黃豫明

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：以節(jié)約型校園建設(shè)示范工程———寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)為例，對(duì)系統(tǒng)的總體構(gòu)架、關(guān)鍵技術(shù)、管理軟件功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行和管理過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，提出有針對(duì)性的解決措施，為節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)今后的運(yùn)行管理以及功能的提升提供了一定的理論和經(jīng)驗(yàn)支持。

關(guān)鍵詞：校園節(jié)能；節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)；用能管理

。

1 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)及總體架構(gòu)

1.1 建設(shè)目標(biāo)

利用節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)對(duì)校園各種能耗水耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)**、監(jiān)測(cè)，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、審計(jì)和公示，并以此為依據(jù)開(kāi)展用能用水定額化、指標(biāo)化、科學(xué)化管理，進(jìn)行節(jié)能改造和評(píng)價(jià)工作，大限度地降低全校單位生均能耗水耗。爭(zhēng)取開(kāi)展太陽(yáng)能、地?zé)帷⒅兴染G色清潔能源、資源的開(kāi)發(fā)和利用，在實(shí)現(xiàn)建設(shè)節(jié)約型校園的基礎(chǔ)上向綠色校園、低碳校園、生態(tài)校園轉(zhuǎn)變。

1.2 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)總體架構(gòu)

圖1 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)總體架構(gòu)圖

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)基于校園網(wǎng)和低壓載波遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，通過(guò)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)**實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)能耗單位及公共設(shè)施的水、電、曖、蒸汽等能源的監(jiān)控和管理，為學(xué)校能源利用提供詳備的數(shù)據(jù)分析和完善的輔助決策，同時(shí)根據(jù)設(shè)置條件對(duì)電、水進(jìn)行節(jié)能控制。節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)按結(jié)構(gòu)主要分為3部分：計(jì)量控制系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)、主控中心（如圖1所示）。

1.2.1計(jì)量控制系統(tǒng)。

1.2.2通信傳輸系統(tǒng)。

1.2.3主控中心。

2 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)傳輸方式

在節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，選擇采用何種數(shù)據(jù)傳輸方式是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)環(huán)節(jié)。目前使用較多數(shù)據(jù)傳輸方式有，電力載波技術(shù)、RS485、無(wú)線傳輸。3種傳輸技術(shù)的對(duì)比及適用范圍，如表１所示。

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)在建設(shè)過(guò)程中，利用校園網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心通信，將數(shù)據(jù)存入服務(wù)器，再根據(jù)需求進(jìn)行用水、電、氣、熱等能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析等工作。

表1  電力載波技術(shù)、RS485、無(wú)線傳輸技術(shù)的對(duì)比

2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊

寧夏大學(xué)校園網(wǎng)已經(jīng)覆蓋到了校園內(nèi)的每棟建筑，節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)主干通信網(wǎng)絡(luò)采用校園專用局域網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)底層各分散計(jì)量設(shè)備通過(guò)低壓電力載波技術(shù)或RS485總線、上層的以太網(wǎng)總線方式將能耗數(shù)據(jù)上傳至節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)中心。

2.3系統(tǒng)安全

2.3.1網(wǎng)絡(luò)安全。

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)軟件部分采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用服務(wù)器是面向外網(wǎng)開(kāi)放的，所有服務(wù)器及備份設(shè)備都運(yùn)行在有硬件防火墻隔離的內(nèi)網(wǎng)中，內(nèi)外網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換都通過(guò)防火墻過(guò)濾，以保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全。

2.3.2數(shù)據(jù)安全。

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)的數(shù)據(jù)安全主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：所有收集數(shù)據(jù)資料分類存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)有專人管理，同時(shí)制訂了定期備份策略以及災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃，數(shù)據(jù)資料按照預(yù)定備份策略進(jìn)行備份至備份服務(wù)器以及磁盤陣列中。

2.4 信息資源整合

節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)側(cè)重于能耗數(shù)據(jù)的分析、展現(xiàn)，通過(guò)建立符合學(xué)校管理模式的各類能耗計(jì)算模型，對(duì)能耗進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖形化處理，以WEB發(fā)布的方式對(duì)校園的整體能耗情況。節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)預(yù)留擴(kuò)展接口，下一步還可將學(xué)校后勤的其他系統(tǒng)進(jìn)行資源整合

3 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)軟件功能

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)軟件有基于C/S和B/S結(jié)構(gòu)兩種C/S結(jié)構(gòu)的軟件主要用于收集匯總各測(cè)點(diǎn)的能耗數(shù)據(jù)、顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況、下達(dá)命令對(duì)用能全等。如圖2節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)及功能示意圖。

