文/顏凱

電子科技大學(xué)：管住校園建筑“水電耗子”

文/顏凱

電子科技大學(xué)節(jié)約型校園建筑節(jié)能監(jiān)管平臺的建設(shè)目標是完善相關(guān)用能、用水管理制度，提升管理水平，提高用能、用水運行效率，為節(jié)能、節(jié)水改造提供數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)，并可為每項節(jié)能工作的效果進行評估。具體體現(xiàn)在以下幾方面：

1.良好的經(jīng)濟效益。依據(jù)經(jīng)驗開展初步的行為節(jié)能，就可以達到至少5%的節(jié)能量，獲得可觀的經(jīng)濟效益。

2.極佳的社會效益。不僅全面了解學(xué)校的用能情況，極大促進節(jié)能工作的開展，降低建筑運行成本，為學(xué)校贏得良好的社會聲譽，還能提高學(xué)生的節(jié)能意識，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保節(jié)能的品質(zhì)。

3.為學(xué)校后續(xù)的節(jié)能改造提供指導(dǎo)和評估依據(jù)。通過能耗監(jiān)測，可以發(fā)掘?qū)W校的節(jié)能空間所在點和關(guān)鍵點。對于節(jié)能改造效果也能進行及時和準確的評估。

4.為學(xué)校后續(xù)的節(jié)能政策出臺提供支持。能耗監(jiān)測的數(shù)據(jù)為學(xué)校節(jié)能政策的出臺提供節(jié)能的重點，同時也可以為節(jié)能政策的效果做出評估，不斷促進政策的優(yōu)化。

建設(shè)方案

建設(shè)原則與思路

根據(jù)學(xué)校實際，確定以“整體規(guī)劃、分步實施、階段見效”的原則開展建設(shè)。先搭建起總體的結(jié)構(gòu)，然后逐級分解，向下細化。根據(jù)這個原則，一期工程首先將清水河校區(qū)和沙河校區(qū)的水和電兩類能源消耗實現(xiàn)總體計量監(jiān)測（即計量到樓棟），同時挑選部分典型的重點建筑用電實施分項分戶能耗細化監(jiān)測，并輔以部分建筑的節(jié)能改造，形成整體清晰、局部詳細的能耗監(jiān)測平臺架構(gòu)。平臺的主要建設(shè)思路可歸納為以下幾點：

1.充分利用校園已有網(wǎng)絡(luò)資源；

2.采用開放式軟件接口，兼容多廠家表計和采集系統(tǒng)，擴展性強，用戶可獨立采購硬件；模塊化系統(tǒng)架構(gòu)，易于功能修改、擴展以及定制；

3.平臺可集成接入多個能源管理控制系統(tǒng)，包括學(xué)生宿舍用電計量系統(tǒng)和低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)，以及新建的能耗采集系統(tǒng)；

4.遠傳能耗表計計量數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)樓棟、校區(qū)、部門等進行分類、分項統(tǒng)計；

5.對能耗數(shù)據(jù)進行分析、處理，提供報表、圖形、公告公示等多種展示形式。為管理者能源審計、節(jié)能管理、開展有計劃分步驟的節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

建設(shè)內(nèi)容

結(jié)合指導(dǎo)原則和學(xué)校實際情況，確定了“融合現(xiàn)有能源系統(tǒng)、軟件自主研發(fā)、硬件招標采購”的整體建設(shè)方案。在建設(shè)分工上，由學(xué)校后勤管理處節(jié)能減排辦公室負責(zé)項目的全面實施和管理；由校信息中心負責(zé)軟件平臺的搭建、頁面發(fā)布、數(shù)據(jù)庫維護、服務(wù)器托管以及軟硬件的協(xié)調(diào)工作；由后勤集團負責(zé)遠傳智能計量表具的安裝、調(diào)試和維護工作；由招標方式選擇硬件設(shè)備集成商，負責(zé)提供平臺建設(shè)中所需的各種計量表具、數(shù)據(jù)采集器及相關(guān)的配套設(shè)備，并和信息中心協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的采集和傳輸方式。

