電子科技大學：管住校園建筑“水電耗子”

文/顏凱

電子科技大學：管住校園建筑“水電耗子”

文/顏凱

電子科技大學節約型校園建筑節能監管平臺的建設目標是完善相關用能、用水管理制度，提升管理水平，提高用能、用水運行效率，為節能、節水改造提供數據支撐和科學依據，并可為每項節能工作的效果進行評估。具體體現在以下幾方面：

1.良好的經濟效益。依據經驗開展初步的行為節能，就可以達到至少5%的節能量，獲得可觀的經濟效益。

2.極佳的社會效益。不僅全面了解學校的用能情況，極大促進節能工作的開展，降低建筑運行成本，為學校贏得良好的社會聲譽，還能提高學生的節能意識，培養學生環保節能的品質。

3.為學校后續的節能改造提供指導和評估依據。通過能耗監測，可以發掘學校的節能空間所在點和關鍵點。對于節能改造效果也能進行及時和準確的評估。

4.為學校后續的節能政策出臺提供支持。能耗監測的數據為學校節能政策的出臺提供節能的重點，同時也可以為節能政策的效果做出評估，不斷促進政策的優化。

建設方案

建設原則與思路

根據學校實際，確定以“整體規劃、分步實施、階段見效”的原則開展建設。先搭建起總體的結構，然后逐級分解，向下細化。根據這個原則，一期工程首先將清水河校區和沙河校區的水和電兩類能源消耗實現總體計量監測（即計量到樓棟），同時挑選部分典型的重點建筑用電實施分項分戶能耗細化監測，并輔以部分建筑的節能改造，形成整體清晰、局部詳細的能耗監測平臺架構。平臺的主要建設思路可歸納為以下幾點：

1.充分利用校園已有網絡資源；

2.采用開放式軟件接口，兼容多廠家表計和采集系統，擴展性強，用戶可獨立采購硬件；模塊化系統架構，易于功能修改、擴展以及定制；

3.平臺可集成接入多個能源管理控制系統，包括學生宿舍用電計量系統和低壓配電監控系統，以及新建的能耗采集系統；

4.遠傳能耗表計計量數據的采集，根據樓棟、校區、部門等進行分類、分項統計；

5.對能耗數據進行分析、處理，提供報表、圖形、公告公示等多種展示形式。為管理者能源審計、節能管理、開展有計劃分步驟的節能改造提供數據依據。

建設內容

結合指導原則和學校實際情況，確定了“融合現有能源系統、軟件自主研發、硬件招標采購”的整體建設方案。在建設分工上，由學校后勤管理處節能減排辦公室負責項目的全面實施和管理；由校信息中心負責軟件平臺的搭建、頁面發布、數據庫維護、服務器托管以及軟硬件的協調工作；由后勤集團負責遠傳智能計量表具的安裝、調試和維護工作；由招標方式選擇硬件設備集成商，負責提供平臺建設中所需的各種計量表具、數據采集器及相關的配套設備，并和信息中心協調數據的采集和傳輸方式。

平臺的建設工作主要包括以下幾個方面的工作內容：

1.基礎數據收集：統計學校內多種信息，包括學生人數、部門的房間使用情況、建筑以及房間內用能設備情況、校園管網信息、各項歷史能耗數據等等。

2.數據中心建設：系統基于B/S架構，根據業務劃分及安全性考慮，將服務部署在6臺服務器上，搭建數據中心，包括1臺Web服務器，2臺互為備份的數據庫服務器、1臺FTP服務器、1臺結算服務器、1臺SVN、數據庫備份及編譯服務器。

3.非遠傳表具改造工程：在行政教學及學生宿舍各獨立建筑的總進水管網改裝遠傳水表；在科研1號樓和科研2號樓改裝遠傳三相及單相智能電表；在所有學生宿舍加裝電開水器智能電表。新裝遠傳表計的能耗數據，由新建設的能耗采集系統進行收集和統計。

圖1 電子科技大學節能監管平臺總體架構

4.系統集成：平臺集成了四套系統采集到的能耗數據，包括已有的清水河校區的低壓配電監控系統、沙河校區的低壓配電監控系統、清水河校區學生宿舍用電計量系統以及新建的能耗采集系統。圖1為電子科技大學節能監管平臺總體架構圖，圖中四套系統通過自己的傳輸網絡可獨立運行，同時通過對這些系統進行二次接口開發，所有能耗數據都利用校內已建成的專網（沙河校區低壓配電系統的數據借用校園網鏈路，采用VPN方式傳入數據中心），以TCP/IP的協議集中上傳至數據中心進行統一數據清理和整合，存入平臺的數據庫服務器，并通過Web發布服務器完成數據實時監測、管理及分析、指標制定及考核、能源審計等功能的網頁形式的展示。

