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高校能源监管平台设计与应用 摘要：高等学校作为大型公共机构，能源消耗状况越来越受到社会的关注。传统的能耗抄表计量方式因效率低、准确性差，已很难满足高校节约型校园建设的要求。以武汉大学能源监管平台建设项目为例，详细讨论了能源监管平台建设的系统架构、方案设计及功能实现。该平台以物联网技术为基础，以云平台管理为核心，实现了学校所有建筑能源消耗的实时监测、统计分析、能耗预警、定额管理等功能，为校园建筑节能潜力的挖掘、节能改造项目的论证提供了可靠的数据支持。 下载 关键词：节约型校园 能源 监管平台 WEB 中图分类号：TU244.3；TU201.5 文献标识码：A 目前，我国普通高等学校已达两千多所，高校的能源消耗不断攀升。高校建筑以大型公共建筑为主，建筑面积大，现有水电能管理模式主要是依靠人力对数据进行查看、记录、反馈等操作1，2，这种非常费时费力传统的抄表计量方式工作量大、计量准确性较低，不利于建筑能耗数据的及时、准确统计，难以发现学校用能管理的漏洞。因此，采用信息化、自动化技术，建设校园能源监管平台是实现高校用能科学化管理、提高能源利用效率的迫切要求3-5。 1 平台简介 2015年武汉大学启动了电力计量系统改造及节能监管平台建设，本文以武汉大学的能源监管平台建设项目为例，主要介绍武汉大学的能源监管平台的架构、设计及功能实现。通过该平台建设，对学校水电资源使用实行实时计量监测，并具有分类分项统计、对比分析、公示、审计、超额预警、定额管理等功能。项目建成后，将实现资源使用管理信息化、自动化，提高资源利用效率。 2 系统架构 武汉大学能源监管平台管理系统采用“一加X” 松耦合模块化设计，满足现状要求及应用软件后续迭代更新要求。平台软件和各子系统或功能模块具备标准第三方接口，平台中各项子系统均可根据具体情况进行组合使用。 平台客户端采用Web方式，在浏览器上可以实时配置平台内各种硬件信息，并能实时监控设备的运行状况。比如数据网关管理、在线网关配置、表计管理、在线设备管理等功能。 能源监管平台内有短信平台，当平台监测到异常状况时可以通过短信给相关人员报警，用户也能通过短信关键字查询平台内相关信息。通过手机客户端可以管理、查询平台内信息。 用户可以在浏览器上实现报表的浏览、打印、导出等工作；平台自带专业的报表设计器，用户可以根据自己的需求修改平台内的统计报表。 如图1所示，本系统的第三方接口采用ESB服务总线模式，具有通用性、标准性和实用性，并提供第三方系统对接所需要的全部软件及硬件接口，如后期有特殊的接口要求，可以灵活地扩展定制开发。ESB适配器将从服务请求端传递过来的消息转换成符合ESB中相应Web服务接口标准要求的数据。从而解决数据互操作问题，实现各个应用系统之间有效集成。 平台采用SOA架构，方便与第三方系统对接，平台只需为第三方系统开发一套适配器接口，系统之间的数据和互操作指令通过XML文件传递。平台通过第三方接口能与校内现有的系统进行数据交互，其中包括：统一门户认证系统接口、校园一卡通接口、学生宿舍管理系统接口、房产管理系统接口、学生公寓用电智能化管理系统接口、支付系统接口、财务系统接口、三维数字校园管网接口、GIS 信息系统接口、配电自动化系统接口、供水自动化系统接口、供水管网水力建模系统接口等。 支持多样的设备通信接口，平台使用的数据网关下行能兼容RS485、M-BUS的通信接口，并支持载波、微功率无线等通信接口，上行能采用光纤通信的IEEE802.3X?f议，适用性强。 3 方案设计 学校主要能源消耗为电、水类。依据学校现有水电供应现状设计平台，分为用电计量系统、用水计量系统，平台进行实时数据采集，并将数据传输到数据中心。 3.1 用电计量管理系统设计 用电计量管理系统的设计原则是对校园内的使用电能进行分类、分项计量。分项用电是指照明、空调、动力、特殊用电等按建筑消耗的各类电能的主要用途划分的数据收集对象。 系统基于B/S模式开发，采用实时通信与数据采集技术，结合分布式数据库，通过Web发布，使各用电单位能实时对本单位用电情况进行管理。本系统还可以实现用电数据统计分析、费用结算等多项功能，为实现各单位用电的量化管理提供条件。其系统功能图如图3所示。 3.2 用水计量管理系统设计 如图3所示，用水计量管理子系统对学校供水实施三级监测点（表）水耗监测，采用实时数据采集与通信，通过对校园一级水表的实时计量，获得能耗实时数据，系统对数据进行分析并形成报表。各单体可通过平台对本单位的用水情况进行监控与管理。本系统的建设实现了学校供水管网的监测，用水量的统计分析的智能化、实时化，为节水降耗提供良好的技术支持。同时建立了安全报警机制，实施分级预警。有利于水漏失分析和用水异常情况识别，并进行快速快处理和维修，避免资源浪费。 本系统使用标准通信协议和物理接口，通过数据通信完整、准确、实时地采集各项数据，并将数据向上传至数据中心。在数据传输阶段，通过工业现场总线自动实时上传给数据中心，实现了数据组织、存储及交换的一致性，保证数据的有效管理，并支持查询服务。 由于学校供水系统的复杂性，系统还实现了多途径数据采集，使用不同数据数据处理方法，分析各供水子水系统的运行规律，为实施节能降耗提供依据。 4 结束语 本文结合武汉大学节能监管平台讨论了基于高校资源综合监管平台建设，并就平台系统架构、设计方案及功能实现等提出了解决方案。本平台通过互联网技术，对校园水电资源的使用实施多级实时计量监测，并具有资源使用分类统计、对比分析、公示、审计、上报、定额预警、设备监测、定额管理等功能。平台的建设实现了学校水电资源使用管理的信息化、自动化，提高了资源利用效率，为节约型校园建设打下了坚实的基础。 参考文献： 通讯介质.自动抄表技术的发展状况J.电测与仪表，2001（10）：5- 9. 孙国银，周尚礼.电能计量自动抄表技术的现状与展望J.信息话研究2010（10）：1- 5. 王毅，张军国，满达等.高校节能监管平台设计及应用J.建筑节能，2014，42（11）：76- 78. 杨秀，魏庆?M，江亿.建筑能耗统