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[摘 要]随着我国经济的高速发展，能耗问题，特别是办公建筑和大型公共建筑高能耗的问题日益突出。本文以某高校为例，详细介绍了该校通过物联网技术建立的能源监控平台，实现对水、电、热等能源使用情况进行有效的计量和监控， 提高能源管理水平，提升能源利用率具有重要的意义。
[关键词]节能 能源管理 监控平台
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0190-01
1 学校建筑概况
学校建筑按照建成年代划分，大致可分成以下三类：第一类为2000年以前建成的建筑，共1万m2;第二类为2000年至2010年间的建筑，共26万m2;第三类为2010年以后建成的建筑，共3万m2。
整个校区分为教学区、学生区、家属生活区三大功能区，学校共有不同年代的建筑物31幢，其中：教学、实验楼6栋，面积96万m2;学生公寓15栋，面积14万m2;食堂2栋，面积1.5万m2;辅助用房8栋，面积2万m2。
2 全校建筑总用电和重点建筑用电分项计量及监测
2.1.1基本情況
某高校用电通过外部电网提供，输入电压为10KV，由开闭所高压电缆输送到学校的各个箱变室，目前学校共有4个室内变配电室和10个室外箱变，共14台变压器，装机总容量为11970KVA。校内各建筑用电电源均来自附近的室外箱变，建筑配电室内各有数量不等的低压出线，供建筑内照明插座、空调、动力、特殊等各分项用电和分区域用电。
2.1.2实施方案
（1）在学校各箱变主受柜低压总进线和建筑低压总进线回路配置三相多功能电力监控终端，用于全校建筑用电总计量以及各单体建筑用电总计量及监测，并对电源的质量进行监测。通过对各个变压器低压总进线回路计量的累加，获得学校全校用电的总计量。
（2）结合各建筑供配电系统结构，对逸夫教学楼、综合行政楼、图书馆、第一教学楼、一食堂、学生公寓等重点建筑内低压出线回路按照照明插座、动力、空调、特殊用电等分项类别，在相应的回路上配置具备远传功能的三相多功能电力监控终端，完成对建筑用电的分项计量及监测。通过接入现场子网，将现场数据传输至监管中心，实现能耗集中监管。
（3）部分备用或应急照明及消防用电回路因启用率较低或用电量较小，暂不进行表计配置，该部分分项用电采用“总表减分表”的原则得出。
（4）所有电表均采用三相多功能电力监控终端，采集包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、谐波等电能参数，在线分析各种用电回路的需量，识别有效负荷与无效能耗，方便用能分析，保证用能安全。
（5）同时，结合学校后勤管理的需要，并结合各建筑室内配电室低压总进线回路的配置表计，实现供配电系统的线损分析。
（6）本着节约投资的原则，原有互感器进行利旧使用，不足部分予以补充。
3 全校建筑用水计量及监测
3.1 基本情况
学校有1路市政供水，位于学校西北侧供水泵房。1路市政供水通过校区内给水管网，供各建筑用水。各建筑用水二级计量监测点大多没有安装计量表计，部分已安装计量表计但因年久失修，基本处于瘫痪状态。
3.2 实施方案
对校内给水管网建立校园总计、建筑进户总计的二级计量体系。我们对全校总进水、建筑进水用水等计量点配置超声波流量计和远传智能水表，所有智能水表就近接入进现场子网，通过智能数据网关就近接入进现场子网，实现校内总用水及各建筑用水计量监测。
4 全校建筑供热计量及监测
4.1 基本情况
学校冬季供热方式原先为燃煤锅炉供热，后采用市政集中供热。校内现有热力站1座，由市政换热站统一调控供热至校内热力管网。校内各建筑热力管网由学校自行管理，各建筑供热入户管径基本为DN100至DN150。收费方式采用按照冬季供暖面积核算统一收费的方式。
4.2 实施方案
选取5栋典型建筑，在供热管网入户管道配置远传超声波热量表，进行单栋建筑供热计量监测，所有超声波热能表通过智能数据网关就近接入现场子网。考虑到未来学校供热收费结算方式将改成按流量收费的发展趋势，未来学校将实施供热计量监测、供热管网分时分区节能改造等一系列项目，其余建筑的供热计量相关表计将在此类项目中予以补充。所有新加远传超声波热能表均配置相应阀门及过滤器。
5 其它能源介质能耗计量及统计
考虑到其他能源介质的管理现状，其他能源介质能耗数据（如煤、天然气、汽油、柴油等）通过人工手工录入方式，由系统管理员每周或每月手工录入相应能耗数据，通过节能监控平台后台自动换算成标准煤、碳排放等多种能耗数据，与水、电、热等在线计量监测的能耗数据统一生成各类能耗报表，供能源管理部门查询、分析、审计。
6 与第三方应用系统集成
