单联进

（济南大学后勤管理与基建处，山东 济南 250022）

1 建设能源监管平台的意义

智慧校园建设是当前社会发展进入全新信息时代、数字时代的必然趋势，高水平大学建设是智慧型校园、数字化校园的有机结合。学校依据实际情况，采用“统一规划，分步实施”的原则，建设适合大学特色的节能监管平台，既要跟随时代进步，也要贴合自身实际。能源监管平台将有助于后勤保障工作及时顺利的进行，同时也将提升各部门沟通协作的便捷性，通过对学校不同建筑类型的水、电、暖等各用能监测点进行实时监测，并为各用能单位提供准确的用能计量，初步实现二级计量。“能源监管平台建设的总体架构是在校园网／无线网的基础上，通过终端数据采集设备，实现对所需计量的重点能耗部位及公共区域设施的用水、用电、用暖等能耗的数据采集和监控管理，通过能源监管平台能够直观地监视各水表、电表、热表的数据传输状态[1]”。能够及时查看各个用能区域的历史、实时能耗分项数据和汇总数据，为学校节约能源工作提供及时准确的数据和详备的计量分析依据。同时依据设置的用能限制条件对其进行节能控制，能实现数据的导出或打印输出，具备数据的网络报表与能源消耗的日志功能。

2 能源监管平台设计规范及标准

能源监管平台由多系统集成架构组成，包括用水监测管理子系统、用电监测管理子系统、中央空调能耗控制子系统、信息管理子系统以及供暖监测管理等子系统。“平台具备身份验证、数据采集、能源消耗数据的实时监测、数据统计、数据存储、图表显示、指标对比、能耗分析、报表管理、节能控制、数据上传等诸多功能。达到了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》的技术要求[2]”。

能源监管平台的软件设计以住房和城乡建设部、教育部等有关部门发布的标准和规范为基础（但不限于此）：

《高等学校节约型校园建设及管理技术导则（试行）》；《高等学校校园建筑节能监管系统运行管理技术导则》（建科[2009]163 号）；《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》（建科[2009]163 号）；《高等学校节约型校园指标体系及考核评价办法》（建科[2009]163 号）；《高等学校校园设施节能运行管理办法》（建科[2009]163 号）；《高等学校校园建筑能耗统计审计公示办法》（建科[2009]163 号）；《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》[3]。

3 能源监管平台的主要功能与参数

（1）“平台支持多种类型的用能计量设备的数据传输采集设备，主要包括：电力监测设备、电能表、流量计、冷热量计、水表、燃气表等；并具有开发性的扩展接口协议，可自由开发不同接口的程序；单个采集器的采集点数量不少于256 台/套计量设备[4]”，最大可扩展至320 个采集点。（2）平台标准板载Intel. Atom.D525（1.8GHz/1MB）CPU；2.0GB DDR3；标准板载30G 内存容量。（3）2 个标准10/100/1000Mbps 的网络接口，2kV 的电磁隔离安全防护，支持网络唤醒（WOL）、网络自动引导启动（PXE）的功能；支持静态与动态IP 地址获取；支持网络协议包括ARP、DNS、DHCP、HTTP、IP、ICMP、UDP、TCP、L/T645 -1997、CJ/T 188-2004、GB/T 19582-2008；支持网络连接的自动恢复功能，建立稳固的TCP 连接；同时支持两个及以上服务器的连接和通信；支持发现断点自动续传功能，由于网络传输故障等原因未能及时采集到的能耗数据，在网络传输恢复正常之后，数据采集器会自动实现历史数据的断点续传[5]。（4）数据采集器需支持同时向多个数据服务器同步发送数据。（5）平台数据采集器需具备本地配置与远程管理功能，支持软件系统的升级扩容功能。（6）平台数据采集器具备支持或接受上位机的查询、调整校时命令。（7）在个体计量装置出现故障或更换维护时，不影响其他部位的数据采集器正常工作。（8）数据采集器在无人值守情况下，长时间无应答时应能自动恢复至正常工作状态。（9）支持同时使用4 个USB 2.0 的高速接口。（10）内置一个高精度时钟，一个标准Mini PCI-E X1的扩展槽[6]。（11）支持六个标准串口：其中有2 个支持RS-232 模式的、三个支持RS-485 模式的、一个Mbus 模式的[6]。（12）设置两个SATA 接口，一个LPT、一个SIM 卡接口、一个鼠标/键盘USB 2.0 接口或接针，防火墙看门狗以及定时器等基本功能[6]。（13）平台需支持执行对数据的命令采集和定时自动采集两种采集数据模式，定时自动采集与传输的周期可在1min 到24h 的范围内灵活设置；具备三年以上的数据备份储存容量。（14）平台所有设备的工作温度范围：-25℃～85℃；相对湿度范围：5%～95%非凝结状体；储存温度范围：-40℃～85℃无凝露。（15）低耗功率6W，待机功率≤0.1W。（16）支持有线网络和GPRS 无线网络。

