試論高校校園能源管理網路平臺之構建論文
摘要：近年來,高等學校在辦學規模、校園面積、師生數量等方面增長較快，對能源的消耗量也大幅提高。在這種情況下，高等學校作為社會的重要組成部分，建立節約型校園意義重大。文章透過對校園能源消耗現狀的研究，提出在高等學校構建基於網路系統的能源管理平臺是實現節能降耗的重要手段。
關鍵詞：高校；校園能源；管理網路平臺；資料採集
哥本哈根聯合國氣候會議向全世界傳遞了這樣一個訊號：以節能減排為特徵的“低碳”經濟將成為人類社會未來的發展方向。而我國能源相對匱乏，更需要合理利用，並將其作為經濟和社會發展的一項長遠戰略方針。近年來，我國高等教育得到較快發展，其辦學規模、校園面積及師生數量增長較快，能源消耗也大幅增加。高等院校作為社會的重要組成部分，要積極抑制能源不合理增長，制定長遠節能規劃，透過技術手段使節能目標落到實處。
高校能源管理的現狀
當前，高校為了降低能源消耗，制定了一系列節能減排、杜絕“跑冒滴漏”的措施，安裝了大量節能器具，同時加大了節能的宣傳力度。但對於能源的使用和管理還屬於粗放型。所用的能耗計量終端大多還是傳統的電子式或機械式計量表，由於其機械齒輪易於磨損，易造成資料誤差，計量儀表體積大而笨重，自身也會產生較大功耗。計量器具大多隻具備一級考核，沒有二級及以下用能考核，這些是高校能源計量基礎設施的薄弱環節。很多高校為了滿足新校區教學、科研、生活的需要，雖然增加了大量的節能裝置，但對能源的計量考核仍停留在原有水平上。
隨著高等學校招生、校園產業、科研開發的快速增長，高校能源管理部門的任務越來越重。由於缺少能源管理技術人員，在軟環境管理上資金投入不足，無法實現全方位的能耗監控和計量，傳統單一的計量收費管理模式已遠遠不能適應高校的發展。因此，一些高校在新校區建設和老校區改造中，逐步引入了建築自動化管理系統來進行建築能耗的管理，以建立適應其發展的能源管理網路平臺。
高校能源管理網路平臺的構建
校園能源管理網路平臺的構建旨在透過校園網路實現校園能耗的管理和監控，進行資料交換和共享，協調處理能耗使用者、設施裝置之間的關係，改善並最佳化能源環境。整個系統在技術上先進、簡便、實用。系統平臺主要由三個部分構建而成：對能源進行管理的系統平臺軟體，基於IP技術和電力載波技術的資料集中器或遠端抄表技術，採用電力線載波智慧化網路電錶或射頻卡水錶等計量終端。
能源管理系統應用軟體能源管理平臺是基於現代電子與資訊科技，應用遠端網路傳輸系統對能源的使用進行監控，利用智慧卡、電子採集器等技術對能源的使用進行有效控制的智慧管理平臺。平臺的執行可以利用校園網路。在技術和裝置上可以使用當前較為成熟的網路連線模式和電子裝置，以保證整個系統平臺的穩定、可靠，同時兼顧可擴充套件性和易維護性原則。整個系統以開放式架構，執行相關的.國際標準或工業標準，以保證各供應商產品的協同執行並考慮投資者的長遠利益。系統軟體可以做成以web-service為介面的多功能開放軟體，能夠用來管理、控制並配置水、電等能源表具與資料採集器。系統與目前的網路系統相相容，還可以彙總和報告能源使用中的突發事件，允許遠端配置能源表和資料集中器，調整計費率。允許系統遠端控制表具的開關，適應大小不同規模的系統執行，維繫從表具、資料採集器，到伺服器乃至整個系統的執行。 系統軟體還可以整合多個應用模組組合，包括資料採集與轉換模組、資料分析與彙總模組、安全執行模組、緊急事務處理模組、資料庫與能源應對策略模組等，系統平臺以視窗介面呈現，實現有效的能源策略分析。在上述模組中，透過執行流程及時確認能源使用異常狀況，提供修正措施，使能源利用效益最大化，避免造成整個能源網內的故障。