学校各学生公寓目前已安装控电收费系统，并通过计算机进行统一管理，对各学生公寓房间用电进行预付费管理及负荷控制。根据学校后勤管理的需求，方案采用系统集成的方式，通过与现有的第三方应用系统平台无缝对接，从上位机的标准OPC接口集成，对现有的第三方应用系统进行系统融合，提取其中电能、电压、电流等相关数据，实现数据共享。实现对各学生公寓建筑内现有能耗数据的系统集成，从而掌握校园内各学生公寓各房间的用能数据，为各房间用电安全有序监管、用能定额管理提供数据支撑。
7 网络通讯
目前学校本身的校园网已经覆盖到了校园内的每一栋主要建筑，为了节约成本和减少投资，利用现有的校园网络作为校园节能监控平台系统建设数据传输的中间网络层，对现场能源数据进行通信传输。对于校园节能监控平台系统的底层数据，经过数据采集器采集后，可就近接入附近的建筑内的校园网络设备。本系统现场采用双绞线控制网络，具有拓撲结构灵活、传输介质和方式多样、传输速度快、抗干扰能力强等优点，而且现场网络采用了P-CSMA/CD技术可实时通信、网络的通信协议，符合国际标准可真正实现产品的互换性、网络极容易扩充、修改和维护，此外现场网络与Internet无缝连接，可以实现远程监控与远程操作。
8 软件架构
校园节能监控平台软件技术体系主要由八个部分组成：数据中心、系统网络、数据采集与处理服务、数据上传服务、节能监控平台CS软件、节能系统BS软件、以及第三方系统接口。
C/S、B/S两套软件都具有数据查询、权限分级等功能，其中业主版软件还具备管理控制功能。B/S架构软件面向管理者，包括能源主管单位领导、院校等二级单位领导等，实现能耗统计分析、定额管理、能耗公示等管理需求;C/S架构软件面向能源管理岗位，如节能办、动力中心、水电科等工作人员，实现系统的能源实时监控功能。这种混合式系统架构兼具两者优点，同时又克服了各自的弱点，是理想的架构方案。
9 结语
鉴于能源危机和节能减排的认识逐渐深入，该学校建立的校园节能监控平台，可实现校园用能的实时在线分类、分项、分户监测和计量，能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输、数据显示和打印、数据显示发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理，为校园节能降耗研究、设计与改（建）造提供参考数据。
参考文献：
[1]张化凯，高校节能监控平台建设和应用[J].信息技术与信息化，2016（10）
[2]马兰平，高校节能监控系统的建设[J]. 信息系统工程，2014（01）
[关键词]节能 能源管理 监控平台
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0190-01
1 学校建筑概况
学校建筑按照建成年代划分，大致可分成以下三类：第一类为2000年以前建成的建筑，共1万m2;第二类为2000年至2010年间的建筑，共26万m2;第三类为2010年以后建成的建筑，共3万m2。
整个校区分为教学区、学生区、家属生活区三大功能区，学校共有不同年代的建筑物31幢，其中：教学、实验楼6栋，面积96万m2;学生公寓15栋，面积14万m2;食堂2栋，面积1.5万m2;辅助用房8栋，面积2万m2。
2 全校建筑总用电和重点建筑用电分项计量及监测
2.1.1基本情況
某高校用电通过外部电网提供，输入电压为10KV，由开闭所高压电缆输送到学校的各个箱变室，目前学校共有4个室内变配电室和10个室外箱变，共14台变压器，装机总容量为11970KVA。校内各建筑用电电源均来自附近的室外箱变，建筑配电室内各有数量不等的低压出线，供建筑内照明插座、空调、动力、特殊等各分项用电和分区域用电。
2.1.2实施方案
（1）在学校各箱变主受柜低压总进线和建筑低压总进线回路配置三相多功能电力监控终端，用于全校建筑用电总计量以及各单体建筑用电总计量及监测，并对电源的质量进行监测。通过对各个变压器低压总进线回路计量的累加，获得学校全校用电的总计量。
（2）结合各建筑供配电系统结构，对逸夫教学楼、综合行政楼、图书馆、第一教学楼、一食堂、学生公寓等重点建筑内低压出线回路按照照明插座、动力、空调、特殊用电等分项类别，在相应的回路上配置具备远传功能的三相多功能电力监控终端，完成对建筑用电的分项计量及监测。通过接入现场子网，将现场数据传输至监管中心，实现能耗集中监管。
（3）部分备用或应急照明及消防用电回路因启用率较低或用电量较小，暂不进行表计配置，该部分分项用电采用“总表减分表”的原则得出。
（4）所有电表均采用三相多功能电力监控终端，采集包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、谐波等电能参数，在线分析各种用电回路的需量，识别有效负荷与无效能耗，方便用能分析，保证用能安全。
