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基于云平臺管控的校園能效管理解決方案探討

瀏覽次數:835更新時間:2022-09-20

劉丹

安科瑞電氣 上海嘉定

摘要 為響應建設綠色校園的號召,切實提高高校能源利用水平,促進學校能源資源合理配置。針對高校校園能耗大的問題,本文以某校園建設智能化綜合能效管理平臺的過程為例,詳細介紹了平臺建設體系、技術、功能及物理架構,以及能源數據采集、能效管理、能源運行監(jiān)控等多方面功能,該系統的使用提高了高校能源使用效率,促進建設綠色校園,響應建設“兩型社會”、綠色校園的政策號召。

關鍵詞 能效管理 節(jié)能減排 高校 云平臺

 

一、引言
能源是發(fā)展國民經濟、改善人民生活的重要物質基礎。隨著國民經濟的發(fā)展,建筑能耗在社會總能耗中的占比穩(wěn)步上升,能源壓力對經濟發(fā)展的制約作用日益明顯,因此降低建筑能耗刻不容緩。高校作為大型公共機構建筑的重要組成部分之一,建筑量大、能耗較高,且存在嚴重的能源浪費現象。為響應的政策號召,通過建立科學的校園能源管理系統建設節(jié)約型校園,達到節(jié)能減排的目的,落實科學發(fā)展觀,能在一定程度上緩解我國目前面臨的能源壓力,幫助實現經濟的可持續(xù)發(fā)展。高校是我國培養(yǎng)人才和促進我國科學進步的主要的陣地,是一個培育人才的搖籃、科研工作的創(chuàng)新基地,在我國高校深入開展節(jié)約型校園建設,傳播勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統,由學校為學生樹立節(jié)約的榜樣,營造節(jié)約能源、環(huán)保綠色的校園文化氛圍。因此,建設一套校園綜合能源監(jiān)控管理平臺,實現校園能源的統一管理和集中控制,實現能源的可靠、穩(wěn)定、清潔、高效供應,減少高校建筑能耗顯得十分重要。

 

二、案例分析
以某大學為例,學校秉持“綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展”的理念,校園內先后建成了一批具有標志性、示范性的綠色節(jié)能項目。如校園內歷史保護 標志性建筑大禮堂,采用利用地道風道的新風預冷(熱)空調通風系統、座椅送風系統、建筑節(jié)能材料和 圍護結構的保溫隔熱等節(jié)能系統和措施;新建的衷和 樓則采用中庭復合通風、冰蓄冷空調、變頻供水、地下停車庫自然采光等節(jié)能系統和措施。 太陽能光伏技術、地源熱泵、低輻射節(jié)能型外窗、建筑遮陽、屋頂綠化、光導管、節(jié)能照明、輻射式空調末端系統也分別被應用于文遠樓、旭日樓、游泳館、環(huán)境樓、教學樓、圖書館等建筑單體。學生浴室在改建過程中采用太陽能供熱水、電蓄熱鍋爐、中水處理和回用、洗浴廢水熱回收 利用、IC卡使用系統等一系列的節(jié)能設備。
從水電系統來講,學?,F有一套能源管理系統,并安裝了遠程抄表裝置。遠程抄表有專人進行維護,不僅對電力系統數據進行實時監(jiān)控,且保留數據記錄。 對于網絡故障等問題引起的短暫性無法計量的現象,能源管理中心會及時予以解決。 供水系統方面,學?,F有供水模式為市政供水,部分建筑采用了中水回收 系統。學校已經建立各校區(qū)用水計量裝置遠程監(jiān)控及抄表系統,對各建筑、各部門的用水消耗數據進行采集,采集頻率為每天1次,采集時間為每天零點。
從空調系統來講,學校各個建筑的空調系統的運行及維護由后勤部門負責,運行人員通常只做簡單啟停 操作,具體運行控制由設備自帶的控制器實現。 這樣 的操作方式雖然便于操作和管理,但并不能保證處于良好的運行狀態(tài)。大禮堂、行政樓采用多聯機及風冷熱泵機組,其控制自成系統,能效管理系統可采集實時運行 情況,通過集中控制、室內空氣調節(jié)、分區(qū)管理優(yōu)化,實現在保證空調控制系統效果的前提下,節(jié)省空調運行能耗。 教學樓、辦公樓大部分采用分體式空調,所有的控制操作通過遙控器完成,學生和教職工根據需要自行控制。 使用者往往會將溫度設定值設得過低或過高,使空調長期處于超溫運行狀態(tài),造成電力浪費。 此外,空調一直處于帶電狀態(tài),即使不使用,也會因待機 消耗電量。
從照明系統來講,學校的大多數建筑照明系統均為人工控制,并未采用聲控、光控等先進技術。因而常常出現白天光線明亮的走廊、使用內遮陽的辦公室,仍開 燈耗電的現象,造成了大量的照明系統電耗浪費。
采用安科瑞電氣“電子遠傳水表”,結合校園能效管理平臺,對各場景用水量、水壓等數據進行監(jiān)測,分區(qū)管理。應對大學建設提出的新的需求,在今后較長時間內繼續(xù)扮演好角色。

