高校校園能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺之構(gòu)建的論文
摘要：近年來,高等學(xué)校在辦學(xué)規(guī)模、校園面積、師生數(shù)量等方面增長較快，對能源的消耗量也大幅提高。在這種情況下，高等學(xué)校作為社會的重要組成部分，創(chuàng)建節(jié)約型校園意義重大。文章通過對校園能源消耗現(xiàn)狀的研究，提出在高等學(xué)校構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能源管理平臺是實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段。
關(guān)鍵詞：高校；校園能源；管理網(wǎng)絡(luò)平臺；數(shù)據(jù)采集
哥本哈根聯(lián)合國氣候會議向全世界傳遞了這樣一個信號：以節(jié)能減排為特征的“低碳”經(jīng)濟(jì)將成為人類社會未來的發(fā)展方向。而我國能源相對匱乏，更需要合理利用，并將其作為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。近年來，我國高等教育得到較快發(fā)展，其辦學(xué)規(guī)模、校園面積及師生數(shù)量增長較快，能源消耗也大幅增加。高等院校作為社會的重要組成部分，要積極抑制能源不合理增長，制定長遠(yuǎn)節(jié)能規(guī)劃，通過技術(shù)手段使節(jié)能目標(biāo)落到實處。
高校能源管理的現(xiàn)狀
當(dāng)前，高校為了降低能源消耗，制定了一系列節(jié)能減排、杜絕“跑冒滴漏”的措施，安裝了大量節(jié)能器具，同時加大了節(jié)能的宣傳力度。但對于能源的使用和管理還屬于粗放型。所用的能耗計量終端大多還是傳統(tǒng)的電子式或機(jī)械式計量表，由于其機(jī)械齒輪易于磨損，易造成數(shù)據(jù)誤差，計量儀表體積大而笨重，自身也會產(chǎn)生較大功耗。計量器具大多只具備一級考核，沒有二級及以下用能考核，這些是高校能源計量基礎(chǔ)設(shè)施的薄弱環(huán)節(jié)。很多高校為了滿足新校區(qū)教學(xué)、科研、生活的需要，雖然增加了大量的節(jié)能設(shè)備，但對能源的計量考核仍停留在原有水平上。
隨著高等學(xué)校招生、校園產(chǎn)業(yè)、科研開發(fā)的快速增長，高校能源管理部門的任務(wù)越來越重。由于缺少能源管理技術(shù)人員，在軟環(huán)境管理上資金投入不足，無法實現(xiàn)全方位的能耗監(jiān)控和計量，傳統(tǒng)單一的計量收費管理模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高校的發(fā)展。因此，一些高校在新校區(qū)建設(shè)和老校區(qū)改造中，逐步引入了建筑自動化管理系統(tǒng)來進(jìn)行建筑能耗的管理，以建立適應(yīng)其發(fā)展的能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺。
高校能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建
校園能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建旨在通過校園網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)校園能耗的管理和監(jiān)控，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，協(xié)調(diào)處理能耗用戶、設(shè)施設(shè)備之間的關(guān)系，改善并優(yōu)化能源環(huán)境。整個系統(tǒng)在技術(shù)上先進(jìn)、簡便、實用。系統(tǒng)平臺主要由三個部分構(gòu)建而成：對能源進(jìn)行管理的系統(tǒng)平臺軟件，基于ip技術(shù)和電力載波技術(shù)的數(shù)據(jù)集中器或遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，采用電力線載波智能化網(wǎng)絡(luò)電表或射頻卡水表等計量終端。
能源管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件能源管理平臺是基于現(xiàn)代電子與信息技術(shù)，應(yīng)用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)對能源的使用進(jìn)行監(jiān)控，利用智能卡、電子采集器等技術(shù)對能源的使用進(jìn)行有效控制的智能管理平臺。平臺的運(yùn)行可以利用校園網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)和設(shè)備上可以使用當(dāng)前較為成熟的網(wǎng)絡(luò)連接模式和電子設(shè)備，以保證整個系統(tǒng)平臺的穩(wěn)定、可靠，同時兼顧可擴(kuò)展性和易維護(hù)性原則。整個系統(tǒng)以開放式架構(gòu)，執(zhí)行相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證各供應(yīng)商產(chǎn)品的協(xié)同運(yùn)行并考慮投資者的長遠(yuǎn)利益。系統(tǒng)軟件可以做成以web-service為接口的多功能開放軟件，能夠用來管理、控制并配置水、電等能源表具與數(shù)據(jù)采集器。系統(tǒng)與目前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相兼容，還可以匯總和報告能源使用中的突發(fā)事件，允許遠(yuǎn)程配置能源表和數(shù)據(jù)集中器，調(diào)整計費率。允許系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制表具的開關(guān)，適應(yīng)大小不同規(guī)模的系統(tǒng)運(yùn)行，維系從表具、數(shù)據(jù)采集器，到服務(wù)器乃至整個系統(tǒng)的運(yùn)行。 系統(tǒng)軟件還可以集成多個應(yīng)用模塊組合，包括數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)分析與匯總模塊、安全運(yùn)行模塊、緊急事務(wù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫與能源應(yīng)對策略模塊等，系統(tǒng)平臺以視窗界面呈現(xiàn)，實現(xiàn)有效的能源策略分析。在上述模塊中，通過運(yùn)行流程及時確認(rèn)能源使用異常狀況，提供修正措施，使能源利用效益最大化，避免造成整個能源網(wǎng)內(nèi)的故障。
