摘   要：高校構(gòu)建電力能源智能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高校電力能源消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析預(yù)警和輔助決策。系統(tǒng)通過(guò)能效管理技術(shù)監(jiān)測(cè)各個(gè)設(shè)備的用電情況，并通過(guò)數(shù)據(jù)的取得、整合、匯總來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的績(jī)效管理。系統(tǒng)從全局出發(fā)，整體調(diào)控電力設(shè)備安全穩(wěn)定地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備電力參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，并且通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口和成熟的校園網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到能源管理系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面而有效的監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：能耗監(jiān)測(cè)；能耗管理；電力管理；高校節(jié)能

0 引言
  高校是集教學(xué)、科研和生活于一體的大型園區(qū)，人員高度密集，建筑功能類型多，能耗總量較大。高校校園節(jié)能管理壓力大,高校節(jié)能技術(shù)和運(yùn)行調(diào)控主要存在以下共性問(wèn)題：（1）缺乏合理可行的指標(biāo)。當(dāng)前指標(biāo)反映的是宏觀層面的總體能耗情況，年度靜態(tài)評(píng)價(jià)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)高校用能事前預(yù)測(cè)、事中判斷的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。（2）缺乏針對(duì)用能精細(xì)化管理的集“校園能耗監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和節(jié)能管理"三位一體的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。現(xiàn)有管理方法僅依靠四大分項(xiàng)的計(jì)量系統(tǒng)，立足于單棟建筑而非整個(gè)校園，顆粒度過(guò)大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同用能空間和用能系統(tǒng)的技術(shù)對(duì)標(biāo)。（3）缺乏針對(duì)高校特征的適宜節(jié)能技術(shù)和智能調(diào)控策略。因此，需要建立針對(duì)校園用能精細(xì)化管理的節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成套技術(shù)和高校節(jié)能適宜技術(shù)體系，最后，形成集“準(zhǔn)確評(píng)價(jià)、能耗監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、動(dòng)態(tài)對(duì)標(biāo)、節(jié)能準(zhǔn)確診斷、適宜技術(shù)研發(fā)、智能管控策略優(yōu)化"為一體的綜合節(jié)能技術(shù)，并進(jìn)行應(yīng)用示范。

1 “校園總能耗＋功能建筑分能耗"的雙控指標(biāo)體系
  確定了高校用能特征體系，包括指標(biāo)類型、主要用能種類、不同類型高校的典型用能指標(biāo)、不同功能建筑類型的能耗水平分布、不同類型高校的能耗分項(xiàng)比例以及不同功能建筑全年逐月用能特點(diǎn)。建立了以不同功能建筑能耗為評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法，完善了高校目前以總能耗為判定指標(biāo)的能耗評(píng)價(jià)體系，形成“校園總能耗＋功能建筑分能耗"的雙控指標(biāo)體系。

2 校園能耗監(jiān)測(cè)、用能評(píng)價(jià)和節(jié)能診斷成套技術(shù)
  引入企業(yè)服務(wù)總線（Enterprise Service Bus， ESB）來(lái)構(gòu)建能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，保持各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分布現(xiàn) 狀，將高校各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)協(xié)議包裝成服務(wù)，注冊(cè) 到 ESB，通過(guò) ESB 提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)，通過(guò)統(tǒng)一的 數(shù)據(jù)接口為用戶提供多種服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在邏輯上的融 合。該系統(tǒng)投資較小，大大降低了數(shù)據(jù)搬遷難度，數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確度高，適合高校能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)

3 動(dòng)態(tài)定額測(cè)算和智能用能報(bào)警方法的用能精細(xì)化管理
  引入適合實(shí)時(shí)計(jì)算的高精度支持向量機(jī)（Support Vector Machine, SVM）算法，通過(guò)對(duì)歷史能耗時(shí)間序列、氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)刻的能源消耗，預(yù)測(cè)值作為動(dòng)態(tài)定額指標(biāo)，提高了能源定額管理的準(zhǔn)確性。實(shí)際操作中，將與預(yù)測(cè)定額密切相關(guān)的歷史能耗數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)作為模型的輸入量，以 SVM 算法創(chuàng)建預(yù)測(cè)模型。采用了默認(rèn)的 RBF 核函數(shù)，SVM 預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差可降至 1.89%，有利于工程化實(shí)施。
基于水電氣能耗數(shù)據(jù)、機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)保數(shù)據(jù)，形成了主要用能系統(tǒng)健康狀況和安全狀況的智能評(píng)估，開(kāi)發(fā)了具有自適應(yīng)能力的用能報(bào)警系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了通過(guò)手機(jī)、大屏、手持終端等多種方式將報(bào)警信息實(shí)時(shí)發(fā)送給維護(hù)服務(wù)人員。