 

三、平臺介紹
隨著能源轉型加速和電力改革不斷深入,為滿足校園能源管理、節(jié)能工作及節(jié)約型校園建設的新需求,安科瑞憑借在能源管理領域內多年積累,采用凡在物聯、云計算、大數據、移動數據和電力參數傳感技術,開發(fā)了AcrelEMS-EDU教育行業(yè)能效管理綜合解決方案,提供校園用能實時在線監(jiān)控、能耗數據統計分析、折標對比、實績分析、用能排名、節(jié)能評估等功能。
2.1系統架構

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圖1 安科瑞能效管理方案架構拓撲

安科瑞教育行業(yè)能效管理方案由設備層、傳輸層、數據層、服務層組成。
設備層(水電表、空調控制器等末端設備)通過RS485專線或無線(Lora)通訊組網。
傳輸層(邊緣計算網關)可通過RS485專線或無線通訊采集末端設備數據,并以以太網或4G、NB等方式通過校園網將數據傳送至數據層。
數據層(一般部署在校園服務器中)處理傳輸層上傳數據,并為服務層業(yè)務做服務,可與校園一卡通系統和其他相關系統做數據對接。
服務層(一般部署在校園服務器中)提供數據查看、預付費管理、惡性負載管理、作息時間管理、分布式光伏監(jiān)測等功能。

2.2平臺功能

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圖2 AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺駕駛艙展示圖

首頁/綜合數據:綜合展示校園能源用能概況,包括異常報警情況(數據異常/設備異常)、水、電等能源用能情況、校園3D模型定制、并可加入校園用能數據動態(tài)展示。

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圖3 AcrelEMS-EDU校園3D模型圖

用電綜合監(jiān)控:對校園35KV-10KV-0.4KV各級用能進行監(jiān)測和分析;對進線電能質量及關鍵實驗室電能質量進行監(jiān)測分析;對變配電室內的環(huán)境進行監(jiān)測和報警;能夠對變壓器進行監(jiān)控,保證用電安全和穩(wěn)定。
      用水綜合監(jiān)控:對覆蓋校區(qū)所有建筑的總進水量進行計量;對單棟建筑進水量進行二級計量。個別實驗樓進行三級計量監(jiān)測。通過、二級、三級水表計量數據實時分析水平衡情況,存在異常水情時能夠立即發(fā)出警情。
      商業(yè)/宿舍預付費:對校園內的各類商鋪用水、用電進行預付費管理。對學生宿舍用電進行定時用電控制、違規(guī)電器使用監(jiān)測和預付費管理。
      分布式光伏監(jiān)測:提供光伏電站運行監(jiān)視,逆變器運行監(jiān)視,電站發(fā)電統計,逆變器發(fā)電統計,光伏電站配電監(jiān)測,逆變器曲線分析等功能。
      空調節(jié)能監(jiān)管:實現對中央空調的用能監(jiān)測和分體式空調的用電監(jiān)測及控制。
      路燈/照明智能監(jiān)管:實現對室內照明和室外路燈照明的用電監(jiān)測和照明控制,可按照預先設定的邏輯進行自動管理或遠程群控管理。
      校園能耗分析:能夠實現能耗監(jiān)管、能耗查詢、能耗報警、能耗公示、能耗審計等功能,能夠幫助學校清晰、直接的了解到用能情況,并輔助學校做好審計公示工作。
      校園用能分析報告:能夠對整體用能、整體監(jiān)管和計量設備工作狀態(tài)、同比數據、環(huán)比數據等進行分析,幫助校方了解到校園綜合能效情況。
      綜合手機端:相關人員可通過手機客戶端的方式隨時登陸能源管控系統,實現對校內各類能源系統進行計量、監(jiān)測、控制、狀態(tài)反饋、報警等功能,對校園水電等能耗進行實時監(jiān)管。

2.3典型硬件

 

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四、討論及思考
綠色校園建設中,傳統能耗采集管理方式存在即時性差、采集繁瑣、自動化程度低等等缺陷,遠遠無法滿足當前節(jié)能減排管理需求。而AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺等市場上已有的學校能耗監(jiān)測平臺完善了能源計量數據的采集、統計、分析體系,實現了宿舍商鋪用電預付費管理、路燈空調等公用設備管控、用水綜合監(jiān)管等功能,對校園節(jié)能減排具體重要現實意義。因此建立功能完善、計量準確、可靠效率高的高校綜合能效管理平臺是改變高校用能粗放式管理、實現校園節(jié)能減排大目標的迫切需求。
同時學校作為新技術、新理念傳播的重要基地,將節(jié)約理念通過這樣的管理方式貫穿于校園建設、學生教育,使節(jié)能成為習慣,讓節(jié)儉成為美德,也具有著深遠的教育意義。

 

 

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