高校節能平臺建設方案研究

李春林

摘 要：當前，我國高等院校承擔著包括教學、研究與生活等多種職能。顯而易見，高校的人口密度較高，同時也在消耗著較高的能源與資源。進入20世紀后，我國加快了高校的建設規模，校園的占地面積、學生與教師的數量等許多方面對于能源的需求不斷增加。在當前建設節約型社會的大背景下，提升高校能源使用效率、建設節約型校園無疑是高校工作的重點。為實現校園節能長效有序管理，進一步推動全院的節能工作由點到面、逐步深入，特開展學院校園節能平臺建設項目。

關鍵詞：高校；能消問題；節能平臺；建設方案

1 存在問題

雖然學校已經建設了能源監管平臺并將學校用電計量和用水計量納入監管，但鑒于學校面積大、用能多、能源類型廣等特點，已有的能源監管平臺還是不能完全覆蓋學校用能范圍，并且無相關節能控制手段，存在一定的監管漏洞，節能空間較大。

（1） 用水計量。

目前已實現食堂和學生宿舍用水總計量，未能實現其他建筑樓棟總計量，已有計量存在缺失和跑冒滴漏現象，現有計量統計數據和全校總用水量不符，存在23%的誤差；

（2） 用電計量。

現有平臺實現了各建筑總計量和分項計量，未能對重點用能建筑如實訓樓、教學樓進行分戶計量和能效指標體系考核（KPI）。

（3） 節能改造。照明、空調等用能系統存在管理失調、設備或技術落后等現象，浪費能源的同時不利于管理。

2 建設目標

在現有能源監測平臺的基礎上新建一套學院節能管控系統，依托校園網、電力載波、RS485總線技術，接入已有的能源監測數據，同時擴大能源監管范圍，將實訓樓等重點用能建筑三級計量和剩余建筑用水計量納入監管，新建商戶智能預付費系統，針對既有建筑照明和空調采用成熟的成套節能技術與產品進行綜合節能改造，搭建一個功能完善、管理智能、能耗管控的校園節能平臺。為加快節約型綠色校園建設步伐，促進學校全面、協調、可持續發展。

3 建設原則

（1） 友好的人機界面。應用B/S架構集成軟件，并架設C/S軟件架構，將集成的圖形與人機界面系統作為運行基礎，支持WINDOWS界面風格。

（2） 可擴展性。應用網絡結構是系統設計的基礎，將有效滿足今后用戶功能擴展的需求，也可以十分便捷地添加本地采集儀表的方法實現，而且還能通過網絡拓展，利用集中趨使系統逐步擴充成為一個校園建筑能耗數據管理平臺。

（3） 可維護性。系統具備維護狀態信息輸出的功能，可以將系統的運行狀態進行導出，并且有效地管理系統運行過程中出現的異常信息，并且通過權限設置來進行維護。

（4） 完整性。由于電能數據本身的特征，必須保證在任何的狀態下不能出現數據丟失的現象，特別是在進行電能數據統計與結算時，更不能有任何的故障出現。本系統就很好地解決了這一問題，采用多種方式在數據的收集、處理與通信階段保證數據不出現丟失。

（5） 安全性。整個系統以SQLserver作為數據庫，通過相應的技術保證原始數據不得隨意篡改，同時對于電能數據的計算等操作在派生庫中完成。并且進行了相應的權限設置，針對不同等級用戶，進行數據訪問權限的設置，充分體系出電能數量的嚴肅性。并且系統也具備恢復與備份等功能。

（6） 模塊化和可擴充性。能源監測系統的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴充性，使系統能在日后得以方便地擴充。

（7） 先進的數據采集方案。基于目前先進的數據采集思想，對整個系統結構、未來系統的擴展性、系統的實用性等方面進行綜合考慮，系統采用校園網/低壓電力線載波遠程抄表和RS485總線技術，整個系統在保留原基本布線形式下，使系統的實用性與經濟性達到平衡。按項目設計要求配置表具和采集設備，具有綜合成本低、高靈活度、小施工量、小運行費的特點，同時整個系統還做到：運行穩定可靠，抄收方式靈活，采集數據準確，高過載、抗干擾性強，通用性、監控實時性強。具有較高的性價比，可以完全滿足節能監管平臺項目需求，達到“高可靠性、高智能化、低造價”的建設目的。

4 系統網絡架構

校園節能平臺主干通訊網絡充分借用校園局域網，能同時支持B/S和C/S兩種混合架構模式。系統采用帶隔離的、可靠的、抗干擾能力強的網絡結構，保證數據有效傳送、不丟失。支持雙總線網絡、自動監測網絡總線和各個接點的工作狀態，自動選擇、協調各接點的工作和網絡通信。

系統網絡結構采用分層分布式三層結構：現場設備層、網絡通訊層、系統管理層。

（1） 現場設備層。

現場監控設備直接采集現場運行數據并具備上傳功能，可獨立完成測量、控制、報警、通訊等功能，一個設備的出現問題時，不會影響其它設備的正常運行。系統通過各類能耗計量設備（如載波電表、遠傳水表、節能設備等）獲取各計量點的電能及相關電力參數、水能耗和運行情況等能源信息；所有這些監控設備具有通訊接口，并可以通過電力載波或RS485總線接到網絡層。

（2） 網絡通訊層。

本平臺利用學校校園網搭建網絡，現場各分散計量設備通過底層的電力載波或RS485總線、上層的以太網總線方式將數據上傳至學校綜合管理中心；采用成熟設備管理學校監控中心和就地監測或控制單元相互之間的數據通信，保證它們的數據有效傳送、不丟失，實現現場采集層和系統管理層的數據傳輸。

（3） 系統管理層。

能耗監管平臺系統設在監控中心，配置2臺數據服務器、1臺工作站、液晶拼接大屏、激光打印機、UPS電源，硬件防火墻等，UPS電源給服務器和打印機等設備供電，網絡激光打印機用于實時打印事件、報警信號、報表等；大屏用于平臺展示。

通過校園節能平臺對底層的各綜合節能設備及子系統進行運行狀態的監測、節能設備的管控、能耗數據的匯總、統計、對比、分析和直觀展現功能，得出其能耗信息、消耗費用、節能效果、變化趨勢等分析結果，通過多角度直觀的圖表展現給各級領導和各管理部門，同時根據這些分析結果幫助學校制定考核、管理制度，輔助領導決策。通過服務器接口，擁有不同權限的用戶可以從大屏幕、WEB瀏覽客戶端或其它有安全級別的終端服務器，查看到不同級別的數據呈現信息和節能設備及子系統運行狀況。