4 適應(yīng)高校用能特征的節(jié)能智慧調(diào)控體系
4.1 高校常用空調(diào)形式的一站式智慧服務(wù)平臺(tái)
  實(shí)現(xiàn)了空調(diào)本體狀態(tài)以及各房間實(shí)時(shí)溫濕度的采集，同時(shí)實(shí)現(xiàn)按照區(qū)域（如按房間、樓層、部門、建筑）或時(shí)間（如按日、月、年）的電量獲取和分析展示。建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的根據(jù)氣象參數(shù)、用戶用能時(shí)間、行為模式和室內(nèi)溫濕度需求的不同建筑功能的空調(diào)智能集控優(yōu)化方案，并提供健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障早期預(yù)警，完成全流程的數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)學(xué)校對(duì)空調(diào)用能的準(zhǔn)確管控。

4.2 學(xué)生公寓熱水系統(tǒng)及優(yōu)化控制策略
  建立分布式太陽(yáng)能集熱器、空氣源熱泵及燃?xì)忮仩t的集中系統(tǒng)及優(yōu)化控制策略。夏季增設(shè)太陽(yáng)能集熱器與水箱之間的回路來(lái)充分加熱系統(tǒng)各水箱的蓄水，以解決太陽(yáng)能集熱水箱過(guò)熱但由于用水時(shí)間未到而造成的棄熱現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)化利用太陽(yáng)能。冬季通過(guò)建立水溫、水位、比熱容等參數(shù)的耦合計(jì)算模型，根據(jù)逐時(shí)熱量需求形成空氣源熱泵的啟停策略進(jìn)行動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確控制。在滿足水位高度要求的前提下，蓄水熱量不滿足需求時(shí)才開(kāi)啟空氣源熱泵，顯著減少了空氣源熱泵的開(kāi)啟時(shí)間，

4.3 基于室內(nèi)溫度、濕度、光照度的遮陽(yáng)百葉智能調(diào)控策略
  結(jié)合光照特征、外窗形狀和開(kāi)啟方式，完成對(duì)高校圖書館溫度、濕度、光照度和室內(nèi)采光等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控。根據(jù)夏季方位角、高度角對(duì)遮陽(yáng)的影響以及建筑的光環(huán)境特征，建立遮陽(yáng)板調(diào)控角度和策略，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

5 建立適宜校園園區(qū)場(chǎng)地特征和用能特征的新能源綜合技術(shù)體系
  創(chuàng)新性建立“光伏發(fā)電、遮陽(yáng)、構(gòu)件一體化 + 停車場(chǎng)"一體化系統(tǒng)，具備光伏發(fā)電、遮陽(yáng)、新能源汽車充電、停車場(chǎng)等綜合功能。搭建了光伏發(fā)電在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)發(fā)電量進(jìn)行逐時(shí)計(jì)量和儲(chǔ)存。基于校園園區(qū)處于海邊、風(fēng)力常年較大的特征選擇了有力矩偏移功能可以保護(hù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，選取高儲(chǔ)能電池和低功率光源以滿足連續(xù)照明能力和抗陰雨天氣能力。

6 安科瑞電氣針對(duì)高校推出能效管理解決方案--AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺(tái)
6.1平臺(tái)概述
  AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對(duì)校園能源統(tǒng)計(jì)、后勤計(jì)費(fèi)管理、校園運(yùn)維管理等提供高校的信息化管理平臺(tái)。從“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"多個(gè)角度解析高校當(dāng)下及未來(lái)的用能問(wèn)題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。

6.2平臺(tái)組成
  AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺(tái)采用開(kāi)放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平臺(tái)提供校園用能實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、空調(diào)智能管理、用能排名、節(jié)能評(píng)估、宿舍惡性負(fù)載監(jiān)管等功能。
6.3平臺(tái)架構(gòu)

圖1 安科瑞能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/p>

 7 結(jié)束語(yǔ)
  本文結(jié)合作者所在高校提出了高校電力能源智能管理系統(tǒng)的構(gòu)建設(shè)想，通過(guò)分析高校在電力能源管理方面存在的弊端，有針對(duì)性的提出高校電力系統(tǒng)改造與智能管理系統(tǒng)建設(shè)的建議，采用大數(shù)據(jù)分析管理的方式方法來(lái)保證電力能源的高效利用，實(shí)現(xiàn)高校節(jié)能減排，建設(shè)綠色校園的目標(biāo)。
【參考文獻(xiàn)】
【1】 徐強(qiáng).潘黎 高校校園節(jié)能綜合技術(shù)研究與應(yīng)用[J].上海市建筑科學(xué)研究院有限公司,2019,
【2】 高校綜合能效解決方案2022.5版.
【3】 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.