數(shù)據(jù)集中及遠(yuǎn)程抄表技術(shù)用電數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程集中抄表利用電力線載波傳遞電表的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表和收費控制。電力線遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)實現(xiàn)了智能設(shè)備的即插即用，數(shù)據(jù)集中器根據(jù)用戶的設(shè)定來采集和儲存來自電表的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集中器通過連接到tcp/ip的廣域網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，可以將控制命令和數(shù)據(jù)文件下載到相關(guān)設(shè)備中，并控制一個電表或一組電表。通過具有擴(kuò)頻載波通信技術(shù)的強(qiáng)抗干擾電力線，可以將校園用電設(shè)施設(shè)備的用電量遠(yuǎn)程集中。數(shù)據(jù)集中器除了可以采集數(shù)據(jù)外，還可以增加控制過程，如安全檢測和遠(yuǎn)程控制能力，在系統(tǒng)運(yùn)行中監(jiān)測電表和線路的運(yùn)行故障，以及任何人為改變相線連接的現(xiàn)象，有效防止故障和竊電現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時，可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制線路的切換和中繼調(diào)整，建立與能源管理平臺軟件的連接，通過軟件驅(qū)動的方式，實現(xiàn)對不同能耗設(shè)施設(shè)備及各種子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，基于標(biāo)準(zhǔn)的microsoft架構(gòu)和成熟的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（sql server等）以及通信協(xié)議（tcp/ip、http、ftp等）與能源管理平臺互聯(lián)。能源數(shù)據(jù)可以利用校園網(wǎng)在不同的子系統(tǒng)或設(shè)施設(shè)備中采集而得，使用軟件協(xié)議無縫鏈接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化采集。
數(shù)據(jù)采集終端高校的能耗設(shè)施設(shè)備以往所裝置的終端表具大多是傳統(tǒng)的計量器具，由于技術(shù)的更新?lián)Q代，終端表具的技術(shù)含量也大幅提升，采用單項電力線載波的led電能表和cpu射頻卡表具等得到了廣泛應(yīng)用。這些終端的使用，延長了表具的壽命，而且故障率極低，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和收費控制，表具功耗也大為降低。以電表為例，具備電力線載波采集器的電表，可以輕松做到雙向電力線通信，同時可以記錄多個用電參數(shù)，包括供電質(zhì)量、故障預(yù)警及異常報告等。
能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺的主要特點和功能
主要特點系統(tǒng)平臺具有集中統(tǒng)一的'管理能力，具有多級集中統(tǒng)一的管理中心，并實施科學(xué)合理的管理。同時系統(tǒng)以安全為核心，具有開放性，能有機(jī)地與校園網(wǎng)絡(luò)連接，融合成一個整體。隨著學(xué)校的發(fā)展變化，系統(tǒng)必須能適合多種規(guī)模，具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，能隨時適應(yīng)對系統(tǒng)的擴(kuò)容要求。系統(tǒng)還應(yīng)具有兼容性和靈活性，能適應(yīng)產(chǎn)品的升級換代。系統(tǒng)平臺所選擇的網(wǎng)絡(luò)及終端器具應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，要確保系統(tǒng)的安全性、可靠性、容錯性以及較強(qiáng)的自檢功能。
管理網(wǎng)絡(luò)平臺的功能實現(xiàn)校園能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺，是通過對校園能源消耗數(shù)據(jù)的自動采集，進(jìn)行集中統(tǒng)計和數(shù)據(jù)綜合分析，來實現(xiàn)校園內(nèi)能耗數(shù)據(jù)的共享、交換、檢測、管理以及控制。隨著能源管理的重要性日益提高，利用校園網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)能源使用的監(jiān)測、控制及管理是完全可行的。該平臺可以對能源使用設(shè)施和設(shè)備的能源使用情況進(jìn)行監(jiān)視，設(shè)置模擬屏，對各耗能單元進(jìn)行全局監(jiān)控。如整個系統(tǒng)或局部單元出現(xiàn)能耗異常，可立即顯示異常部位并示警，便于管理人員及時發(fā)現(xiàn)和處理異常情況。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，網(wǎng)絡(luò)管理平臺可以實現(xiàn)如下功能：數(shù)據(jù)采集功能、用能監(jiān)控功能、賬務(wù)管理功能、數(shù)據(jù)匯總和分析功能等。
結(jié)語
能源短缺仍將是今后制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。網(wǎng)絡(luò)化能源管理平臺的建立，符合我國能源發(fā)展的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略。該平臺的建立可以全面提升能源管理的技術(shù)層次，提高管理人員和能源使用者的節(jié)能意識，高效率地降低能耗。這一平臺的使用，可以有效節(jié)約能源，降低高校的運(yùn)行成本，對社會低碳發(fā)展起到積極的作用。
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