提升節約型校園節能監管平臺效用的實踐研究

高 翔

（復旦大學總務處，上海 200433）

隨著國內高校節約型校園、綠色校園研究在理論和實踐層面上的進展，節約型社會建設的深入和學校節能降耗管理的進一步細化，建設節約型綠色校園成為了新時期的新目標[1]。建設節約型校園，能夠有效地解決高等學校辦學成本高、運營能耗高的內部生存發展所面臨的問題。

早在1990年，復旦大學就成立了專門的節能管理工作機構，進入21世紀，學校的節能工作步入了快速發展期，2010年進行《復旦大學節約型校園節能監管體系建設示范項目》的申報，同年獲得了住房與城鄉建設部/教育部劃撥的經費資助。復旦大學在節約型校園協調領導小組的領導下，把節約型校園發展規劃納入總體規劃，列入學校年度財政預算。以此為契機，學校走向了持續建設節約型校園的軌道。

作為節約型校園節能監管體系建設重要組成部分的節能監管平臺，由復旦大學計算機科學技術學院組織科研團隊自主開發。2012年4月復旦大學節能監管平臺上線試運行，開始對各建筑的電耗、水耗數據進行采集，其后，根據學校各方的需求，研發團隊基于對復旦大學的管理模式和運作機制深刻的理解，不斷對平臺進行完善改進，所開發的節能監管平臺不僅能夠完全滿足《高等學校節約型校園建設管理與技術導則》的要求，而且更能體現復旦大學的特色。2014年12月通過了住房和城鄉建設部/教育部驗收測試，專家們認為復旦大學的節能監管平臺的內容和質量達到了預期的要求。

一、研發節能監管平臺，為節約型校園建設提供強有力的監控手段

復旦大學節約型校園節能監管平臺的建設，充分考慮節約型校園能源管理和自身發展的需求。節能監管平臺的建設從根本上規范了能耗數據的統計方式，利用計算機進行能耗分析，監控用能情況，使學校用能環節明確、流程清晰、數據準確、能源管理的依據更加充分[2]。

復旦大學節能監管平臺的體系架構分為四個層次：一是數據采集層，通過智能電表、智能水表等獲取電耗及其相關電力參數、水耗等能源信息；二是數據傳輸層。將能源數據轉換成TCP/IP協議格式上傳至能源管理中心；三是數據處理存儲層。完成對能耗數據進行匯總、統計、分析、處理和存儲；四是數據展示層，對存儲層中的能耗數據實時或定期進行發布和展示。

該平臺具有《高等學校節約型校園建設管理與技術導則》要求的能耗實時查詢/監測、能耗分析比較、安全報警、用能趨勢分析、各種統計報表、地理管理信息系統等功能，還具有對學校三級電表的管理、光華樓電力SCADA系統的獨立管理、運行在系統中的各種前置機接入平臺的其他子系統的運行狀態進行檢測等功能。

軟件的運行離不開底層設備提供的信息，節能監管平臺建設先后完成了智能表具、數據采集器等硬件設備的采購和施工安裝以及其他軟硬件系統的集成工作，共安裝智能電表1 138只、覆蓋建筑420棟，安裝智能水表253只、覆蓋建筑172棟。

節能監管平臺是節約型校園建設的必要手段。平臺通過靈活、安全的網絡傳輸，對能耗信息進行集中、智能化管理，能夠幫助學校了解各校區、院系、重點用能單位的能耗狀況，為相關部門提供切合工作需要的數據分析和統計，實現校園能耗的智能化管理，檢測故障的設備、表具，杜絕浪費提供有效管理，也為今后開展進一步的節能改造提供依據。

二、超大型建筑節能改造，發揮節約型校園建設示范引領作用

節約型校園建設不能一蹴而就，是一個持續建設的過程。持續不僅僅是在自然資源方面，還有教師資源、教學資源等，不僅保證校園的空間實現可持續發展，同時也保證校園在教學、文化等方面實現可持續發展[3]。復旦大學持續投入資金對超大型建筑——光華樓進行節能改造，是節約型校園持續建設的具體實踐。光華樓集教學、科研、辦公、會議、接待等功能于一身，由主樓和輔樓組成，是連體雙塔結構，主樓為30層的雙塔，中間連接體為15層，建筑面積為12萬平方米的超大規模的綜合性建筑，其能源消耗總量也位于全校前列?？照{、照明及辦公設備（插座）占整體建筑能耗的78%，網絡機房及電梯其他用能等占總能耗的22%。復旦大學利用上海市建交委建筑節能專項扶持資金、學校自籌以及合同能源管理的方式，經過對光華樓中央空調系統、墻體玻璃貼膜、照明燈具節能改造及分項計量器具改造，建立覆蓋電梯、空調、照明、動力等分項使用的節能監管體系，以及覆蓋教學、科研、辦公、會議、接待等分類使用的節能監管系統，經第三方評估節能率22.5%。