4 能源监管平台的设计原则

4.1 保持先进性

能源监管平台系统“是基于B/S 和C/S 的复合式结构，监管人员可以随时通过Internet 浏览器在PC 机或手机远程登录能源监管平台服务器。监管人员根据各自的权限不同，可浏览不同区域的能源使用情况。工程师可以通过Internet 浏览器远程登录服务器的后台管理[7]”。根据用户要求，实现对监管平台的在线技术维护。

4.2 具备开放性

要求软件系统必须预置开放功能，后期在接口及功能上只需要通过简单的设置修改，通过内置软件的接口与新系统实现无缝对接，即能许可不同的产品融合构成一个新的完整的能源监管平台。

4.3 保证安全性

能源监管平台所采用的数据库管理储存系统，“必须保证其原始数据的不可修改性，对用能进行计量、统计和结算的模型等需在相应的派生数据库中运行，且派生库数据必须在授权许可后才能进行修改，系统建立了完善可靠的安全防控措施，针对不同等级的用户，分别设立与之相适应的访问浏览权限，以确保系统数据与计费的真实性、严肃性、准确性和合法性。系统同时具有支持数据的人工或自动备份和恢复功能，以保证数据的完整性和安全性[8]”。

4.4 系统具有可扩展性

能源监管平台系统设计方案中的总线承载能力、主板扩展槽、软件资源配置、模块IO 节点等配置均预留一定的扩展余量，以便今后根据业务需求灵活扩展控制节点。系统方案的设计采取网络化的管理结构模式，充分考虑到用户的功能扩展与业务变化需求，以方便、快捷、经济的方法实现扩容、变更等业务。

4.5 数据的完整性

由于用能数据具有连续性、传递性和累加性等特点，就必须要求能源监管平台系统在任何情况下都不能丢失原始数据，原始数据的保存尤为重要。为确保数据的完整性，在数据采集、传输以及处理等环节均采用了多种安全、稳妥的技术手段[8]。

4.6 身份认证统一性

每个子系统采用统一身份验证，通过授权以网页形式登陆，在任何地点均可以查询、管理和操控系统。

5 利用监管平台查找跑冒滴漏

在能源监管平台初步实现二级计量的基础上，查看分析各用能单位或公共建筑单位的用能数据，可以选择统计类型，通过按日统计，查看近期或当日的能源消耗状况，能够直观地发现近期或当前存在的问题，以便及时查跑堵漏，减少损失，降低不必要的消耗，示例如下：

（1）正常的用水消耗在夜间23 时至次日凌晨6 时的时段内都应该是低的，甚至是零消耗，如该楼的用水情况统计说明管道、阀门、水嘴都是好的，用就消耗，夜深人静时不用就零消耗（见图1）。（2）不正常的用水消耗，如该楼的用水情况统计说明该楼每小时最少消耗4m3水，最大消耗量是6m3，则是管道、阀门、水嘴的某个环节有问题，存在跑冒滴漏的隐患，消耗还不低，夜深人静时也同样在消耗（见图2）。（3）正常的用电消耗，用能单位或用能建筑的用能性质在合理的时段内都应该是低耗的或者是零消耗的，如2 号学生公寓的用电情况统计说明线路无损耗、该楼内无大功率电器、无长明灯现象，用就消耗，夜深人静时不用就零消耗（见图3）；第八教学楼的用电情况统计说明该楼内有低耗电器设备常开，每小时最低耗电3kWh，不排除有非正常用电消耗，但也算是合理的能耗范围（见图4）。（4）不正常的用电消耗，如第十教学楼，在这样一座既无实验室又无办公区的单纯的教学楼里，在没有学生上课的情况下，夜间0 时每小时耗电至少66kWh，上午10 时最高87kWh，用电时差不大，耗电量基数不低，说明有大功率电器设备不分昼夜一直在运行（见图5）。

图1 正常的用水状况图（夜间无消耗）

图2 非正常用水状况图（夜间仍然有消耗）

图3 正常的用电消耗状况图（夜间无消耗）

图4 低消耗用电状况图

图5 非正常用电状况图（夜间持续高消耗）

6 结束语

通过能源监管平台的分级计量与数据分析，能够及时检查水、电、暖管网线路情况，处理原有线路与新建线路存在的交叉叠加问题。解决一线多楼和一楼多线、线路管网下粗上细等管线拓扑结构不合理现象，减少分支多线损大的问题，在基建施工与维修改造的过程中，树立合理的管线拓扑结构是实现准确计量的基本条件和实现节能降耗的基本保证，以保证能源监管平台数据采集的准确性，既便于计量管理，又利于根除安全隐患。为科学管理，建设智慧校园提供可靠的依据，从而不断强化能源保障供应能力。