圖2 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)及功能示意圖

3.1能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

根據(jù)《**機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》和《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則 》對(duì)學(xué)校能耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)分析，如圖3二維校園圖。

圖3 二維校園圖

3.2 能耗統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)及分析功能由：分類統(tǒng)計(jì)、分區(qū)域統(tǒng)計(jì)、分功能統(tǒng)計(jì)和分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)4個(gè)模塊，圖4全校統(tǒng)計(jì)圖。

圖4 全校統(tǒng)計(jì)圖

3.3 定額管理及能效考核

3.4 統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3.5 能耗公示

3.6 能耗審計(jì)

3.7 遠(yuǎn)程控制

3.8報(bào)警功能

4 節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)和管理中存在的不足及解決措施

寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)，進(jìn)一步細(xì)化能耗的計(jì)量**，完善用能制度，發(fā)現(xiàn)了節(jié)能工作中的不足，找到了能源浪費(fèi)的問(wèn)題所在，提高了全校師生的節(jié)能意識(shí)，推進(jìn)行為節(jié)能工作的深入開(kāi)展，為下一步開(kāi)展技術(shù)節(jié)能、管理節(jié)能及節(jié)約型校園建設(shè)、綠色校園建設(shè)、生態(tài)校園工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)以及運(yùn)行雖然取得了很好的成效，但也存在許多不足。

5 安科瑞能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

5.1 系統(tǒng)概述

Acrel-5000建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中**與分析，通過(guò)對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

5.2 應(yīng)用場(chǎng)所：

（1）辦公建筑（商務(wù)辦公、**機(jī)關(guān)辦公建筑等）；

（2）商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等）；

（4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

（5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）；

（6）交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等）。

5.3系統(tǒng)功能

（1）登陸界面

系統(tǒng)可以根據(jù)客戶要求定制個(gè)性化的系統(tǒng)登錄界面，登錄界面所用的圖片、 Logo等由用戶提供。

（2）綜合能耗展示

系統(tǒng)登陸成功進(jìn)入主頁(yè)面，主頁(yè)面顯示該建筑的建筑圖片，建筑基本信息,建筑當(dāng)月分項(xiàng)用電餅圖和各種能源的消耗量。

（3）支路能耗概況

系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當(dāng)日和當(dāng)月的用能峰值（電能對(duì)應(yīng)*需量值）、當(dāng)日用能、當(dāng)月用能、當(dāng)年用能以及昨天同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。

（4）支路用能

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各支路某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。

（5）分項(xiàng)能耗概況

系統(tǒng)可以按照動(dòng)力、空調(diào)、插座等分項(xiàng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示，支持用能餅圖顯示各分項(xiàng)過(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項(xiàng)過(guò)去31天的能耗趨勢(shì)；分項(xiàng)用能排名圖顯示被選中分項(xiàng)對(duì)應(yīng)能耗值排名前10位的支路。

（6）分項(xiàng)用能

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各分項(xiàng)某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能（這里的支路須通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中分類分項(xiàng)的配置。） 

（7）部門能耗概況

系統(tǒng)可以按照部門進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示，并進(jìn)行日同比分析圖，餅圖顯示各部門過(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各部門過(guò)去31天的能耗趨勢(shì)；部門績(jī)效考核對(duì)比圖顯示實(shí)際用能和用能目標(biāo)值，當(dāng)實(shí)際用能值大于目標(biāo)值時(shí)，實(shí)際值標(biāo)為紅色。

（8）區(qū)域能耗概況

系統(tǒng)可以按照區(qū)域進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示，日分項(xiàng)用能同比分析圖顯示不同區(qū)域的當(dāng)日與昨日能耗柱狀圖；餅圖顯示各區(qū)域過(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各區(qū)域過(guò)去31天的能耗趨勢(shì)；區(qū)域用能排名圖中顯示被選中區(qū)域?qū)?yīng)能耗值排名前10位的支路。

（9）參數(shù)查詢

查詢各回路戓支路某段時(shí)間內(nèi)的參數(shù)，以曲線的形式反映趨勢(shì)（具體可以查詢的參數(shù)與安裝的儀表有關(guān)，查詢時(shí)不能跨月，且繪制曲線時(shí)以1分鐘為間隔），電力參數(shù)可以多選。

（10）數(shù)據(jù)檢查

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)各回路與下級(jí)支路的用能差值，超過(guò)一定百分比后醒目顯示（紅色區(qū)域），確保計(jì)量體系的完整性、準(zhǔn)確性。 

（11）非工作日用能分析

系統(tǒng)可統(tǒng)計(jì)各支路工作日與非工作日的能耗情況。此處的工作日和非工作日是在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中非工作日設(shè)置中配置的非工作日。