對光華樓的改造是技術節能與管理節能并行，帶動行為節能、培育綠色校園文化，并對節能減排實施量化、指標化管理。通過對光華樓建立長效化的能耗管理機制以及長期持續的節能改造工作，可以起到示范引領作用，深入推進復旦大學邯鄲、張江、江灣、楓林等多個校區節能減排工作。今后，復旦大學光華樓建筑節能的成功經驗，也可以推廣到全國的其他高等院校。

三、保證系統穩定運行，為學校管理決策提供技術保障

軟件系統的整個使用壽命中，都將伴隨著系統維護工作的展開，軟件維護是一項綜合性很強的工作[4]。系統維護的目的是要保證系統正常而可靠地運行，并能使系統不斷得到改善和提高，以充分發揮作用。

節能監管平臺是一個復雜的集成系統，需要將復旦大學各校區學生公寓電能計費系統、校區變電站的電力監控系統、光華樓電力SCADA系統、以及采用有線、公網gprs無線、無線專網三種方式的水表數據采集系統等，接入到節能監管平臺。同時，節能監管平臺還管理著3臺數據庫服務器、6臺前置機、分布在四個校區的5臺防火墻、38個數據采集器，節能監管平臺數據庫中管理了包括實測點和計算點在內的10萬多個數據測點。復旦大學節能監管平臺能一直穩定運行，由節能監管平臺的維護團隊，每天進行硬件設備檢測、平臺系統維護、采集數據檢測，每周進行數據備份、異常數據檢測、測點和數據關聯更新等大量復雜的工作。

在系統的運行過程中，隨著樓寓建筑的增加和改造、電網線路的調整均導致電網拓撲結構發生變更、智能表具/采集器由于損壞而發生更換、智能表具測點位置變更等，經常要對節能監管平臺的數據、測點信息進行維護和管理，面對龐大的數據量與頻繁的變更，靠手工處理，效率低下且容易出錯。因此，學校投資開發運行維護工具管理系統，能批量進行數據導入、批量數據更新，對虛擬點（計算點）進行管理和智能匹配，處理由于測點變更而異常的歷史數據。

有了穩定的維護團隊以及智能化的運維管理工具，不僅能保證數據的正確性，大大提高了系統維護效率，而且平臺的平穩運行，為學校的節約型校園的建設、管理、運營，提供強有力的技術保障。

四、充分利用能耗數據，發揮節能監管平臺的實踐效用

復旦大學節能監管平臺運行至今，積累的能耗數據約有550G左右，這些數據是一筆寶貴的財富，能為廣大師生的教學、科研提供豐富有效的研究數據。為充分發揮節能監管平臺的實踐效用，在現有的節能監管平臺的基礎上，構建用能大數據分析系統，使用數據挖掘算法，提高處理能耗大數據的速度，挖掘出應對能耗高的有價值信息，根據直觀展示的可視化分析和數據挖掘結果，給出用能預測性判斷，不僅可為學校能效管理提供理論支撐，還可為提升節能降耗科研水平提供第一手的原始數據，大大提升學校能效管理水平。此外，可對全校師生的用能行為進行多維交叉分析，探索出科研、教學和學生日常生活等不同領域的用能關鍵行為，評估用能的合理性，找出隱藏在用能現象背后的循環利用點或可以節約處，并給出合理化建議，改善師生的用能體驗。

在提升節能監管平臺實踐效用基礎上，要充分尊重科學事實，根據學校條件的變化不斷完善改進系統，進一步研究能耗數據深度利用的各種途徑，采取多種可行措施，如節能技改，完善制度，提高意識，規范行為等，不斷提高節約型校園建設水平，為全國高校節約型校園建設樹立典范。

五、結語

復旦大學節能監管平臺可對學校能耗數據進行采集、存儲、分析、處理，以及對系統相關的信息、設備、系統功能進行有效監管，最大限度地發揮其實踐效用。學校以此為抓手，進行科研攻關，大力推廣節能器具、設備的應用，采用節能新技術，提高能源資源的利用率，走出一條以創新為驅動的節約型校園建設的道路。

在節約型校園建設中，復旦大學的節能減排依然任務艱巨、責任重大，要貫徹落實節約資源和保護環境的基本國策，把降低能耗，有效利用資源作為節約型校園建設的長期任務，持之以恒進行平臺設計改進，保持平臺長期可靠穩定運行，健全學校能源利用制度，建立節能長效機制。進一步統一思想，牢固樹立創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，立足長遠、齊抓共管，采取更有效的政策措施，切實將節能減排工作推向深入，為學校實現綠色發展理念做出突出貢獻。