试论高校校园能源管理网络平台之构建
摘要：近年来,高等学校在办学规模、校园面积、师生数量等方面增长较快，对能源的消耗量也大幅提高。在这种情况下，高等学校作为社会的重要组成部分，创建节约型校园意义重大。文章通过对校园能源消耗现状的研究，提出在高等学校构建基于网络系统的能源管理平台是实现节能降耗的重要手段。
关键词：高校；校园能源；管理网络平台；数据采集
哥本哈根联合国气候会议向全世界传递了这样一个信号：以节能减排为特征的“低碳”经济将成为人类社会未来的发展方向。而我国能源相对匮乏，更需要合理利用，并将其作为经济和社会发展的一项长远战略方针。近年来，我国高等教育得到较快发展，其办学规模、校园面积及师生数量增长较快，能源消耗也大幅增加。高等院校作为社会的重要组成部分，要积极抑制能源不合理增长，制定长远节能规划，通过技术手段使节能目标落到实处。
高校能源管理的现状
当前，高校为了降低能源消耗，制定了一系列节能减排、杜绝“跑冒滴漏”的措施，安装了大量节能器具，同时加大了节能的宣传力度。但对于能源的使用和管理还属于粗放型。所用的能耗计量终端大多还是传统的电子式或机械式计量表，由于其机械齿轮易于磨损，易造成数据误差，计量仪表体积大而笨重，自身也会产生较大功耗。计量器具大多只具备一级考核，没有二级及以下用能考核，这些是高校能源计量基础设施的薄弱环节。很多高校为了满足新校区教学、科研、生活的需要，虽然增加了大量的节能设备，但对能源的计量考核仍停留在原有水平上。
随着高等学校招生、校园产业、科研开发的快速增长，高校能源管理部门的任务越来越重。由于缺少能源管理技术人员，在软环境管理上资金投入不足，无法实现全方位的能耗监控和计量，传统单一的计量收费管理模式已远远不能适应高校的发展。因此，一些高校在新校区建设和老校区改造中，逐步引入了建筑自动化管理系统来进行建筑能耗的管理，以建立适应其发展的能源管理网络平台。
高校能源管理网络平台的构建
校园能源管理网络平台的构建旨在通过校园网络实现校园能耗的管理和监控，进行数据交换和共享，协调处理能耗用户、设施设备之间的关系，改善并优化能源环境。整个系统在技术上先进、简便、实用。系统平台主要由三个部分构建而成：对能源进行管理的系统平台软件，基于IP技术和电力载波技术的数据集中器或远程抄表技术，采用电力线载波智能化网络电表或射频卡水表等计量终端。
能源管理系统应用软件能源管理平台是基于现代电子与信息技术，应用远程网络传输系统对能源的使用进行监控，利用智能卡、电子采集器等技术对能源的使用进行有效控制的智能管理平台。平台的运行可以利用校园网络。在技术和设备上可以使用当前较为成熟的网络连接模式和电子设备，以保证整个系统平台的稳定、可靠，同时兼顾可扩展性和易维护性原则。整个系统以开放式架构，执行相关的国际标准或工业标准，以保证各供应商产品的协同运行并考虑投资者的长远利益。系统软件可以做成以web-service为接口的多功能开放软件，能够用来管理、控制并配置水、电等能源表具与数据采集器。系统与目前的网络系统相兼容，还可以汇总和报告能源使用中的突发事件，允许远程配置能源表和数据集中器，调整计费率。允许系统远程控制表具的开关，适应大小不同规模的系统运行，维系从表具、数据采集器，到服务器乃至整个系统的运行。 系统软件还可以集成多个应用模块组合，包括数据采集与转换模块、数据分析与汇总模块、安全运行模块、紧急事务处理模块、数据库与能源应对策略模块等，系统平台以视窗界面呈现，实现有效的能源策略分析。在上述模块中，通过运行流程及时确认能源使用异常状况，提供修正措施，使能源利用效益最大化，避免造成整个能源网内的故障。