（12）能耗數(shù)據(jù)同比環(huán)比分析

系統(tǒng)可將各種類型（電、水、氣）和各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗(yàn)節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績(jī)效考核，以及節(jié)能目標(biāo)的修正。 

（13）分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)

在儀表帶有復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)功能的前提下，系統(tǒng)可以**電表內(nèi)尖、峰、平、谷參數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中方便后期查詢。不同時(shí)段可以分別設(shè)置用電單價(jià)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表會(huì)呈現(xiàn)出分時(shí)段電能值與電費(fèi)。 

（14）日月年報(bào)表

系統(tǒng)提供方便的日月年報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，通過(guò)選擇不同回路，報(bào)表類型，查詢?nèi)掌?，生成?duì)應(yīng)報(bào)表。選中報(bào)表中的某一行數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)顯示對(duì)應(yīng)的柱狀圖。

（15）儀表網(wǎng)關(guān)斷線報(bào)警

系統(tǒng)通過(guò)能耗網(wǎng)關(guān)**數(shù)據(jù)時(shí)，可以獲得儀表的通訊狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)判斷儀表通訊中斷時(shí)間大于10分鐘時(shí)或網(wǎng)關(guān)通訊中斷時(shí)間大于20分鐘時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈窗或者通過(guò)鈴鐺報(bào)警，顯示當(dāng)前通訊中斷的儀表或者網(wǎng)關(guān)。

（16）圖表導(dǎo)出

系統(tǒng)可將分析統(tǒng)計(jì)的曲線、棒圖、報(bào)表導(dǎo)出到Excel格式文件，以便于用戶數(shù)據(jù)二次利用。

（17）用戶管理

系統(tǒng)用戶權(quán)限管理采用分級(jí)模式，為系統(tǒng)管理員、后勤管理人員、設(shè)備維護(hù)人員三級(jí)，進(jìn)行訪問(wèn)權(quán)限管理，防止未授權(quán)的訪問(wèn)，并對(duì)所有操作自動(dòng)進(jìn)行帶時(shí)標(biāo)事件記錄，可建立良好的反事故措施。

（18）基礎(chǔ)信息配置與維護(hù)

系統(tǒng)可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況配置每塊智能儀表所屬的能耗類型和分項(xiàng)、歸屬區(qū)域、設(shè)備類型，這些數(shù)據(jù)將作為用能分析的基礎(chǔ)信息。

（19）人工錄入數(shù)據(jù)

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)手工錄入功能，可錄入儀表每天的抄表值與每天的用能值，用于后期報(bào)表統(tǒng)計(jì)。

（20）遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能(C/S模式)

系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，在任意一臺(tái)連接廣域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上安裝Acrel-5000建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)客戶端軟件即可實(shí)時(shí)訪問(wèn)該能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

5.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

AcrelCloud-5000能耗管理云平臺(tái)采用分層組網(wǎng)架構(gòu)，將系統(tǒng)分為設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

設(shè)備層：設(shè)備層作為平臺(tái)數(shù)據(jù)來(lái)源的基礎(chǔ)，通過(guò)儀表與傳感器對(duì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和計(jì)量。

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)強(qiáng)大的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能將**到的設(shè)備層的數(shù)據(jù)傳遞到應(yīng)用層，起到承上啟下的作用。

應(yīng)用層：應(yīng)用層對(duì)設(shè)備層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)友好的人機(jī)界面為用戶提供**的體驗(yàn)。

圖5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.5 能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品選型

高校建筑節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)是一項(xiàng)涉及范圍廣、建設(shè)周期長(zhǎng)、影響范圍大的系統(tǒng)工程。它的建成將實(shí)現(xiàn)高校用能的科學(xué)化、制度化、精細(xì)化管理模式，有力的提升了高校用能管理水平，實(shí)現(xiàn)了高校能源資源的合理配置和**利用，同時(shí)為及今后進(jìn)技術(shù)節(jié)能、管理節(jié)能、行為節(jié)能及節(jié)約型校園建設(shè)、綠色校園建設(shè)、生態(tài)校園建設(shè)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文重點(diǎn)討論了寧夏大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，關(guān)鍵技術(shù)及軟件功能應(yīng)用，利用校園專用局域網(wǎng)與電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)的**和傳輸，基于B/S、C/S框架下建立的管理軟件，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、**、統(tǒng)計(jì)、分析和利用的功能；結(jié)合節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)自身建設(shè)和運(yùn)行管理現(xiàn)狀以及存在的一些問(wèn)題，有針對(duì)性的提出一些解決措施，為進(jìn)一提升節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)功能和作用提供了有力的支持，同時(shí)也為兄弟院校節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)和管理提供了一定的理論和經(jīng)驗(yàn)支持。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.

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