摘 要：文(wén)章(zhāng)對(duì)高校節(jié)能監測係(xì)統在工程中的實(shí)際(jì)應(yīng)用進(jìn)行了研(yán)究(jiū)，以(yǐ)節(jié)能(néng)為前提，研(yán)究節能監測係統的工(gōng)程(chéng)實(shí)現，采集方(fāng)式(shì)及相應的(dí)節(jié)能分(fēn)析。論(lùn)文研(yán)究(jiū)了用電能(néng)耗(hào)分(fēn)項計量在高(gāo)校中的(dí)應(yīng)用，並(bìng)探(tàn)討(tǎo)了(liǎo)高校(xiào)的節(jié)能監測係(xì)統，為高(gāo)校節能監測係(xì)統在工(gōng)程中(zhōng)的(dí)實現提(tí)供(gōng)參(cān)考(kǎo)模型(xíng)，並(bìng)通過(guò)實際工程(chéng)設計和施工進(jìn)行研究(jiū)探討(tǎo)。

關(guān)鍵詞：公(gōng)共建築 ；分項計(jì)量(liáng) ；監測係統(tǒng) ；工(gōng)程(chéng)模(mó)型(xíng)

0 引言

隨著(zhuó)高校(xiào)節能(néng)工(gōng)程(chéng)的不(bù)斷建設(shè)，建(jiàn)築節(jié)能(néng)中的能耗(hào)數據分類計量顯(xiǎn)得(dé)尤(yóu)為(wéi)重要。在(zài)實(shí)踐(jiàn)中發現，各(gè)地(dì)的分類計(jì)量工(gōng)作(zuò)存(cún)在分類定(dìng)義不(bù)統(tǒng)一，直接計量(liáng)難度高(gāo)等(děng)一些(xiē)問題(tí)。基於此(cǐ)，針對(duì)高(gāo)校(xiào)用電能耗分項計量問題(tí)進(jìn)行研(yán)究，可(kě)利(lì)用(yòng)優化能耗拆分(fēn)算(suàn)法對能(néng)耗進(jìn)行拆分(fēn)，間接計量能耗。

1 用(yòng)電(diàn)能(néng)耗分(fēn)項模型(xíng)

統一(yī)性(xìng)是高校用(yòng)電(diàn)能耗分(fēn)項(xiàng)模型(xíng)建(jiàn)立(lì)的(dí)*重(zhòng)要(yào)原(yuán)則，即(jí)所有建築均采用(yòng)相(xiāng)同的(dí)標準。除統(tǒng)一性(xìng)外(wài)，功(gōng)能(néng)性，通用性，適用(yòng)性(xìng)也是(shì)高(gāo)校用電(diàn)能(néng)耗(hào)分項模型的(dí)建(jiàn)立原則(zé)，功(gōng)能(néng)性(xìng)是指模型(xíng)中(zhōng)每個分(fēn)項的(dí)劃(huá)分是以終端(duān)用途(tú)為(wéi)原(yuán)則的(dí)；通(tōng)用(yòng)性(xìng)是(shì)指(zhǐ)建(jiàn)築(zhù)能耗(hào)分項(xiàng)模(mó)型(xíng)中包含(hán)的各(gè)種(zhǒng)設備(bèi)種類，即(jí)不同的設備種類(lèi)都能找(zhǎo)到(dào)對應(yīng)的(dí)模(mó)型(xíng)；適(shì)用性是指(zhǐ)模(mó)型中按照功能(néng)盡(jìn)可能(néng)細(xì)分各類設(shè)備，但要確保與通(tōng)用性之(zhī)間不能(néng)互(hù)相(xiāng)矛盾。

分(fēn)項能(néng)耗(hào)是(shì)對(duì)同(tóng)類能(néng)耗按(àn)照不同用途進行采集和統(tǒng)計的分析。依(yī)據相關技(jì)術規範規(guī)定(dìng)，建(jiàn)築(zhù)能(néng)源(yuán)中，電量(liáng)的計(jì)量分(fēn)為四(sì)個(gè)分(fēn)項(xiàng)。

1.1照(zhào)明插(chā)座(zuò)用電

可根據實(shí)際情況(kuàng)選(xuǎn)子項，如：

①照(zhào)明(míng)和(hé)插座(zuò)用電；

②走廊和應急照明用電；

③室(shì)外(wài)景觀照明用(yòng)電(diàn)。

1.2 空調用(yòng)電(diàn)