5.軟件平臺建設：節能監管平臺軟件平臺由校信息中心負責開發和搭建。系統功能架構分為數據采集子系統、數據入庫及結算子系統、基礎數據管理子系統及能耗分析展示子系統。其中，數據采集子系統集成了四套能耗采集系統，負責遠傳表具的數據采集工作。數據入庫及結算子系統，主要完成把數據采集子系統采集的原始數據（又稱為流水數據）經過清洗后，存入節能平臺流水數據庫中，并對流水數據庫中的數據進行結算，計算出校區、建筑、部門等在某時間間隔中使用的能耗。基礎數據管理子系統主要完成對于校區、建筑、部門、房間、表具等數據進行管理。能耗分析展示子系統，主要通過Web方式展示經數據入庫及結算子系統結算后的數據，用于分析和決策。

關鍵技術

平臺的軟件由校信息中心自主開發，功能設計上吸收了國內外建筑能耗分項計量和節能監管的成果和經驗，突出展示學校特色。結合大平臺架構理念和分布式開發思想，具有高度開放性、兼容性和可擴展性，已實現對校內多個系統的已有數據實時數據共享，覆蓋面廣。關鍵技術可總結為以下幾點：

1.采用分布式系統，控制功能分散，管理功能集中，可在各子系統中完成控制功能，各子系統的操作人員維持不變的同時，設置專員維護節能監管平臺，實現分工合作，便于排查問題定位故障;

2.采用模塊化層次架構，數據間通信采用標準接口，有很強的兼容性。同時模塊化的系統架構，易于功能修改、擴展以及定制；

3.采用靈活數據松耦合的設計，系統的開放性及靈活性較強，可集成接入各高校已建成的多個現有能源管理系統，開放式軟件接口，兼容多廠家計量表具和能耗采集系統，擴展性強，用戶可獨立采購硬件；

4.采用獨有虛擬表計技術和后臺表計配置平臺，可有效保證學校物理表具（又稱為真實表具）與系統虛擬表計的邏輯分配、統計、查詢和動態配置功能靈活實現。

實施效果

平臺一期建設完成后，可實時采集和監測10600多只遠傳智能表具，計算出8792間學生宿舍用電量、60多棟建筑用水量以及全校80多棟建筑1200多個主要供電回路的能耗。

建設成果

平臺建成以來的主要建設可以概括為以下幾點：

1.直觀全面地展現全校用能情況。提供了一個統一的界面，管理員可以隨時通過網絡訪問系統，查詢能耗數據，大大提升了管理效力。

2.幫助發現原有系統漏洞。通過平臺的數據分析和比對功能，能夠對校園能耗有更全面的了解和分析，了解各用能設備和系統的使用情況，對于能耗利用率低的系統，可以有針對性地進行監控和管理。通過數據分析，平臺能夠有效地發現漏水點，便于及時跟進堵漏。

3.為節能改造提供數據支撐。我校通過節能平臺的建筑分項能耗監測，發現空調耗電量占比大，耗能量大，經過專家討論和建議，特別申請了專項資金，用于建設中央空調綜合控制系統。同時，學校啟動了照明控制系統以及空氣源熱泵熱水系統的建設，通過建設前后用能數據的對比，可以準確地掌握各系統的能效情況，為每項節能工作的效果進行評估。

4.指導節能制度的制定方向。平臺能耗數據的分析結論，可以為節能制度的制定方向提供強有力的依據，為節能措施和節能技術的使用提供了數據基礎。

節能成效

表1為2012年全校用能基本數據統計表，以及和上年同期值（2011年數據）的比較。可以看到在2012年全校建筑面積增加的情況下（學校2011年末新建成了1棟體育中心和6棟學生宿舍），各項能耗指標不升反降：全校的能源消耗量減少了3.51%（以萬噸標準煤為結算單位）；能源消費成本節約了104.875萬元；單位在校生能耗降低了4%；單位建筑面積能耗降低了8.12%。

（作者單位為電子科技大學信息中心）

表1 電子科技大學2012年用能基本數據統計