（5）同时，结合学校后勤管理的需要，并结合各建筑室内配电室低压总进线回路的配置表计，实现供配电系统的线损分析。
（6）本着节约投资的原则，原有互感器进行利旧使用，不足部分予以补充。
3 全校建筑用水计量及监测
3.1 基本情况
学校有1路市政供水，位于学校西北侧供水泵房。1路市政供水通过校区内给水管网，供各建筑用水。各建筑用水二级计量监测点大多没有安装计量表计，部分已安装计量表计但因年久失修，基本处于瘫痪状态。
3.2 实施方案
对校内给水管网建立校园总计、建筑进户总计的二级计量体系。我们对全校总进水、建筑进水用水等计量点配置超声波流量计和远传智能水表，所有智能水表就近接入进现场子网，通过智能数据网关就近接入进现场子网，实现校内总用水及各建筑用水计量监测。
4 全校建筑供热计量及监测
4.1 基本情况
学校冬季供热方式原先为燃煤锅炉供热，后采用市政集中供热。校内现有热力站1座，由市政换热站统一调控供热至校内热力管网。校内各建筑热力管网由学校自行管理，各建筑供热入户管径基本为DN100至DN150。收费方式采用按照冬季供暖面积核算统一收费的方式。
4.2 实施方案
选取5栋典型建筑，在供热管网入户管道配置远传超声波热量表，进行单栋建筑供热计量监测，所有超声波热能表通过智能数据网关就近接入现场子网。考虑到未来学校供热收费结算方式将改成按流量收费的发展趋势，未来学校将实施供热计量监测、供热管网分时分区节能改造等一系列项目，其余建筑的供热计量相关表计将在此类项目中予以补充。所有新加远传超声波热能表均配置相应阀门及过滤器。
5 其它能源介质能耗计量及统计
考虑到其他能源介质的管理现状，其他能源介质能耗数据（如煤、天然气、汽油、柴油等）通过人工手工录入方式，由系统管理员每周或每月手工录入相应能耗数据，通过节能监控平台后台自动换算成标准煤、碳排放等多种能耗数据，与水、电、热等在线计量监测的能耗数据统一生成各类能耗报表，供能源管理部门查询、分析、审计。
6 与第三方应用系统集成
学校各学生公寓目前已安装控电收费系统，并通过计算机进行统一管理，对各学生公寓房间用电进行预付费管理及负荷控制。根据学校后勤管理的需求，方案采用系统集成的方式，通过与现有的第三方应用系统平台无缝对接，从上位机的标准OPC接口集成，对现有的第三方应用系统进行系统融合，提取其中电能、电压、电流等相关数据，实现数据共享。实现对各学生公寓建筑内现有能耗数据的系统集成，从而掌握校园内各学生公寓各房间的用能数据，为各房间用电安全有序监管、用能定额管理提供数据支撑。
7 网络通讯
目前学校本身的校园网已经覆盖到了校园内的每一栋主要建筑，为了节约成本和减少投资，利用现有的校园网络作为校园节能监控平台系统建设数据传输的中间网络层，对现场能源数据进行通信传输。对于校园节能监控平台系统的底层数据，经过数据采集器采集后，可就近接入附近的建筑内的校园网络设备。本系统现场采用双绞线控制网络，具有拓撲结构灵活、传输介质和方式多样、传输速度快、抗干扰能力强等优点，而且现场网络采用了P-CSMA/CD技术可实时通信、网络的通信协议，符合国际标准可真正实现产品的互换性、网络极容易扩充、修改和维护，此外现场网络与Internet无缝连接，可以实现远程监控与远程操作。
8 软件架构
校园节能监控平台软件技术体系主要由八个部分组成：数据中心、系统网络、数据采集与处理服务、数据上传服务、节能监控平台CS软件、节能系统BS软件、以及第三方系统接口。
C/S、B/S两套软件都具有数据查询、权限分级等功能，其中业主版软件还具备管理控制功能。B/S架构软件面向管理者，包括能源主管单位领导、院校等二级单位领导等，实现能耗统计分析、定额管理、能耗公示等管理需求;C/S架构软件面向能源管理岗位，如节能办、动力中心、水电科等工作人员，实现系统的能源实时监控功能。这种混合式系统架构兼具两者优点，同时又克服了各自的弱点，是理想的架构方案。
9 结语
鉴于能源危机和节能减排的认识逐渐深入，该学校建立的校园节能监控平台，可实现校园用能的实时在线分类、分项、分户监测和计量，能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输、数据显示和打印、数据显示发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理，为校园节能降耗研究、设计与改（建）造提供参考数据。
参考文献：
[1]张化凯，高校节能监控平台建设和应用[J].信息技术与信息化，2016（10）
[2]马兰平，高校节能监控系统的建设[J]. 信息系统工程，2014（01）