基于智慧能源管理，建设绿色校园

能源办 金 彦

（南京理工大学 江苏南京 210094）

基于智慧能源管理，建设绿色校园

能源办 金 彦

（南京理工大学 江苏南京 210094）

随着高校规模的不断扩大，校区的新建或扩建，高等院校的能源消耗量和污染排放量不断增长。建设绿色校园可以有助于节约学校资源消耗，对社会起到示范和带动作用，同时也有利于培养在校学生的节能减排意识。本文拟从可持续发展的角度，对绿色校园的发展要求和校园能源管理系统的发展形势进行介绍。此外，基于智慧能源管理系统的主要内容和技术路线，详细阐述了智慧能源管理系统对于绿色校园建设的支撑作用。

绿色校园 智慧能源管理

一、引言

为贯彻科学发展观，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进循环经济发展，2008年，住建部、教育部联合发布了《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》等一系列指导节约型校园建设的导则、规范，2013年，中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会发布了《绿色校园评价标准》，对于绿色校园的设计、建设和运营提出了一系列评价标准。

随着近年来教育部、住建部组织的建筑节能监管体系建设示范和建筑节能综合改造示范工作推进和发展，已经逐步形成了高校节能领域的节能监管平台建设→节能综合改造→绿色校园建设的三阶段发展目标。

目前，全国高校已经立项实施节能监管平台的约有三百所左右，部分通过节能监管平台验收的高校已经开始节能综合改造项目立项和实施，但绿色校园建设目前还未有实质性进展。

二、何谓绿色校园

绿色校园是指在实现其基本教育功能的基础上，以可持续发展思想为指导，在学校全面的日常管理工作中纳入有益于环境的管理措施，并持续不断地改进，充分利用学校内外的一切资源和机会全面提高师生环境素养的学校［1］。

因此，其主要目标就是最大限度的节能、节水、节材、节地。

本文主要从节能、节水角度来阐述智慧能源管理对于绿色校园建设的支撑作用。

三、校园能源管理系统的发展阶段

节约型校园节能监管平台从2008年开始，经过六年的技术发展和经验积累，有较成功的典范，也有失败的案例。总结以往经验和案例，考虑技术前瞻性，校园能源管理系统的技术发展，可以分为以下三个层次：

1）能源数据集抄系统

以电、水等能源数据集中抄表系统为主，表计采集以RS485或电力载波为主，不具备控制功能。

2）能源监控管一体化

采用LonWorks、BACnet等现场网络技术，实现能源实时在线计量、监测和自动化控制，达到监控管一体化目标。

3）智慧能源管理系统

在能源监控管一体化的基础上，加入智能交互、专家分析系统、能源智能调度等内容，实现智慧能源管理。

目前，大多数节能监管平台建设水平仍处于能源数据集抄阶段，有些虽然存在部分子系统的节能控制功能，但往往与数据集抄系统是分割独立的，无法达到能源监控管一体化的目标，受限于RS485和电力载波技术条件，也无法升级到监控管一体化。这主要是由于《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》等系列文件关注计量，未对节能控制提出明确指导意见，但从节能、节水的角度，仅仅依靠能源管理系统的管理节能作用，远远达不到绿色校园要求的最大限度节约资源的目标，必须有系统化技术支撑，采用自动化节能控制，实现双向互动，才有发展到智慧能源管理的基础。现在，学校用户也逐步认识和接受了节能控制的重要性，因此，现阶段能源监控管一体化正逐步成为节约型校园节能监管平台建设的主流目标。而不久的将来，随着绿色校园建设的推广，集智能交互、专家系统、能源调度等内容的智慧校园能源管理系统将成为业界努力的方向。