空(kōng)調(tiáo)用電是為建築(zhù)物提供空調(tiáo)，采暖(nuǎn)服務的(dí)設備用(yòng)電的統(tǒng)稱。分(fēn)為(wéi)冷(lěng)熱源(yuán)用電和空調末(mò)端用(yòng)電。

1.3 動(dòng)力用電(diàn)

動力用電(diàn)是除(chú)空(kōng)調，采暖(nuǎn)設備(bèi)外，提(tí)供各(gè)種動力(lì)設備(bèi)用電(diàn)的總(zǒng)稱。分為電梯用(yòng)電 ，水(shuǐ)泵(bèng)用電 ，通(tōng)風(fēng)用(yòng)電(diàn)及電(diàn)熱水器(qì)用(yòng)電。

1.4 特(tè)殊(shū)用(yòng)電

特(tè)殊(shū)用(yòng)電指(zhǐ)除了照(zhào)明插(chā)座，空調(tiáo)等建(jiàn)築(zhù)物(wù)常規功能之(zhī)外的耗電(diàn)量，如餐(cān)廳廚房，健(jiàn)身房(fáng)或(huò)者其他特殊(shū)用(yòng)電。公共(gòng)建築(zhù)能(néng)耗分類，分項計量模型如圖(tú)1所示(shì)。

2 用電分項計量設計(jì)原(yuán)則

2.1 計(jì)量(liáng)回(huí)路選擇原則

①總用電(diàn)直(zhí)接計量，且(qiě)根據變(biàn)壓(yā)器數(shù)量決定三(sān)相(xiāng)表和(hé)多功能(néng)表(biǎo)的(dí)安(ān)裝(zhuāng)數(shù)量(liáng)，假(jiǎ)如(rú)變壓器(qì)數量為(wéi)n,多(duō)功(gōng)能表(biǎo)數(shù)量為m，三相表數(shù)量為(wéi)g，則有：若n=2，則m=2，g=2；若n>2，則(zé)m=2，g=n-2。

②對(duì)於(yú) 2.1 中提(tí)到(dào)的 4 大(dà)分項用(yòng)電，可(kě)采用(yòng)直(zhí)接(jiē)計量加間接(jiē)計量的方(fāng)式(shì)，直接計(jì)量(liáng)的分項(xiàng)有(yǒu)空調，動力(lì)和(hé)特殊用電(diàn)，即此三項(xiàng)均安(ān)裝電表，照明插座(zuò)用電(diàn)無需(xū)加(jiā)表，間接(jiē)計量(liáng)即可(kě)。

③在(zài)多個分(fēn)項中，若(ruò)其中(zhōng)某一個(gè)分(fēn)項的回路(lù)很(hěn)多，可將(jiāng)該(gāi)分(fēn)項(xiàng)作為間(jiān)接計量(liáng)，其(qí)餘直(zhí)接計(jì)量。

2.2 混合回(huí)路歸屬原則

當出現(xiàn)包含(hán)兩項或(huò)兩項以上用電設備的回路，其歸屬性質應根據(jù)運行(háng)時(shí)間和(hé)設(shè)備額定(dìng)功(gōng)率(shuài)確定，主(zhǔ)歸屬性(xìng)質應為全年運行(háng)的(dí)設(shè)備。假(jiǎ)如設備運(yùn)行時間一樣，按照額定(dìng)功(gōng)率的大小區分設備性(xìng)質(zhì)，若設備間(jiān)歇運行，則比較計算功(gōng)率(shuài)。

3 用(yòng)電(diàn)分項計(jì)量方法(fǎ)

3.1 計量裝(zhuāng)置

高(gāo)校用電(diàn)計(jì)量裝(zhuāng)置(zhì)應滿足以(yǐ)下(xià)幾點要求(qiú)：首先，電能(néng)表(biǎo)的正(zhèng)確度等級應不(bù)低於(yú)1.0級，並支持數據(jù)遠傳；其(qí)次，采用標(biāo)準(zhǔn)串(chuàn)行電氣(qì)接口；再次，可以(yǐ)監(jiān)測有功(gōng)功(gōng)率或(huò)電流；*後，配(pèi)用電流(liú)互感器的精度(dù)等級應(yīng)不(bù)低(dī)於0.5級(jí)。

