摘 文章研究了大學(xué)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用，研究了節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)、采集方法和相應(yīng)的節(jié)能分析。本文研究了電能消耗測(cè)量在大學(xué)中的應(yīng)用，探討了大學(xué)的節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為大學(xué)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在項(xiàng)目中的實(shí)現(xiàn)提供了參考模型，并通過(guò)實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行了研究和討論。

關(guān)鍵詞：公共建筑 ；分項(xiàng)計(jì)量 ；監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ；工程模型

0 引言隨著校節(jié)能項(xiàng)目的不斷建設(shè)，建筑節(jié)能中能耗數(shù)據(jù)的分類和測(cè)量尤為重要。在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)各地的分類和測(cè)量工作存在分類定義不統(tǒng)一、直接測(cè)量難度大等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，研究了校電能消耗分項(xiàng)的測(cè)量問(wèn)題，可以利用優(yōu)化的能耗拆分算法對(duì)能耗進(jìn)行拆分，間接測(cè)量能耗。

1 用電能耗分項(xiàng)模型

統(tǒng)一是建立校用電能耗分項(xiàng)模型的重要原則，即所有建筑均采用相同的標(biāo)準(zhǔn)。除了統(tǒng)一性外，功能、通用性和適用性也是大學(xué)電能消耗模型的建立原則。功能是指模型中每個(gè)項(xiàng)目的劃分以終端用途為原則；通用性是指建筑能耗分項(xiàng)模型中包含的各種設(shè)備類型，即不同設(shè)備類型可以找到相應(yīng)的模型；適用性是指模型中各種設(shè)備根據(jù)功能盡可能細(xì)分，但應(yīng)確保與通用性不相矛盾。

分項(xiàng)能耗是根據(jù)不同用途收集和統(tǒng)計(jì)相似能耗的分析。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范，建筑能源中電量的測(cè)量分為四個(gè)分項(xiàng)。

1.1照明插座用電

可根據(jù)實(shí)際情況選擇子項(xiàng)，如：

①照明和插座用電；

②走廊及應(yīng)急照明用電；

③室外景觀照明用電。

1.2 空調(diào)用電

空調(diào)用電是為建筑物提供空調(diào)和供暖服務(wù)的設(shè)備用電的總稱。分為冷熱源用電和空調(diào)末端用電。

1.3 動(dòng)力用電

動(dòng)力用電是除空調(diào)、采暖設(shè)備外，提供各種動(dòng)力設(shè)備用電的總稱。分為電梯用電 、水泵用電 、通風(fēng)用電和電熱水器用電。

1.4 特殊用電

特殊用電是指除照明插座、空調(diào)等建筑傳統(tǒng)功能外的用電量，如餐廳廚房、健身房或其他特殊用電量。公共建筑的能耗分類和分項(xiàng)測(cè)量模型如圖1所示。

2 電分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)原則

2.1 測(cè)量回路選擇原理

①三相表和多功能表的安裝數(shù)量根據(jù)變壓器的數(shù)量直接測(cè)量。如果變壓器的數(shù)量為n，多功能表的數(shù)量為m，三相表的數(shù)量為g，則有：如果n=2，則m=2，g=2；若n>2，則m=2，g=n-2。

②對(duì)于 2.1 中提到的 4 大分項(xiàng)用電可采用直接測(cè)量和間接測(cè)量的方式。直接測(cè)量的分項(xiàng)包括空調(diào)、動(dòng)力和特殊用電，即電表安裝在這三個(gè)項(xiàng)目中，照明插座用電不需要加表，可以間接測(cè)量。

③在多個(gè)分項(xiàng)中，如果其中一個(gè)分項(xiàng)有很多回路，則該分項(xiàng)可以作為間接測(cè)量，其余的可以直接測(cè)量。

2.2 混合回路歸屬原則

當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電氣設(shè)備電路時(shí)，其歸屬性應(yīng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備額定功率確定，主歸屬性應(yīng)為全年運(yùn)行的設(shè)備。如果設(shè)備運(yùn)行時(shí)間相同，則根據(jù)額定功率的大小區(qū)分設(shè)備的性質(zhì)。如果設(shè)備間歇運(yùn)行，則計(jì)算功率。

3 用電分項(xiàng)測(cè)量方法

3.1 計(jì)量裝置

校用電計(jì)量裝置應(yīng)滿足以下要求：首先，電能表的準(zhǔn)確性等級(jí)不得低于1.0級(jí)，并支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸；其次，采用標(biāo)準(zhǔn)串行電氣接口；第三，可監(jiān)控有功率或電流；*后，配備電流互感器的精度等級(jí)不得低于0.5級(jí)。