四、智慧能源管理技术路线

从早期的数据集抄发展到今天的监控管一体化的能源管理系统，以及将来智慧能源管理系统，其中技术路线的选择是决定能源管理系统的定位和发展方向的重要基础。

电力载波通信和传统的RS485总线通信可基本满足能耗数据集抄的要求，但是对于监控点数多、实时性强、互动性强要求高的节能控制需求如中央空调系统化节能控制、供暖系统化节能控制等无能为力，因此，基于现场控制网络技术，构建监控管一体化能源管理系统，是当前系统化技术节能的重要研究方向。

典型的建筑能源管理系统结构图如下：

关键技术包括：

·传感器与执行器

·智能计量仪表与各类监控终端

·信息采集接口（水、热、油、冷冻机等智能电气设备）

·现场控制网络

·远程传输网络

·系统应用软件

·系统可靠性与环境适应性

五、智慧能源管理对于绿色校园建设的支撑作用

智慧能源管理系统应在能源计量数据、控制和集成技术等方面提供以上节能节水重点工作的支撑，一方面为采用何种节能技术或节能效果验证进行能耗数据支撑，另一方面通过系统化控制技术和系统集成实现对于各种节能产品、技术和系统的综合集成，如供暖控制系统和空调控制系统的集中管控，以达到监控管一体化。

2.智慧能源管理系统的主要内容

除能源管理系统基础的计量、监测、控制、安全管理四方面内容外，智慧能源管理系统应在以下几方面为绿色校园建设提供支撑。

1）智能交互

作为科学管理工具，智慧能源管理系统应通过友好的人机界面与校园内的部门管理者、教师、学生进行如下信息的双向互动：

*能源费用账单。包括学校各二级单位的能源费用账单和学生的个人能源费用账单，以直观清晰的方式展示，包括网络查询、手机查询、欠费预警、能耗定额预警等。并依据此账单进行校内的能源收费管理。

*紧急事件响应。如水管爆管、电流超限等紧急事件，除采用短信报警等方式外，还应有自动应急控制措施，如切断阀门、切断供电回路等，即报警信息上传和依据设定的报警控制策略进行响应控制双向进行。

*设备、设施智能管理。建立能耗设备台账，结合校园3D地上地图和地下管网图进行设备准确定位。根据设备使用周期、维护周期进行维护、检修、更换的定期提醒，辅以压力、温度、流量等实时监测手段，自动提醒设备故障检修。

*宣传教育。以短信、手机客户端、校园网个人界面等方式向学生实时报送个人能耗数据和碳排放数据以及全校平均数据、最值数据，以加深学生对于能源消耗的直观感受。

2）专家系统

提供专家分析系统，进行如下智能分析判断功能：

*漏水点定位。根据水平衡分析、用水量历史数据查询分析，自动判断异常漏水点的范围。

*通过历史数据分类分项分户统计、单位面积能耗、人均能耗等进行横比纵比，对单栋建筑或独立部门自动进行节能潜力分析，提出节能方向（照明、空调、热力等）。

3）能源智能调度

对校园能源系统进行统一调度，特别是资源循环利用和可再生能源的合理调度，包括以下基本方面：

*冰/水蓄冷、电蓄热的智能调度。参照合理的峰谷电价水平，根据学校实际电力负荷数据，对蓄冷、蓄热装置进行智能调度，以实现移峰填谷。

*光伏、风电等新能源发电、储能、用电、电能质量的统一协调与控制。

4）动态需求侧响应

根据城市电力需求侧管理需要，通过智慧能源管理系统实现动态需求侧响应：

*通过对空调、照明的实时负荷调节，实现高峰避峰。

*通过对可中断负荷的控制，确保重要负荷回路，使全校电力负荷维持在电网安全运行线以下。

六、结束语

绿色校园是节约型校园建设更高的发展目标，除加大节能材料、新能源技术的使用外，智慧能源管理系统将为用户提供科学用能、节约用能、安全用能的高效管理工具，为最大限度地节约资源贡献力量。

［1］韩秋实.绿色校园生态信息平台架构［D］天津大学硕士学位论文，2012.

［2］高等学校节约型校园建设管理与技术导则