3.2 數據(jù)采集器

數據(jù)采(cǎi)集器(qì)是(shì)能夠(gòu)對各類(lèi)用能計量(liáng)表具進行(háng)實(shí)時(shí)數據(jù)采(cǎi)集(jí)，並能與本(běn)地係統(tǒng)主機(jī)（或遠(yuǎn)程(chéng)數(shù)據中(zhōng)心(xīn)）自動交換數據的自動化(huà)設(shè)備(bèi)。其功率(shuài)應(yīng)不(bù)小(xiǎo)於(yú)10W，平(píng)均時間(jiān)應(yīng)不(bù)小於(yú)3×104 h，應(yīng)使用(yòng)低(dī)功耗(hào)嵌入式係統(tǒng)，並符合(hé)相(xiāng)關電(diàn)磁兼容(róng)性(xìng)能指標，具(jù)有數據(jù)采集(jí)，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據存儲及數(shù)據遠(yuǎn)傳功(gōng)能(néng)。

3.3 *優(yōu)化(huà)能(néng)耗(hào)拆(chāi)分算法

選(xuǎn)擇合(hé)理(lǐ)的計(jì)量(liáng)裝置和數(shù)據采集器是(shì)高校用電(diàn)能耗分項(xiàng)計(jì)量(liáng)應(yīng)用中的基(jī)礎。建築(zhù)能(néng)耗(hào)監測(cè)的重點(diǎn)和難(nán)點是拆(chāi)分(fēn)混合(hé)支路中的不(bù)同(tóng)類(lèi)型用(yòng)電(diàn)設備(bèi)。一(yī)般(bān)有直(zhí)接(jiē)計量和間(jiān)接計量兩(liǎng)種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)。直接(jiē)計(jì)量方法就是多(duō)裝計量表(biǎo)，但(dàn)實際工程中不(bù)可(kě)能(néng)將(jiāng)所有類型的用電設(shè)備(bèi)都裝(zhuāng)上電表，這(zhè)樣(yàng)做(zuò)不(bù)僅(jǐn)浪(làng)費(fèi)資源(yuán)，也會(huì)大(dà)大提(tí)高(gāo)施工難(nán)度(dù)。間(jiān)接計(jì)量方法是利用(yòng)能耗拆(chāi)分技術將(jiāng)能(néng)耗拆分(fēn)計算(suàn)，節(jié)省(shěng)電(diàn)表資(zī)源的(dí)同(tóng)時(shí)，分項(xiàng)能耗(hào)數據值也能較(jiào)準(zhǔn)確。

論文主要(yào)研(yán)究*優(yōu)化能耗拆分算(suàn)法以及對應(yīng)的誤差分析。

3.4 基於*優化能(néng)耗拆分(fēn)算法(fǎ)的能(néng)耗拆(chāi)分

*優(yōu)化(huà)拆分算法的(dí)求解(jiě)思(sī)路(lù)如(rú)下(xià)：

轉化為(wéi)數學用語：

已知，Y 為支路末端電(diàn)能(néng)耗(hào)，xi 為第(dì)i個末(mò)端(duān)電(diàn)耗(hào)預(yù)估計值，si為(wéi)預(yù)估計(jì)不確定度 ，據 Y，xi，si值復(fù)估(gū)計每個末(mò)端電能耗(hào)，得(dé)到的(dí)復估計不確定度值(zhí)為(wéi)ui 。

定義xi到(dào)xi的修(xiū)正因(yīn)數（xi =εi xi ）為εi，

即能耗拆(chāi)分問題(tí)轉化為優化(huà)問(wèn)題(tí)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為(wéi)：

能耗拆分(fēn)結果(guǒ)由(yóu)以下(xià) 2 部分構(gòu)成：

優化拆分算法與(yǔ)其(qí)他(tā)算法(fǎ)相比，優(yōu)點在(zài)於(yú)：

①物理意義強(qiáng)，各末端(duān)能(néng)耗的(dí)預(yù)測(cè)值通(tōng)過現有知識和數據庫就能得(dé)到；

②保(bǎo)證(zhèng)支(zhī)路能耗等(děng)於各(gè)末(mò)端能耗(hào)之(zhī)和；

③由(yóu)公(gōng)式2，3可(kě)知，能耗拆(chāi)分結(jié)果(guǒ)公式簡(jiǎn)單(dān)，便於(yú)快(kuài)速大量(liáng)計算。

4 高(gāo)校(xiào)綜(zōng)合(hé)能效解決方(fāng)案

4.1校園電(diàn)力(lì)監控與(yǔ)運維

集(jí)成(chéng)設(shè)備(bèi)所(suǒ)有數(shù)據，綜合分析，協(xié)同控製(zhì)，優(yōu)化運行，集(jí)中調控(kòng)，集中監控，數(shù)字(zì)化巡檢(jiǎn)，移(yí)動(dòng)運(yùn)維， 班(bān)組重新優化整(zhěng)合(hé)，減(jiǎn)少人力配(pèi)置(zhì)。

