提升节约型校园节能监管平台效用的实践研究

高 翔

（复旦大学总务处，上海 200433）

随着国内高校节约型校园、绿色校园研究在理论和实践层面上的进展，节约型社会建设的深入和学校节能降耗管理的进一步细化，建设节约型绿色校园成为了新时期的新目标[1]。建设节约型校园，能够有效地解决高等学校办学成本高、运营能耗高的内部生存发展所面临的问题。

早在1990年，复旦大学就成立了专门的节能管理工作机构，进入21世纪，学校的节能工作步入了快速发展期，2010年进行《复旦大学节约型校园节能监管体系建设示范项目》的申报，同年获得了住房与城乡建设部/教育部划拨的经费资助。复旦大学在节约型校园协调领导小组的领导下，把节约型校园发展规划纳入总体规划，列入学校年度财政预算。以此为契机，学校走向了持续建设节约型校园的轨道。

作为节约型校园节能监管体系建设重要组成部分的节能监管平台，由复旦大学计算机科学技术学院组织科研团队自主开发。2012年4月复旦大学节能监管平台上线试运行，开始对各建筑的电耗、水耗数据进行采集，其后，根据学校各方的需求，研发团队基于对复旦大学的管理模式和运作机制深刻的理解，不断对平台进行完善改进，所开发的节能监管平台不仅能够完全满足《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》的要求，而且更能体现复旦大学的特色。2014年12月通过了住房和城乡建设部/教育部验收测试，专家们认为复旦大学的节能监管平台的内容和质量达到了预期的要求。

一、研发节能监管平台，为节约型校园建设提供强有力的监控手段

复旦大学节约型校园节能监管平台的建设，充分考虑节约型校园能源管理和自身发展的需求。节能监管平台的建设从根本上规范了能耗数据的统计方式，利用计算机进行能耗分析，监控用能情况，使学校用能环节明确、流程清晰、数据准确、能源管理的依据更加充分[2]。

复旦大学节能监管平台的体系架构分为四个层次：一是数据采集层，通过智能电表、智能水表等获取电耗及其相关电力参数、水耗等能源信息；二是数据传输层。将能源数据转换成TCP/IP协议格式上传至能源管理中心；三是数据处理存储层。完成对能耗数据进行汇总、统计、分析、处理和存储；四是数据展示层，对存储层中的能耗数据实时或定期进行发布和展示。

该平台具有《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》要求的能耗实时查询/监测、能耗分析比较、安全报警、用能趋势分析、各种统计报表、地理管理信息系统等功能，还具有对学校三级电表的管理、光华楼电力SCADA系统的独立管理、运行在系统中的各种前置机接入平台的其他子系统的运行状态进行检测等功能。

软件的运行离不开底层设备提供的信息，节能监管平台建设先后完成了智能表具、数据采集器等硬件设备的采购和施工安装以及其他软硬件系统的集成工作，共安装智能电表1 138只、覆盖建筑420栋，安装智能水表253只、覆盖建筑172栋。

节能监管平台是节约型校园建设的必要手段。平台通过灵活、安全的网络传输，对能耗信息进行集中、智能化管理，能够帮助学校了解各校区、院系、重点用能单位的能耗状况，为相关部门提供切合工作需要的数据分析和统计，实现校园能耗的智能化管理，检测故障的设备、表具，杜绝浪费提供有效管理，也为今后开展进一步的节能改造提供依据。

二、超大型建筑节能改造，发挥节约型校园建设示范引领作用

节约型校园建设不能一蹴而就，是一个持续建设的过程。持续不仅仅是在自然资源方面，还有教师资源、教学资源等，不仅保证校园的空间实现可持续发展，同时也保证校园在教学、文化等方面实现可持续发展[3]。复旦大学持续投入资金对超大型建筑——光华楼进行节能改造，是节约型校园持续建设的具体实践。光华楼集教学、科研、办公、会议、接待等功能于一身，由主楼和辅楼组成，是连体双塔结构，主楼为30层的双塔，中间连接体为15层，建筑面积为12万平方米的超大规模的综合性建筑，其能源消耗总量也位于全校前列。空调、照明及办公设备（插座）占整体建筑能耗的78%，网络机房及电梯其他用能等占总能耗的22%。复旦大学利用上海市建交委建筑节能专项扶持资金、学校自筹以及合同能源管理的方式，经过对光华楼中央空调系统、墙体玻璃贴膜、照明灯具节能改造及分项计量器具改造，建立覆盖电梯、空调、照明、动力等分项使用的节能监管体系，以及覆盖教学、科研、办公、会议、接待等分类使用的节能监管系统，经第三方评估节能率22.5%。