資料集中及遠端抄表技術用電資料遠端集中抄表利用電力線載波傳遞電錶的資料，實現遠端集中抄表和收費控制。電力線遠端傳輸技術實現了智慧裝置的即插即用，資料集中器根據使用者的設定來採集和儲存來自電錶的資料，資料集中器透過連線到TCP/IP的廣域網路來實現遠端通訊，可以將控制命令和資料檔案下載到相關裝置中，並控制一個電錶或一組電錶。透過具有擴頻載波通訊技術的強抗干擾電力線，可以將校園用電設施裝置的用電量遠端集中。資料集中器除了可以採集資料外，還可以增加控制過程，如安全檢測和遠端控制能力，在系統執行中監測電錶和線路的執行故障，以及任何人為改變相線連線的現象，有效防止故障和竊電現象的產生。同時，可進行遠端控制線路的切換和中繼調整，建立與能源管理平臺軟體的連線，透過軟體驅動的方式，實現對不同能耗設施裝置及各種子系統的資料整合，基於標準的Microsoft架構和成熟的網路服務（SQL Server等）以及通訊協議（TCP/IP、HTTP、FTP等）與能源管理平臺互聯。能源資料可以利用校園網在不同的子系統或設施裝置中採集而得，使用軟體協議無縫連結，實現遠端自動化採集。
資料採集終端高校的能耗設施裝置以往所裝置的終端表具大多是傳統的計量器具，由於技術的更新換代，終端表具的技術含量也大幅提升，採用單項電力線載波的LED電能表和CPU射頻卡表具等得到了廣泛應用。這些終端的使用，延長了表具的壽命，而且故障率極低，實現遠端抄表和收費控制，表具功耗也大為降低。以電錶為例，具備電力線載波採集器的電錶，可以輕鬆做到雙向電力線通訊，同時可以記錄多個用電引數，包括供電質量、故障預警及異常報告等。
能源管理系統網路平臺的主要特點和功能
主要特點系統平臺具有集中統一的管理能力，具有多級集中統一的管理中心，並實施科學合理的管理。同時系統以安全為核心，具有開放性，能有機地與校園網路連線，融合成一個整體。隨著學校的發展變化，系統必須能適合多種規模，具備較強的可擴充套件性，能隨時適應對系統的擴容要求。系統還應具有相容性和靈活性，能適應產品的升級換代。系統平臺所選擇的網路及終端器具應標準化、規範化，要確保系統的安全性、可靠性、容錯性以及較強的自檢功能。
管理網路平臺的功能實現校園能源管理網路平臺，是透過對校園能源消耗資料的自動採集，進行集中統計和資料綜合分析，來實現校園內能耗資料的共享、交換、檢測、管理以及控制。隨著能源管理的重要性日益提高，利用校園網路實現能源使用的監測、控制及管理是完全可行的。該平臺可以對能源使用設施和裝置的能源使用情況進行監視，設定模擬屏，對各耗能單元進行全域性監控。如整個系統或區域性單元出現能耗異常，可立即顯示異常部位並示警，便於管理人員及時發現和處理異常情況。在運轉中，網路管理平臺可以實現如下功能：資料採集功能、用能監控功能、賬務管理功能、資料彙總和分析功能等。
結語
能源短缺仍將是今後制約我國國民經濟發展的“瓶頸”。網路化能源管理平臺的建立，符合我國能源發展的長遠戰略。該平臺的建立可以全面提升能源管理的技術層次，提高管理人員和能源使用者的節能意識，高效率地降低能耗。這一平臺的使用，可以有效節約能源，降低高校的執行成本，對社會低碳發展起到積極的作用。
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