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        校園建筑智能計量系統(tǒng)

        2019-03-22 03:56:44郜紅兵喬虹劉鳳華
        安徽建筑 2019年1期
        關(guān)鍵詞:能耗計量能源

        郜紅兵,喬虹,劉鳳華

        (安徽德諾科技股份公司,安徽 合肥 230001)

        1 概述

        隨著國家的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,社會對能源的需求也在不斷加大,這給能源的供給帶來了巨大的壓力,尤其是一些大中型的建筑,眾多的企業(yè)實(shí)踐和研究案例表明,數(shù)據(jù)分析在廣度和深度上的拓展能夠幫助企業(yè)增強(qiáng)競爭力,提升盈利能力。不過大數(shù)據(jù)對經(jīng)濟(jì)的影響絕不僅僅停留在微觀企業(yè)層面和商業(yè)領(lǐng)域,它在經(jīng)濟(jì)信息統(tǒng)計和指導(dǎo)政策制定等方面也將發(fā)揮重要作用。

        據(jù)統(tǒng)計,建筑的能源消耗主要在照明、空調(diào)、熱水供應(yīng)等一些動力設(shè)備上,如果能實(shí)現(xiàn)對校園能耗的采集與管控提高建筑能效,全球每年可減排7.15億噸二氧化碳。今后經(jīng)濟(jì)建設(shè)的增長必然導(dǎo)致建筑需求的剛性增加,使得資源能源和環(huán)境保護(hù)面臨的壓力更大。如何挖掘數(shù)據(jù)進(jìn)行校園建筑體的節(jié)能降耗工作,無疑給整個社會帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        2 校園建筑能耗現(xiàn)狀

        隨著我國建筑能耗總量上升,在能源總耗中占比達(dá)到34%。根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計我國高等院校的學(xué)生人數(shù)約占全國的3.3%,校園總能耗約占社會總能耗的10%;而在校大學(xué)生人均能耗約是全國居民人均能耗的4倍,在校大學(xué)生平均每人每年所消耗的資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國居民每人每年的能耗指標(biāo)。

        我國高校雖然在往綠色節(jié)能型校園方向發(fā)展,但根據(jù)報告顯示,全國范圍內(nèi)75%的高校未安裝任何智能計量系統(tǒng),建筑能耗現(xiàn)狀缺乏有效的管理,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。為了工作順利有效開展,需要學(xué)校管理部門主動與學(xué)校相關(guān)部門密切配合,齊抓共管,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,形成良好節(jié)能氛圍,以科學(xué)的發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)節(jié)能工作的全局,進(jìn)一步做好節(jié)能工作,努力響應(yīng)國家政策,提高全體師生員工的節(jié)能意識,為國家和高校的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。目前校園的用能數(shù)據(jù)多數(shù)只能靠人工統(tǒng)計,數(shù)據(jù)缺乏完整性、可靠性、連續(xù)性、可獲得性,成本高,易出錯,且統(tǒng)計數(shù)據(jù)單一,無法預(yù)測出未來時間段的電力負(fù)荷、電能,無法按需求進(jìn)行準(zhǔn)確的分層、分項(xiàng)計量,校園的管理者無法清楚的知道能耗的具體流向。人工抄表沒有積累起可用于分析和查詢的電力能源數(shù)據(jù)庫。

        隨著節(jié)能意識的逐步提升,我國現(xiàn)提倡智能綠色建筑,這是對管理型節(jié)能方式的認(rèn)可,圍繞智能校園的能耗計量,實(shí)現(xiàn)水、電、氣、熱(冷/暖)領(lǐng)域統(tǒng)一能耗監(jiān)控系統(tǒng)。在國內(nèi)外諸多通信媒體中(如:紅外線、RS-485專線、無線電、電話線、光纖、電力線及同軸電纜等)最經(jīng)濟(jì)、最方便、最有前途、最受關(guān)注的首推電力線載波通信技術(shù)。由于電力線分布無所不至,系統(tǒng)可以連接至各個建筑體(單個終端點(diǎn)),且無需重新布線,可以節(jié)省大量的人力物力,相對現(xiàn)有的有線、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和平臺通信具有無法比擬的優(yōu)勢,所以低壓電力線載波數(shù)字傳輸技術(shù)是最受業(yè)界關(guān)注和歡迎的技術(shù)。

