浅谈智慧校园能源监控系统的设计

摘要 基于网络通讯技术，搭建校园能源实时在线监控平台。对南京技师学院重点耗能楼宇或设备的关键参数实施在线采集及分析。同时具备采集数据打包上传、原始数据处理与存储、统计数据查询与分析、能耗数据对外发布与传输等功能;为学校、科研单位、设计与工程实施单位的节能分析提供有效数据支撑;为学校、审计、监管与上级管理部门提供准确的能耗账单信息及决策依据。

关键词 绿色校园;能源监控;节能减排

1引言

近年来，随着我国经济建设的不断发展，转变粗放型的 经济增长模式，坚持走可持续性发展道路已深入人心。实现 社会主义现代化，构建良好生态、环境美丽的和谐社会，对落  实节约使用能源和提高能源利用效率起着至关重要的作用。 青少年学生是国家的未来和民族的希望，校园肩负着重要的教育、宣传及示范任务，同时校园自身是能源消费的大 户，能耗占国民建筑总能耗的比重也日益变大，因此对校园 实施能源监控系统具有重要的现实意义。

       为响应国家的政策与号召，落实节能减排的任务，南京 技师学院开展了建设节约型校园的工作，并结合学院的情况 提出“校园能源监控系统"建设的需求。

       系统部署于学院信息楼，实现机房用电总进线有功总电量数据的采集、传输、储存、分析，包括多种能耗报表展示查询以及与之对应的各种能耗图形。能耗报表可分为日报表、 周报表、月报表、年报表、同环比报表等。能耗图形可分为数据透视表、饼图、柱状图、线图等。

       后期将全院水、电、油、气等多种能源数据全部接入系统，并实现用电量的三级计量，以实时监测能源大数据为依 据，为学校提供能源使用情况分析与比对、节能管控分析与 建议、节能效果验证、能源调度，保障健康与舒适环境，提高 管理人员的节能意识及校园能源管理的信息化程度。

       本系统由计量装置、数据采集装置、传输网络、平台与数 据服务器、上位机系统管理平台软件组成。应用“互联网+ "、云计算、虚拟化、大数据等相关技术，以 B/ S 框架作为整个系统的开发构架。系统部署一台虚拟化 Web 服务器，提供查询服务，两台数据库服务器，其中一台做冗余热备，一个上 位机采集站，负责数据采集处理与维护，工作站若干供管理 人员实时监控能源平台，系统架构如图 1 所示。

       (一)计量装置。为水、电、油、气等资源的消费计量器具。所有计量器具应具备通用开放的智能接口。

       (二)数据采集装置。负责能耗数据的采集及转换任务， 能主动及被动地根据上位机下发指令采集分析计量器具的

图 1

       协议并将得出的计量数据接入系统平台。该装置还应具备 存储功能并支持冗余备份。

       ( 三) 传输网络。充分利用校园现有网络结合无线传输作为数据通信的手段，并能支持灵活的网络拓扑结构与多种 传输介质。

       ( 四) 管理系统软件。该管理系统软件应在符合国家颁布的相关设计与开发导则的前提下，充分考虑学院能源管理 的实际需求，基于能源数据，能进行深度数据挖掘，可以按能 耗类别、部门、面积、生均( 平均每位学生) 等指标形成学院能源消费的大数据分析。系统应部署与校园节能监管导则相 兼容的数据库，并将有关数据远传至市级数据中心。

 

5.1平台概述

       AcrelEMS-EDU校园综合能效管理解决方案针对校园能源统计、后勤计费管理、校园运维管理等提供高校的信息化管理平台。从“源、网、荷、储、充"多个角度解析高校当下及未来的用能问题及用能需求，在统一的需求下“实现能源互补、信息互通"等管理模式。助力学校管理智能化、数字化、综合化，实现节能校园、绿色校园、低碳校园。

5.2平台组成

       AcrelEMS-EDU高校综合能效管理平台采用开放的分层分布式网络结构，主要由设备层、传输层、数据层、应用层组成。AcrelEMS-EDU高校综合能效平台提供校园用能实时在线监控、能耗数据统计分析、空调智能管理、用能排名、节能评估、宿舍恶性负载监管等功能。

5.3平台架构

图1 安科瑞能效管理方案架构拓扑

6.1电力监控与运维

       集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维， 班组重新优化整合，减少人力配置。

6.2后勤计费管理

       采用先进的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。

6.2.1宿舍用电管理

       针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可获取违规用电跳闸记录

6.2.2商铺水电收费

       针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管

6.2.3充电桩管理平台

       充电桩在“源、网、荷、储、充"信息能源结构中是必*。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必*一部分

6.2.4智能照明管理

       通过对高校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任一线路，任一个路灯的定时 开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和高效节能

6.3能源管理系统

       针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。

       按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提高管理效能。

构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。

6.4智慧消防系统

       智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

 

7.1电力监控与运维平台

 

 

7.2.2充电桩管理平台

7.2.3智能照明管理

7.3能源管理系统

7.4.2消防设备电源监控系统

 

7.4.3防火门监控系统

7.4.4消防应急照明和疏散指示系统

       通过以上介绍可以看出，校园综合能效管理平台安装简单，使用方便，容易管理，且智能化和自动化程度高，并可实施远程监控。是实现高校的用能科学管理，减少企业的管理量，提高控制能力，加强相关校园物业单位竞争力的有效解决方案。对于严格控制公寓违章用电，消除公寓用电隐患，防控公寓火灾事故的发生将起到十分积极的作用。

      校园能源监控系统实现高校能耗管理由粗放化向高效 化转变，由事后被动型向事前主动型转变，由单体节能转变 为系统节能，由经验化向科学定量化转变，最终帮助高校实 现节能降耗的总体目标。