数据集中及远程抄表技术用电数据远程集中抄表利用电力线载波传递电表的数据，实现远程集中抄表和收费控制。电力线远程传输技术实现了智能设备的即插即用，数据集中器根据用户的设定来采集和储存来自电表的数据，数据集中器通过连接到TCP/IP的广域网络来实现远程通信，可以将控制命令和数据文件下载到相关设备中，并控制一个电表或一组电表。通过具有扩频载波通信技术的强抗干扰电力线，可以将校园用电设施设备的用电量远程集中。数据集中器除了可以采集数据外，还可以增加控制过程，如安全检测和远程控制能力，在系统运行中监测电表和线路的运行故障，以及任何人为改变相线连接的现象，有效防止故障和窃电现象的产生。同时，可进行远程控制线路的切换和中继调整，建立与能源管理平台软件的连接，通过软件驱动的方式，实现对不同能耗设施设备及各种子系统的数据集成，基于标准的Microsoft架构和成熟的网络服务（SQL Server等）以及通信协议（TCP/IP、HTTP、FTP等）与能源管理平台互联。能源数据可以利用校园网在不同的子系统或设施设备中采集而得，使用软件协议无缝链接，实现远程自动化采集。
数据采集终端高校的能耗设施设备以往所装置的终端表具大多是传统的计量器具，由于技术的更新换代，终端表具的技术含量也大幅提升，采用单项电力线载波的LED电能表和CPU射频卡表具等得到了广泛应用。这些终端的使用，延长了表具的寿命，而且故障率极低，实现远程抄表和收费控制，表具功耗也大为降低。以电表为例，具备电力线载波采集器的电表，可以轻松做到双向电力线通信，同时可以记录多个用电参数，包括供电质量、故障预警及异常报告等。
能源管理系统网络平台的主要特点和功能
主要特点系统平台具有集中统一的管理能力，具有多级集中统一的管理中心，并实施科学合理的管理。同时系统以安全为核心，具有开放性，能有机地与校园网络连接，融合成一个整体。随着学校的发展变化，系统必须能适合多种规模，具备较强的可扩展性，能随时适应对系统的扩容要求。系统还应具有兼容性和灵活性，能适应产品的升级换代。系统平台所选择的网络及终端器具应标准化、规范化，要确保系统的安全性、可靠性、容错性以及较强的自检功能。
管理网络平台的功能实现校园能源管理网络平台，是通过对校园能源消耗数据的自动采集，进行集中统计和数据综合分析，来实现校园内能耗数据的共享、交换、检测、管理以及控制。随着能源管理的重要性日益提高，利用校园网络实现能源使用的监测、控制及管理是完全可行的。该平台可以对能源使用设施和设备的能源使用情况进行监视，设置模拟屏，对各耗能单元进行全局监控。如整个系统或局部单元出现能耗异常，可立即显示异常部位并示警，便于管理人员及时发现和处理异常情况。在运转中，网络管理平台可以实现如下功能：数据采集功能、用能监控功能、账务管理功能、数据汇总和分析功能等。
结语
能源短缺仍将是今后制约我国国民经济发展的“瓶颈”。网络化能源管理平台的建立，符合我国能源发展的长远战略。该平台的建立可以全面提升能源管理的技术层次，提高管理人员和能源使用者的节能意识，高效率地降低能耗。这一平台的使用，可以有效节约能源，降低高校的运行成本，对社会低碳发展起到积极的作用。
参考文献：
[1]刘永生.网络化能源服务平台NES[J].仪器仪表标准化与计量，2005，（2）.
[2]Opto SNAP PAC系统在纽约州立大学能源管理项目中的应用[OL].（2009-09-13）.//www.gongkong.com/Common/Details.Aspx?c=1&m=1&l=1&Type=company&companyID=7-A014-AE7D2D3D9563&Id=7-A014-AE7D2D3D9563.
[3]吴弼人.平台科学评估，挖掘耗能大户节能潜力[J].华东科技，2009,（10）.