平臺的建設(shè)工作主要包括以下幾個方面的工作內(nèi)容：

1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集：統(tǒng)計學(xué)校內(nèi)多種信息，包括學(xué)生人數(shù)、部門的房間使用情況、建筑以及房間內(nèi)用能設(shè)備情況、校園管網(wǎng)信息、各項歷史能耗數(shù)據(jù)等等。

2.數(shù)據(jù)中心建設(shè)：系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，根據(jù)業(yè)務(wù)劃分及安全性考慮，將服務(wù)部署在6臺服務(wù)器上，搭建數(shù)據(jù)中心，包括1臺Web服務(wù)器，2臺互為備份的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、1臺FTP服務(wù)器、1臺結(jié)算服務(wù)器、1臺SVN、數(shù)據(jù)庫備份及編譯服務(wù)器。

3.非遠傳表具改造工程：在行政教學(xué)及學(xué)生宿舍各獨立建筑的總進水管網(wǎng)改裝遠傳水表；在科研1號樓和科研2號樓改裝遠傳三相及單相智能電表；在所有學(xué)生宿舍加裝電開水器智能電表。新裝遠傳表計的能耗數(shù)據(jù)，由新建設(shè)的能耗采集系統(tǒng)進行收集和統(tǒng)計。

圖1 電子科技大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺總體架構(gòu)

4.系統(tǒng)集成：平臺集成了四套系統(tǒng)采集到的能耗數(shù)據(jù)，包括已有的清水河校區(qū)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)、沙河校區(qū)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)、清水河校區(qū)學(xué)生宿舍用電計量系統(tǒng)以及新建的能耗采集系統(tǒng)。圖1為電子科技大學(xué)節(jié)能監(jiān)管平臺總體架構(gòu)圖，圖中四套系統(tǒng)通過自己的傳輸網(wǎng)絡(luò)可獨立運行，同時通過對這些系統(tǒng)進行二次接口開發(fā)，所有能耗數(shù)據(jù)都利用校內(nèi)已建成的專網(wǎng)（沙河校區(qū)低壓配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)借用校園網(wǎng)鏈路，采用VPN方式傳入數(shù)據(jù)中心），以TCP/IP的協(xié)議集中上傳至數(shù)據(jù)中心進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)清理和整合，存入平臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并通過Web發(fā)布服務(wù)器完成數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、管理及分析、指標制定及考核、能源審計等功能的網(wǎng)頁形式的展示。

5.軟件平臺建設(shè)：節(jié)能監(jiān)管平臺軟件平臺由校信息中心負責(zé)開發(fā)和搭建。系統(tǒng)功能架構(gòu)分為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)入庫及結(jié)算子系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)及能耗分析展示子系統(tǒng)。其中，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)集成了四套能耗采集系統(tǒng)，負責(zé)遠傳表具的數(shù)據(jù)采集工作。數(shù)據(jù)入庫及結(jié)算子系統(tǒng)，主要完成把數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)（又稱為流水?dāng)?shù)據(jù)）經(jīng)過清洗后，存入節(jié)能平臺流水?dāng)?shù)據(jù)庫中，并對流水?dāng)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行結(jié)算，計算出校區(qū)、建筑、部門等在某時間間隔中使用的能耗?；A(chǔ)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要完成對于校區(qū)、建筑、部門、房間、表具等數(shù)據(jù)進行管理。能耗分析展示子系統(tǒng)，主要通過Web方式展示經(jīng)數(shù)據(jù)入庫及結(jié)算子系統(tǒng)結(jié)算后的數(shù)據(jù)，用于分析和決策。

關(guān)鍵技術(shù)

