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高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

發布時間： 2024-08-01　　點擊次數： 413次

0引言

0 引言

隨著高等教育規模的不斷擴大，學校的能源開支在運營成本中的占比日益增加。為了有效降低運營成本、建設綠色校園并落實節能減排目標，構建一套高效的高等院校能耗監測與監控管理平臺顯得尤為重要。本文旨在探討該平臺的建設方案，通過借鑒一些先進理念和技術體系，實現對學校水、電等能耗的精細化管理，進而指導學校基礎設施建設及能耗監管平臺的構建。

1 系統總體設計

高等院校能耗監測與監控管理平臺采用有線Internet網絡為主、GPRS為輔的數據傳輸方式，結合485通訊與TCP/IP網絡技術，實現建筑能耗數據的全面監測、傳輸、分析及信息發布。系統架構包括命令接收/發送服務器、數據接收/發送服務器、數據處理服務器、信息展示服務器、防火墻、防病毒系統、文件存儲/數據備份服務器、監控工作站、變送器、中繼器、前端傳感器、網絡轉換器、UPS電源、通訊電纜及建筑能耗實時監測軟件等關鍵組件。該平臺能夠穩定可靠地實現能耗數據的實時監測、傳輸、分析及展示，為節能減排提供有力支持。

2 能耗數據采集與傳輸

2.1 數據網關設置

智能能源網關作為能耗監測與管理信息系統的核心，負責與各終端電表進行數據通信（抄表），并存儲相關數據。通過電話線、GSM無線方式、中壓載波（RS232）、485總線等多種通信方式，定時或實時將采集的數據傳輸至管理部門的數據服務器。智能網關還能自動生成電費報表，提供詳盡的能耗分析。

2.2 數據采集監測點設置

數據采集監測點涵蓋照明插座用電、空調用電、動力用電及特殊用電等多個方面。照明插座用電包括建筑物主要功能區域的照明、插座、走廊和應急照明、室外景觀照明等；空調用電則包括冷熱站和空調末端設備用電；動力用電主要服務于電梯、非空調區域通風、生活熱水等動力設備；特殊用電則指能耗密度高、占總電耗比重大的特殊區域和設備，如洗衣房、廚房、游泳池等。

3 數據采集系統布線方式

數據采集子系統與計量裝置之間采用符合行業標準的有線或無線物理接口，支持多種協議類型的計量裝置。在布線時，根據系統安裝成本和現場條件，優先采用電信號或RS485通信方式。對于長距離傳輸，采用RS485通信方式以保證數據傳輸的穩定性。在特殊情況下，可采用無線方式進行連接。同時，為確保監測數據的獨立性，能耗數據遠程傳輸系統盡量不與建筑原有的自動控制系統發生信息互連和共享。

4 建筑能耗數據傳輸系統

能耗數據傳輸系統由數據采集子系統和監測建筑到數據傳輸子系統組成。數據采集子系統負責采集建筑內的電能或其他能耗信息，并通過遠程信道與數據交換中心進行數據交換。該系統具有固定IP地址或網絡域名，確保數據傳輸的可靠性和安全性。

5安科瑞建筑能耗分析系統

5.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。

5.2應用場所

適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

5.3系統功能

5.3.1系統概況

平臺運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

5.3.2用能概況

對建筑、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

5.3.3用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

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5.3.4復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

5.3.5同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

5.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑規定時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

5.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在規定時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

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5.3.8設備管理

設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

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5.3.9用戶報告

用戶報告針對選定的建筑自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，并提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

高等院校能耗監測與監控管理平臺建設研究

6系統硬件配置

應用場景	型號	圖片	保護功能
建筑能耗管理系統	Acrel-5000web		采用泛在物聯、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。
智能網關	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁，能夠根據不同的采集規約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總，并使用相應的規約轉發現場設備的數據給平臺系統。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM810		具有全電量測量，電能統計，電能質量分析及網絡通訊等功能，主要用于對電網供電質量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE，4-20mA輸出。
低壓聯絡柜、出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現“遙信"和“遙控"功能，并具備告警輸出，可廣泛應用于多種控制系統，SCADA系統和能源管理系統中。
動力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯網功能，非常適合于實時電力監控系統。
	DTSD1352		DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

照明箱	DTSD1352	DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。
	DDSD1352	DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網絡的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。
	DDS1352	單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P
	ADW300/4G	計量低壓網絡的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。
	ARCM300T-Z-4G	三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表	計量流經給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術，通過RS485總線直接輸出表盤數據。