4.2後勤計(jì)費管理

采用(yòng)先進的網(wǎng)絡(luò)抄(chāo)表(biǎo)付費管理技(jì)術，實現電，水，氣(qì)等能源綜合(hé)計(jì)費，實(shí)現遠(yuǎn)程(chéng)抄表，費率(shuài)設置， 賬(zhàng)單統計匯(huì)總(zǒng)等，支持微信(xìn)，支付(fù)寶，一(yī)卡通等充(chōng)值(zhí)支(zhī)付方式(shì)，可(kě)設(shè)置補貼方案。通(tōng)過能(néng)源付(fù)費管理(lǐ)方(fāng)式(shì)，培養(yǎng)用能群(qún)體和部(bù)門的節(jié)能意識。

4.2.1宿舍用(yòng)電(diàn)管理

針對(duì)學生(shēng)宿(sù)舍用(yòng)電(diàn)進行管(guǎn)理控製(zhì)：可(kě)批量下發(fā)基(jī)礎用電額度和定時通(tōng)斷功(gōng)能；可(kě)進(jìn)行(háng)惡(è)性(xìng)負(fù)載(zǎi)識(shí)別(bié)，檢測違(wéi)規電(diàn)氣，並(bìng)可獲取(qǔ)違規用電跳閘(zhá)記錄。

4.2.2商(shāng)鋪(pū)水電收費(fèi)

針對校園超(chāo)市(shì)，商鋪，食(shí)堂及其(qí)他針(zhēn)對(duì)個體的(dí)水電(diàn)用能進行(háng)預(yù)付(fù)費管理

4.2.3充電(diàn)樁管(guǎn)理平(píng)台(tái)

充電樁在(zài)“源，網，荷，儲(chǔ)，充"信息能源結構中是(shì)必*。充(chōng)電樁應用管理(lǐ)同樣(yàng)是(shì)校園生活服(fú)務中必*一(yī)部分。

4.2.4智能照(zhào)明(míng)管理

通過對高(gāo)校路燈的全(quán)局監測，提供對(duì)路燈靈(líng)活(huó)智能的(dí)管理，實現(xiàn)校(xiào)園內任一綫路，任(rèn)一(yī)個路燈的定時(shí) 開關(guān)，強(qiáng)製(zhì)開關，亮度調(tiáo)節，以(yǐ)及(jí)定時(shí)控製方案靈活設置，確保(bǎo)路燈(dēng)照明的(dí)智(zhì)能控(kòng)製和高效(xiào)節(jié)能。

4.3能源管理(lǐ)係統

針對校(xiào)園水(shuǐ)，電，氣等(děng)各類(lèi)接入(rù)能源進(jìn)行(háng)統計(jì)分(fēn)析，包含(hán)同比(bǐ)分析，環(huán)比分(fēn)分(fēn)析，損(sǔn)耗(hào)分(fēn)析(xī)等。了(liǎo)解(jiě)用能總量和(hé)能源(yuán)流(liú)向。

按校園建築的(dí)分類(lèi)進(jìn)行(háng)采集(jí)和統(tǒng)計的各(gè)類建(jiàn)築(zhù)耗電數(shù)據。如辦公(gōng)類建(jiàn)築耗電，教學類(lèi)建(jiàn)築(zhù)耗電(diàn)，學生宿(sù)舍耗電等，對數據(jù)分門別(bié)類(lèi)的分析，提供領導決策，提高(gāo)管(guǎn)理(lǐ)效能(néng)。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監管內容(róng)及(jí)要求的數據庫，能(néng)自動(dòng)完成(chéng)能耗(hào)數據的采集工作(zuò)，自(zì)動(dòng)生(shēng)成各種形(xíng)式(shì)的報表(biǎo)，圖表以(yǐ)及係統性的能(néng)耗(hào)審(shěn)計報告，能夠(gòu)監測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀(zhuàng)態，設(shè)置控製(zhì)策略，達到節能目的。