        3 智能計量技術(shù)簡介

        對于校園內(nèi)部辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓或師生公寓屬于多個用戶集中用電情況,可使用遠(yuǎn)程自動抄表技術(shù),采集器采集電表數(shù)據(jù),固定抄取能耗參數(shù),電壓、電流、功率、諧波等,通過電力載波技術(shù)傳輸,到達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行處理分析。校園建筑能耗大數(shù)據(jù)可做到實(shí)時監(jiān)控并采集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高達(dá)99.99%。管理人員可通過監(jiān)控系統(tǒng)對校園內(nèi)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱、下載,方便快捷。

        通過在智能計量系統(tǒng)中完成信息接入、用戶管理、日志系統(tǒng)、統(tǒng)計報表、統(tǒng)計分析、能耗管理、設(shè)備監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)控等主要功能。例如:設(shè)備實(shí)時控制,結(jié)合時序策略,進(jìn)行自動化遠(yuǎn)程控制,可通過遠(yuǎn)程開關(guān)、定時開關(guān)實(shí)現(xiàn)同時對建筑樓用水和用電的實(shí)時監(jiān)控,遠(yuǎn)程抄讀、直觀便捷。

        通過對校園計量可做到以下幾點(diǎn):

        ①依據(jù)校園的現(xiàn)狀和需求,對校園的用能數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、分析和控制,以達(dá)到能源消耗可視化、能源使用安全化、節(jié)能增效管理化的整體解決方案。

        ②實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)在線監(jiān)測分析,對各種用能數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、整理和分析、對監(jiān)測點(diǎn)的遠(yuǎn)程智能控制;持續(xù)幫助校園管理人員提高能源管理的效率,并進(jìn)行改進(jìn),發(fā)現(xiàn)技術(shù)和管理上的節(jié)能空間,實(shí)現(xiàn)能源管理數(shù)據(jù)化向高層次的轉(zhuǎn)型。

        ③依托電力載波技術(shù)的騏驥能耗監(jiān)控系統(tǒng)通過技術(shù)手段和管理方法全面實(shí)現(xiàn)對校園的能耗按年、月、日分類,可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分類計量、數(shù)據(jù)分析,對各項(xiàng)設(shè)備遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測、故障報警,為建筑提供準(zhǔn)確的能耗數(shù)據(jù),預(yù)期可實(shí)現(xiàn)綜合降低能耗,真正實(shí)現(xiàn)了人力無法解決的節(jié)約管理。

        ④最終目標(biāo)通過完善對校園能源的計量,實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)管理和分析,為校園節(jié)能潛力挖掘、節(jié)能效果評估、節(jié)能制度制定、制定合理的需量。管理結(jié)構(gòu)調(diào)整等,提供清晰明了的數(shù)據(jù)支撐,從而提高校園改善能源的利用率。

        系統(tǒng)架構(gòu)

        通過建立教育行業(yè)大平臺建立數(shù)據(jù)中心,將省內(nèi)所有的高校納入到平臺來,系統(tǒng)應(yīng)具備能耗數(shù)據(jù)實(shí)時采集和通訊、遠(yuǎn)程傳輸、自動分類統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)比對、圖表顯示、報表管理、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)上傳等功能;滿足高校后勤對所有學(xué)校的能耗使用情況的了解、分析、匯總。為達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo)值的實(shí)現(xiàn),提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

        在數(shù)據(jù)中心配置云服務(wù)平臺,構(gòu)成整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺,由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器、分析服務(wù)器、大屏及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。其中服務(wù)器可根據(jù)監(jiān)控范圍大小動態(tài)配置,以適應(yīng)未來發(fā)展需求。服務(wù)器安裝關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

        各個高校也可以通過建立分平臺,還可將非能耗系統(tǒng)完成節(jié)能降耗,降低學(xué)校的運(yùn)營成本,減少人力成本,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展,科學(xué)使用能源。

        在高校實(shí)現(xiàn)對校園建筑及用能設(shè)施分類能耗統(tǒng)計或分項(xiàng)能耗統(tǒng)計:

        ①分類計量:電耗、熱耗(集中供熱)、燃?xì)庀?、水資源消耗等。

        ②分項(xiàng)計量:根據(jù)實(shí)際條件按建筑規(guī)模、耗能規(guī)模并參照《大型公共建筑節(jié)能運(yùn)行管理?xiàng)l例》對大型設(shè)施建筑制定能耗分項(xiàng)計量實(shí)施方案。列入分項(xiàng)能耗統(tǒng)計對象的新建建筑或設(shè)施應(yīng)按空調(diào)、采暖、照明;工作用水、生活用水、綠化用水;還有燃?xì)?、汽油等用途設(shè)計獨(dú)立的電力線路并配置數(shù)字計量儀表,對于既有建筑應(yīng)根據(jù)條件逐步配置數(shù)字計量。

        ③分建筑物計量:可按照生活服務(wù)設(shè)施、行政辦公設(shè)施、教學(xué)設(shè)施、學(xué)科研究設(shè)施、實(shí)驗(yàn)設(shè)施、實(shí)習(xí)設(shè)施等類別實(shí)施分類建筑物能耗計量。

        ④因系統(tǒng)具備很強(qiáng)的兼容性,還可將非能耗系統(tǒng)對接進(jìn)來,如安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)多平臺的統(tǒng)一。

        4 建立能耗監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢

        校園電力計量系統(tǒng)的核心技術(shù)在于表具計量的準(zhǔn)確性、可靠性以及能耗監(jiān)測管理平臺的建立與應(yīng)用。校園計量系統(tǒng)是一種節(jié)能降耗計量先行系統(tǒng),假使每一棟校園建筑體都可以提供自身的各項(xiàng)能源數(shù)據(jù),通過平臺界面能讓管理者更清楚能源的具體流向,有利于管理者開展節(jié)能降耗的工作。

        系統(tǒng)采集監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息,通過電力載波技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)對教室、辦公室、實(shí)驗(yàn)室、師生公寓等校園建筑的統(tǒng)一集中管理,對校園改造或新建校園的電力計量體系的建設(shè)具有深遠(yuǎn)意義。采集的所有電力能源數(shù)據(jù)的匯聚將是預(yù)期配電狀態(tài)及運(yùn)維方法的決策依據(jù)。系統(tǒng)可連接至各個建筑體(單個終端點(diǎn)),無需重新布線,節(jié)省大量人力物力,相對有線、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信具有無法比擬的優(yōu)勢。

        5 效益分析

        通過計量校園能耗,有效利用傳統(tǒng)能源,通過對校園內(nèi)供電、供氣、供水的合理配置整合,將獨(dú)立的能耗分類、分項(xiàng)計量整合、匯總,實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的透明性。有序安排工作,節(jié)約能源,優(yōu)化人力資源的使用,提升校園的管理水平。

        通過對校園所有能耗計量、匯總和數(shù)據(jù)分析、挖掘,有利于經(jīng)濟(jì)信息統(tǒng)計和指導(dǎo)政策制定都有促進(jìn)作用,利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢,更加全面詳細(xì)的分析校園的用能特點(diǎn)。簡單來講,相對傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計而言,大數(shù)據(jù)引發(fā)的變革主要表現(xiàn)在四個方面:更快、更準(zhǔn)、更廣、更細(xì)。校園能耗計量也是大數(shù)據(jù)的體現(xiàn),這些特性有益于未來行業(yè)政策和宏觀經(jīng)濟(jì)決策。

        6 總結(jié)

        沒有校園智能計量系統(tǒng),就沒有能耗管理,通過在高校內(nèi)建立相應(yīng)的能耗智能計量系統(tǒng)具有以下深遠(yuǎn)的意義:管理人員可通過系統(tǒng)得到準(zhǔn)確的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),并可以通過系統(tǒng)分析,預(yù)測能耗情況,清晰的了解當(dāng)前用能情況與今后能耗走向趨勢。學(xué)校師生通過能耗統(tǒng)計的結(jié)果,加強(qiáng)校園的節(jié)能減排建設(shè),增加師生的節(jié)能意識,逐步提升綠色校園的節(jié)能文化。為今后校園的綠色建設(shè)提供基礎(chǔ),挖掘出更加有效地節(jié)能潛力,為粗放式的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)的統(tǒng)一管理提供思路。

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