
④可以查询供暖系统的历史数据，以图表方式显示，可导出并打印，通过对历史数据的分析，更合理的管理校园暖湿度。
3）空调监控管理子系统。
考虑到很多校园建校年代比较早，本系统兼容多种品牌型号空调，系统可采集实时数据，并实现对设备的远程控制、状态监视等功能。这样可减少由于人为原因未及时关闭空调带来的能耗损失。
系统实现功能：
①系统可设定空调的启动与关闭时间，可在上课或放学统一控制空调。
②可自定义温度，当室内温度超过设定值时，关闭该房间空调；当温度达到设定时，再启动空调。
③当空调持续满负荷工作时，室内温度还没有下降，系统将自动报警，提示管理人员及时去现场检查故障。
④系统可以将采集到的数据进行汇总，自动统计任意时间段各空调的用电量，对同一匹数的空调机的用电量进行排序。
4）照明节能控制子系统。
由于很多校园内照明使用人工控制，使得很多场所照明得不到很好的管理与控制，造成了不必要的能源消耗。该系统主要包括调光模块、智能开关、智能传感器、手持式编程器等几大部件组成。其中智能开关含用通讯模块，可控制照明系统开关状态，组成现场控制网络；通过智能传感器（光线传感器、时间控制器、移动传感器、声控传感器）检测区域内照明情况，并将数据传递到照明系统中进行分析，从而自动或手动控制校园照明。
系统实现功能：
①正常上课时，可定时设定开启/关闭时间，并可设置成周模式，有效管理教学与非教学时间照明控制。
②对于光照强度特殊的教室，系统可以单独设定该房间照明。
③系统可以远程控制教室、操场、图书馆、宿舍等任意场所。
④系统监测照明回路电流，判断各场所灯使用情况，并可及时发现照明灯故障。
⑤系统可以根据室内人数和照明灯数量，智能控制一片区域灯亮灭。
⑥通过校园作息自动开关灯，可以切换成手动模式，更灵活的控制照明灯。
⑦系统可以实时显示每路照明系统的使用状态，及时维护。
⑧系统可保存历史数据，提供查询与打印。5）给水管理控制模块。
校园内给水系统主要包括生活给水系统和消防给水系统。生活用水系统主要提供餐饮、洗浴等用水。生活给水主要为所有学生公寓和教室宿舍安装IC卡预付费水表，可以与校园一卡通（食堂就餐、淋浴控制、图书馆借阅、考勤管理等）共用，方便管理，科学计费，杜绝浪费。并在卫生间安装红外感应冲水器，自动控制冲水，冲水时间可根据情况进行调节。
系统实现功能：
①计费系统可根据预定时间长度和金额分段进行计费。
②计费系统可根据水流量大小，按照预定费率进行计费。
③提供各种形式的报表统计，查询及打印功能。
6）路灯监控管理子系统。
路灯工作于校园室外，有时会遇到恶劣天气，容易发生故障。该系统采用GPRS网络技术实现对路灯的联网通讯，保护路灯的可靠运行。可实现对校园内街道内每一盏路灯的定时开关，强制开关。该系统还考虑天气对光照度的影响，监控设备根据光照度的变化自动调整开关灯的时间。
系统实现功能：
①该系统可预设多种时间控制模式，包括普通模式、节假日模式、周模式、日出日落开关灯模式等。
②具有分组功能，可对不同区域及设备进行分组。
③可通过选控方式，将饰灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。
④当系统监测到数据异常时，可在电子地图中显示到相应位置，便于管理人员进行维护。
⑤可采用路灯智能控制高压器，保持路灯电压相对稳定，减少路灯的损坏。
⑥系统可将采集到的路灯运行参数以图表方式显示，并可查询打印。
⑦自动计算亮灯率，根据电压、电流、功率因数的变化进行亮灯率估算。
校园能源监管平台结构图