李春林

摘 要：當(dāng)前，我國(guó)高等院校承擔(dān)著包括教學(xué)、研究與生活等多種職能。顯而易見，高校的人口密度較高，同時(shí)也在消耗著較高的能源與資源。進(jìn)入20世紀(jì)后，我國(guó)加快了高校的建設(shè)規(guī)模，校園的占地面積、學(xué)生與教師的數(shù)量等許多方面對(duì)于能源的需求不斷增加。在當(dāng)前建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大背景下，提升高校能源使用效率、建設(shè)節(jié)約型校園無(wú)疑是高校工作的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)校園節(jié)能長(zhǎng)效有序管理，進(jìn)一步推動(dòng)全院的節(jié)能工作由點(diǎn)到面、逐步深入，特開展學(xué)院校園節(jié)能平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：高校；能消問題；節(jié)能平臺(tái)；建設(shè)方案

1 存在問題

雖然學(xué)校已經(jīng)建設(shè)了能源監(jiān)管平臺(tái)并將學(xué)校用電計(jì)量和用水計(jì)量納入監(jiān)管，但鑒于學(xué)校面積大、用能多、能源類型廣等特點(diǎn)，已有的能源監(jiān)管平臺(tái)還是不能完全覆蓋學(xué)校用能范圍，并且無(wú)相關(guān)節(jié)能控制手段，存在一定的監(jiān)管漏洞，節(jié)能空間較大。

（1） 用水計(jì)量。

目前已實(shí)現(xiàn)食堂和學(xué)生宿舍用水總計(jì)量，未能實(shí)現(xiàn)其他建筑樓棟總計(jì)量，已有計(jì)量存在缺失和跑冒滴漏現(xiàn)象，現(xiàn)有計(jì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和全?？傆盟坎环嬖?3%的誤差；

（2） 用電計(jì)量。

現(xiàn)有平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了各建筑總計(jì)量和分項(xiàng)計(jì)量，未能對(duì)重點(diǎn)用能建筑如實(shí)訓(xùn)樓、教學(xué)樓進(jìn)行分戶計(jì)量和能效指標(biāo)體系考核（KPI）。

（3） 節(jié)能改造。照明、空調(diào)等用能系統(tǒng)存在管理失調(diào)、設(shè)備或技術(shù)落后等現(xiàn)象，浪費(fèi)能源的同時(shí)不利于管理。

2 建設(shè)目標(biāo)

在現(xiàn)有能源監(jiān)測(cè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上新建一套學(xué)院節(jié)能管控系統(tǒng)，依托校園網(wǎng)、電力載波、RS485總線技術(shù)，接入已有的能源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)擴(kuò)大能源監(jiān)管范圍，將實(shí)訓(xùn)樓等重點(diǎn)用能建筑三級(jí)計(jì)量和剩余建筑用水計(jì)量納入監(jiān)管，新建商戶智能預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，針對(duì)既有建筑照明和空調(diào)采用成熟的成套節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)行綜合節(jié)能改造，搭建一個(gè)功能完善、管理智能、能耗管控的校園節(jié)能平臺(tái)。為加快節(jié)約型綠色校園建設(shè)步伐，促進(jìn)學(xué)校全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

3 建設(shè)原則

（1） 友好的人機(jī)界面。應(yīng)用B/S架構(gòu)集成軟件，并架設(shè)C/S軟件架構(gòu)，將集成的圖形與人機(jī)界面系統(tǒng)作為運(yùn)行基礎(chǔ)，支持WINDOWS界面風(fēng)格。

（2） 可擴(kuò)展性。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，將有效滿足今后用戶功能擴(kuò)展的需求，也可以十分便捷地添加本地采集儀表的方法實(shí)現(xiàn)，而且還能通過網(wǎng)絡(luò)拓展，利用集中趨使系統(tǒng)逐步擴(kuò)充成為一個(gè)校園建筑能耗數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。

（3） 可維護(hù)性。系統(tǒng)具備維護(hù)狀態(tài)信息輸出的功能，可以將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行導(dǎo)出，并且有效地管理系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常信息，并且通過權(quán)限設(shè)置來(lái)進(jìn)行維護(hù)。

（4） 完整性。由于電能數(shù)據(jù)本身的特征，必須保證在任何的狀態(tài)下不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，特別是在進(jìn)行電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與結(jié)算時(shí)，更不能有任何的故障出現(xiàn)。本系統(tǒng)就很好地解決了這一問題，采用多種方式在數(shù)據(jù)的收集、處理與通信階段保證數(shù)據(jù)不出現(xiàn)丟失。