平臺的軟件由校信息中心自主開發(fā)，功能設(shè)計上吸收了國內(nèi)外建筑能耗分項計量和節(jié)能監(jiān)管的成果和經(jīng)驗，突出展示學(xué)校特色。結(jié)合大平臺架構(gòu)理念和分布式開發(fā)思想，具有高度開放性、兼容性和可擴展性，已實現(xiàn)對校內(nèi)多個系統(tǒng)的已有數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)共享，覆蓋面廣。關(guān)鍵技術(shù)可總結(jié)為以下幾點：

1.采用分布式系統(tǒng)，控制功能分散，管理功能集中，可在各子系統(tǒng)中完成控制功能，各子系統(tǒng)的操作人員維持不變的同時，設(shè)置專員維護節(jié)能監(jiān)管平臺，實現(xiàn)分工合作，便于排查問題定位故障;

2.采用模塊化層次架構(gòu)，數(shù)據(jù)間通信采用標準接口，有很強的兼容性。同時模塊化的系統(tǒng)架構(gòu)，易于功能修改、擴展以及定制；

3.采用靈活數(shù)據(jù)松耦合的設(shè)計，系統(tǒng)的開放性及靈活性較強，可集成接入各高校已建成的多個現(xiàn)有能源管理系統(tǒng)，開放式軟件接口，兼容多廠家計量表具和能耗采集系統(tǒng)，擴展性強，用戶可獨立采購硬件；

4.采用獨有虛擬表計技術(shù)和后臺表計配置平臺，可有效保證學(xué)校物理表具（又稱為真實表具）與系統(tǒng)虛擬表計的邏輯分配、統(tǒng)計、查詢和動態(tài)配置功能靈活實現(xiàn)。

實施效果

平臺一期建設(shè)完成后，可實時采集和監(jiān)測10600多只遠傳智能表具，計算出8792間學(xué)生宿舍用電量、60多棟建筑用水量以及全校80多棟建筑1200多個主要供電回路的能耗。

建設(shè)成果

平臺建成以來的主要建設(shè)可以概括為以下幾點：

1.直觀全面地展現(xiàn)全校用能情況。提供了一個統(tǒng)一的界面，管理員可以隨時通過網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)，查詢能耗數(shù)據(jù)，大大提升了管理效力。

2.幫助發(fā)現(xiàn)原有系統(tǒng)漏洞。通過平臺的數(shù)據(jù)分析和比對功能，能夠?qū)π@能耗有更全面的了解和分析，了解各用能設(shè)備和系統(tǒng)的使用情況，對于能耗利用率低的系統(tǒng)，可以有針對性地進行監(jiān)控和管理。通過數(shù)據(jù)分析，平臺能夠有效地發(fā)現(xiàn)漏水點，便于及時跟進堵漏。

3.為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐。我校通過節(jié)能平臺的建筑分項能耗監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)空調(diào)耗電量占比大，耗能量大，經(jīng)過專家討論和建議，特別申請了專項資金，用于建設(shè)中央空調(diào)綜合控制系統(tǒng)。同時，學(xué)校啟動了照明控制系統(tǒng)以及空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的建設(shè)，通過建設(shè)前后用能數(shù)據(jù)的對比，可以準確地掌握各系統(tǒng)的能效情況，為每項節(jié)能工作的效果進行評估。

4.指導(dǎo)節(jié)能制度的制定方向。平臺能耗數(shù)據(jù)的分析結(jié)論，可以為節(jié)能制度的制定方向提供強有力的依據(jù)，為節(jié)能措施和節(jié)能技術(shù)的使用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

節(jié)能成效

表1為2012年全校用能基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，以及和上年同期值（2011年數(shù)據(jù)）的比較?？梢钥吹皆?012年全校建筑面積增加的情況下（學(xué)校2011年末新建成了1棟體育中心和6棟學(xué)生宿舍），各項能耗指標不升反降：全校的能源消耗量減少了3.51%（以萬噸標準煤為結(jié)算單位）；能源消費成本節(jié)約了104.875萬元；單位在校生能耗降低了4%；單位建筑面積能耗降低了8.12%。

（作者單位為電子科技大學(xué)信息中心）

表1 電子科技大學(xué)2012年用能基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計