对光华楼的改造是技术节能与管理节能并行，带动行为节能、培育绿色校园文化，并对节能减排实施量化、指标化管理。通过对光华楼建立长效化的能耗管理机制以及长期持续的节能改造工作，可以起到示范引领作用，深入推进复旦大学邯郸、张江、江湾、枫林等多个校区节能减排工作。今后，复旦大学光华楼建筑节能的成功经验，也可以推广到全国的其他高等院校。

三、保证系统稳定运行，为学校管理决策提供技术保障

软件系统的整个使用寿命中，都将伴随着系统维护工作的展开，软件维护是一项综合性很强的工作[4]。系统维护的目的是要保证系统正常而可靠地运行，并能使系统不断得到改善和提高，以充分发挥作用。

节能监管平台是一个复杂的集成系统，需要将复旦大学各校区学生公寓电能计费系统、校区变电站的电力监控系统、光华楼电力SCADA系统、以及采用有线、公网gprs无线、无线专网三种方式的水表数据采集系统等，接入到节能监管平台。同时，节能监管平台还管理着3台数据库服务器、6台前置机、分布在四个校区的5台防火墙、38个数据采集器，节能监管平台数据库中管理了包括实测点和计算点在内的10万多个数据测点。复旦大学节能监管平台能一直稳定运行，由节能监管平台的维护团队，每天进行硬件设备检测、平台系统维护、采集数据检测，每周进行数据备份、异常数据检测、测点和数据关联更新等大量复杂的工作。

在系统的运行过程中，随着楼寓建筑的增加和改造、电网线路的调整均导致电网拓扑结构发生变更、智能表具/采集器由于损坏而发生更换、智能表具测点位置变更等，经常要对节能监管平台的数据、测点信息进行维护和管理，面对庞大的数据量与频繁的变更，靠手工处理，效率低下且容易出错。因此，学校投资开发运行维护工具管理系统，能批量进行数据导入、批量数据更新，对虚拟点（计算点）进行管理和智能匹配，处理由于测点变更而异常的历史数据。

有了稳定的维护团队以及智能化的运维管理工具，不仅能保证数据的正确性，大大提高了系统维护效率，而且平台的平稳运行，为学校的节约型校园的建设、管理、运营，提供强有力的技术保障。

四、充分利用能耗数据，发挥节能监管平台的实践效用

复旦大学节能监管平台运行至今，积累的能耗数据约有550G左右，这些数据是一笔宝贵的财富，能为广大师生的教学、科研提供丰富有效的研究数据。为充分发挥节能监管平台的实践效用，在现有的节能监管平台的基础上，构建用能大数据分析系统，使用数据挖掘算法，提高处理能耗大数据的速度，挖掘出应对能耗高的有价值信息，根据直观展示的可视化分析和数据挖掘结果，给出用能预测性判断，不仅可为学校能效管理提供理论支撑，还可为提升节能降耗科研水平提供第一手的原始数据，大大提升学校能效管理水平。此外，可对全校师生的用能行为进行多维交叉分析，探索出科研、教学和学生日常生活等不同领域的用能关键行为，评估用能的合理性，找出隐藏在用能现象背后的循环利用点或可以节约处，并给出合理化建议，改善师生的用能体验。

在提升节能监管平台实践效用基础上，要充分尊重科学事实，根据学校条件的变化不断完善改进系统，进一步研究能耗数据深度利用的各种途径，采取多种可行措施，如节能技改，完善制度，提高意识，规范行为等，不断提高节约型校园建设水平，为全国高校节约型校园建设树立典范。

五、结语

复旦大学节能监管平台可对学校能耗数据进行采集、存储、分析、处理，以及对系统相关的信息、设备、系统功能进行有效监管，最大限度地发挥其实践效用。学校以此为抓手，进行科研攻关，大力推广节能器具、设备的应用，采用节能新技术，提高能源资源的利用率，走出一条以创新为驱动的节约型校园建设的道路。

在节约型校园建设中，复旦大学的节能减排依然任务艰巨、责任重大，要贯彻落实节约资源和保护环境的基本国策，把降低能耗，有效利用资源作为节约型校园建设的长期任务，持之以恒进行平台设计改进，保持平台长期可靠稳定运行，健全学校能源利用制度，建立节能长效机制。进一步统一思想，牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，立足长远、齐抓共管，采取更有效的政策措施，切实将节能减排工作推向深入，为学校实现绿色发展理念做出突出贡献。