（5） 安全性。整個(gè)系統(tǒng)以SQLserver作為數(shù)據(jù)庫(kù)，通過相應(yīng)的技術(shù)保證原始數(shù)據(jù)不得隨意篡改，同時(shí)對(duì)于電能數(shù)據(jù)的計(jì)算等操作在派生庫(kù)中完成。并且進(jìn)行了相應(yīng)的權(quán)限設(shè)置，針對(duì)不同等級(jí)用戶，進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的設(shè)置，充分體系出電能數(shù)量的嚴(yán)肅性。并且系統(tǒng)也具備恢復(fù)與備份等功能。

（6） 模塊化和可擴(kuò)充性。能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充。

（7） 先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集方案?；谀壳跋冗M(jìn)的數(shù)據(jù)采集思想，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、未來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展性、系統(tǒng)的實(shí)用性等方面進(jìn)行綜合考慮，系統(tǒng)采用校園網(wǎng)/低壓電力線載波遠(yuǎn)程抄表和RS485總線技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)在保留原基本布線形式下，使系統(tǒng)的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性達(dá)到平衡。按項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求配置表具和采集設(shè)備，具有綜合成本低、高靈活度、小施工量、小運(yùn)行費(fèi)的特點(diǎn)，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)還做到：運(yùn)行穩(wěn)定可靠，抄收方式靈活，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，高過載、抗干擾性強(qiáng)，通用性、監(jiān)控實(shí)時(shí)性強(qiáng)。具有較高的性價(jià)比，可以完全滿足節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)項(xiàng)目需求，達(dá)到“高可靠性、高智能化、低造價(jià)”的建設(shè)目的。

4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

校園節(jié)能平臺(tái)主干通訊網(wǎng)絡(luò)充分借用校園局域網(wǎng)，能同時(shí)支持B/S和C/S兩種混合架構(gòu)模式。系統(tǒng)采用帶隔離的、可靠的、抗干擾能力強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)有效傳送、不丟失。支持雙總線網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)總線和各個(gè)接點(diǎn)的工作狀態(tài)，自動(dòng)選擇、協(xié)調(diào)各接點(diǎn)的工作和網(wǎng)絡(luò)通信。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用分層分布式三層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、系統(tǒng)管理層。

（1） 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備直接采集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)并具備上傳功能，可獨(dú)立完成測(cè)量、控制、報(bào)警、通訊等功能，一個(gè)設(shè)備的出現(xiàn)問題時(shí)，不會(huì)影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行。系統(tǒng)通過各類能耗計(jì)量設(shè)備（如載波電表、遠(yuǎn)傳水表、節(jié)能設(shè)備等）獲取各計(jì)量點(diǎn)的電能及相關(guān)電力參數(shù)、水能耗和運(yùn)行情況等能源信息；所有這些監(jiān)控設(shè)備具有通訊接口，并可以通過電力載波或RS485總線接到網(wǎng)絡(luò)層。

（2） 網(wǎng)絡(luò)通訊層。

本平臺(tái)利用學(xué)校校園網(wǎng)搭建網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)各分散計(jì)量設(shè)備通過底層的電力載波或RS485總線、上層的以太網(wǎng)總線方式將數(shù)據(jù)上傳至學(xué)校綜合管理中心；采用成熟設(shè)備管理學(xué)校監(jiān)控中心和就地監(jiān)測(cè)或控制單元相互之間的數(shù)據(jù)通信，保證它們的數(shù)據(jù)有效傳送、不丟失，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采集層和系統(tǒng)管理層的數(shù)據(jù)傳輸。

（3） 系統(tǒng)管理層。

能耗監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)在監(jiān)控中心，配置2臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器、1臺(tái)工作站、液晶拼接大屏、激光打印機(jī)、UPS電源，硬件防火墻等，UPS電源給服務(wù)器和打印機(jī)等設(shè)備供電，網(wǎng)絡(luò)激光打印機(jī)用于實(shí)時(shí)打印事件、報(bào)警信號(hào)、報(bào)表等；大屏用于平臺(tái)展示。

通過校園節(jié)能平臺(tái)對(duì)底層的各綜合節(jié)能設(shè)備及子系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、節(jié)能設(shè)備的管控、能耗數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、分析和直觀展現(xiàn)功能，得出其能耗信息、消耗費(fèi)用、節(jié)能效果、變化趨勢(shì)等分析結(jié)果，通過多角度直觀的圖表展現(xiàn)給各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和各管理部門，同時(shí)根據(jù)這些分析結(jié)果幫助學(xué)校制定考核、管理制度，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策。通過服務(wù)器接口，擁有不同權(quán)限的用戶可以從大屏幕、WEB瀏覽客戶端或其它有安全級(jí)別的終端服務(wù)器，查看到不同級(jí)別的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)信息和節(jié)能設(shè)備及子系統(tǒng)運(yùn)行狀況。