4.4智慧消防係統

智慧消防雲(yún)平(píng)台基於物聯(lián)網，大數(shù)據(jù)，雲計算(suàn)等(děng)現(xiàn)代(dài)信息技術，將分(fēn)散(sàn)的火災自動報(bào)警設備，電氣火災監(jiān)控設備(bèi)，智慧(huì)煙(yān)感探測(cè)器，智慧消(xiāo)防(fáng)用(yòng)水等設備連接形(xíng)成(chéng)網絡(luò)，並對這些(xiē)設備(bèi)的狀態進行智能化感知，識(shí)別，定(dìng)位(wèi)，實(shí)時動(dòng)態采集消(xiāo)防信息，通過雲平台進(jìn)行(háng)數據分(fēn)析，挖掘和趨勢分析，幫(bāng)助(zhù)實現(xiàn)科學預(yù)警火災，網格化(huà)管理，落(là)實(shí)多元(yuán)責任(rèn)監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現了無人化(huà)值守(shǒu)智慧消防，實現智慧消(xiāo)防(fáng)“自(zì)動化(huà)"，“智能化"，“係(xì)統化(huà)"需求。從火(huǒ)災(zāi)預(yù)防，到火(huǒ)情報(bào)警，再到控製(zhì)聯(lián)動(dòng)，在統一的係(xì)統大(dà)平台內運行，用(yòng)戶，安保人員(yuán)，監管(guǎn)單位都(dū)能(néng)夠(gòu)通過平台(tái)直(zhí)觀(guān)地(dì)看到每一(yī)棟(dòng)建築(zhù)物(wù)中各類消(xiāo)防設(shè)備(bèi)和(hé)傳感器(qì)的(dí)運行狀況，並能夠(gòu)在(zài)出(chū)現細節隱患(huàn)，發生火情(qíng)等緊急和(hé)非緊(jǐn)急情況(kuàng)下，在(zài)幾秒時(shí)間(jiān)內，相關報(bào)警(jǐng)和事件(jiàn)信息通過手機短信，語音(yīn)電話(huà)，郵件(jiàn)提(tí)醒(xǐng)和APP推(tuī)送等(děng)手段(duàn)，就迅(xùn)速(sù)能夠(gòu)迅速(sù)通知到達相(xiāng)關(guān)人員(yuán)。

5.平台部(bù)署(shǔ)硬件選型

5.1電力監(jiān)控與(yǔ)運維(wéi)平台

5.2後勤(qín)計(jì)費管理

5.2.1宿舍/商(shāng)業預付(fù)費平台

5.2.2充電(diàn)樁管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)

5.2.3智能照明管理

5.3能源(yuán)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)

5.4智(zhì)慧(huì)消防係統

5.4.1電(diàn)氣火災(zāi)監控(kòng)係(xì)統(tǒng)

5.4.2消(xiāo)防設(shè)備電(diàn)源監(jiān)控係統

5.4.3防火門監控(kòng)係統

5.4.4消防(fáng)應(yīng)急照明(míng)和疏(shū)散指示係(xì)統

6 結束語

本文研究了高校用(yòng)電的(dí)能(néng)耗(hào)分(fēn)項(xiàng)計量(liáng)方法，首先(xiān)對高校能耗分類，分項(xiàng)計量(liáng)模型進(jìn)行了分析(xī)；其次，分析(xī)了(liǎo)用電分(fēn)項計量(liáng)設計原則(zé)，提出(chū)因(yīn)地(dì)製宜地采用直(zhí)接計(jì)量(liáng)和間(jiān)接(jiē)計(jì)量(liáng)，間(jiān)接計(jì)量(liáng)優(yōu)先的觀(guān)點；分析(xī)了用(yòng)電分項計量方法，利(lì)用*優(yōu)化(huà)能(néng)耗拆分算(suàn)法進(jìn)行能耗(hào)拆分，得到(dào)*優化(huà)拆分(fēn)算法下的能(néng)耗(hào)拆(chāi)分數(shù)學(xué)模型，該(gāi)模型不僅(jǐn)能實現快速(sù)大量(liáng)計算(suàn)，

且物理(lǐ)意義強，為高(gāo)校能(néng)耗的間接計(jì)量提(tí)供(gōng)了方法。

【參考(kǎo)文獻(xiàn)】

【1】 楊(yáng)建華，董慧芳(fāng)，楊(yáng)勝(shèng)安(ān).公(gōng)共建築(zhù)用(yòng)電能耗(hào)分項(xiàng)計(jì)量方法(fǎ)研究(jiū)[J].建築節能 , 2020, 03(111-115).

【2】 DBJ/T14-071-2010.高校(xiào)節(jié)能監測(cè)係(xì)統(tǒng)技(jì)術(shù)規(guī)範[S].

【3】 高(gāo)校(xiào)綜合能效(xiào)解決方(fāng)案(àn)2022.5版.

【4】 企(qǐ)業微(wēi)電網(wǎng)設計與應(yīng)用(yòng)手冊2022.05版(bǎn).