3.2 數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)收集器是一種自動(dòng)化設(shè)備，可以實(shí)時(shí)收集各種能量計(jì)量表，并自動(dòng)與當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)主機(jī)（或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中XIN）交換數(shù)據(jù)。其功率不小于10W，平均W故障時(shí)間不小于3×104 h，采用低功耗嵌入式系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，符合相關(guān)電磁兼容性能指標(biāo)。

3.3 *優(yōu)化能耗拆分算法

選擇合理的計(jì)量裝置和數(shù)據(jù)采集器是校用電能耗分項(xiàng)計(jì)量應(yīng)用的基礎(chǔ)。建筑能耗監(jiān)測(cè)的重DIAN和難點(diǎn)是拆分混合支路中不同類型的電氣設(shè)備。一般有直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N方法。直接測(cè)量方法是安裝多個(gè)測(cè)量表，但在實(shí)際工程中不可能安裝所有類型的電氣設(shè)備，這不僅浪費(fèi)了資源，而且大大提了施工難度。間接計(jì)量方法是利用能耗拆分技術(shù)對(duì)能耗進(jìn)行拆分計(jì)算，節(jié)約電表資源，同時(shí)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)值也能更加準(zhǔn)確。

本文主要研究*優(yōu)化能耗拆分算法及相應(yīng)的誤差分析。

3.4 能耗拆分基于*優(yōu)化能耗拆分算法

*優(yōu)化拆分算法的求解思路如下：

轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)用語(yǔ)：

已知，Y 為支路末端電能耗，xi 為第i個(gè)末端電耗預(yù)估計(jì)值，si為預(yù)估計(jì)不確定度 ，據(jù) Y、xi、si值復(fù)估計(jì)每個(gè)末端電能耗，得到的復(fù)估計(jì)不確定度值為ui 。

定義xi到xi的修正因數(shù)（xi =εi xi ）為εi，

即能耗拆分問(wèn)題轉(zhuǎn)化為*優(yōu)化問(wèn)題，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

*終能耗拆分結(jié)果由以下 2 部分構(gòu)成：

*優(yōu)化拆分算法與其他算法相比，優(yōu)點(diǎn)在于：

①物理意義強(qiáng)，各末端能耗的預(yù)測(cè)值通過(guò)現(xiàn)有知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)就能得到；

②保證支路能耗等于各末端能耗之和；

③由公式2、3可知，能耗拆分結(jié)果公式簡(jiǎn)單，便于快速大量計(jì)算。

4 校綜合能效解決方案

4.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動(dòng)運(yùn)維， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

4.2后勤計(jì)費(fèi)管理

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計(jì)匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過(guò)能源付費(fèi)管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識(shí)。

4.2.1宿舍用電管理

針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能；可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別，檢測(cè)違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

4.2.2商店水電收費(fèi)

針對(duì)校園超市、商店、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理

4.2.3充電樁管理平臺(tái)

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充”信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。

4.2.4智能照明管理

通過(guò)對(duì)校路燈的全局監(jiān)測(cè)，提供對(duì)路燈靈活智能的管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個(gè)路燈的定時(shí) 開(kāi)關(guān)、強(qiáng)制開(kāi)關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和xiao節(jié)能。

4.3能源管理系統(tǒng)

針對(duì)校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對(duì)數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提管理效能。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告，能夠監(jiān)測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。

4.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過(guò)平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。

5.平臺(tái)部署硬件選型

5.1電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺(tái)

5.2后勤計(jì)費(fèi)管理

5.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)

5.2.2充電樁管理平臺(tái)

5.2.3智能照明管理

5.3能源管理系統(tǒng)

5.4智慧消防系統(tǒng)

5.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

6 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了校用電的能耗分項(xiàng)計(jì)量方法，首先對(duì)校能耗分類、分項(xiàng)計(jì)量模型進(jìn)行了分析；其次，分析了用電分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)原則，提出因地制宜地采用直接計(jì)量和間接計(jì)量、間接計(jì)量?jī)?yōu)先的觀點(diǎn)；*后，分析了用電分項(xiàng)計(jì)量方法，利用*優(yōu)化能耗拆分算法進(jìn)行能耗拆分，得到*優(yōu)化拆分算法下的能耗拆分?jǐn)?shù)學(xué)模型，該模型不僅能實(shí)現(xiàn)快速大量計(jì)算，

且物理意義強(qiáng)，為校能耗的間接計(jì)量提供了方法。

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