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    淺談大學綜合能源服務

    發布時間: 2020-06-17  點擊次數: 463次

    摘要:開展高等院校綜合能源服務是建設節約型校園的重要手段。分析高校能源管理存在的普遍問題,構建高校綜合能源服務整體解決方案,明確建設原則和建設內容,并給出資金來源與商務方案,為后續高校綜合能源服務業務實施提供借鑒。
    關鍵詞:高等院校;綜合能源服務;能源管理;解決方案
     
    0 引言
    隨著能源供需矛盾和環境污染等問題的日益嚴峻,節能減排成為我國發展的重點和難點。高等院校作為育人和科技發展的重要基地,應將可持續發展理念融入到人才培養、科學研究、社會服務及文化傳承等各方面。綜合能源服務的核心內容就是建設綠色低碳、循環發展、節能環保的新型能源供給、消費體系,保障生態、經濟和社會的可持續發展。在高校開展綜合能源服務,建設資源節約、環境友好型校園,具有良好的經濟效益、生態效益和社會推廣價值。
     
    1 高校能源管理存在的普遍問題
    全國高校目在校生人數超過 2300 萬,生均能耗、水耗分別是居民人均能耗的 4 倍和 2 倍。校內能源數據采集和監控手段不足,水、電、氣等計量數據顆粒度不夠,不能滿足能效精益化管理的需要。對耗能設備的數量、運行狀態、節能潛力缺乏統計、分析,沒有評估制度,節能效果不突出。高校部分基礎設施存在陳舊老化現象,基礎設施的運行維護成本逐年上升。重要負荷能源供應可靠性還不夠高,例如校內實驗室發生停電、停水等突發故障,會對科研產生影響,造成較大損失。高校能源消費結構還不甚合理,北方高校煤炭、燃油消耗占比較高。能源系統自動化水平普遍不高,可再生資源開發利用水平普遍偏低,雨水回收和中水處理比重較低。
     
    2 高校綜合能源服務整體方案
    2.1 建設原則 
    一是能源供給清潔化。積極推進校園可再生能源的開發及本地消納,逐步提高校園能源供給端的清潔替代及終端用能的電能占比,化校園現有的能源供給結構。二是能源管理智能化。強化大數據、云技術、物聯網、移動通信、人工智能等先進互聯網技術在校園智慧能源管理系統中的應用,提升能源系統的多級監測、能效診斷、能源化配置及設備運維等智能化水平。三是能源服務便捷化。對校園用戶進行分類識別,借助手機 APP、公眾號等技術手段,提供以電為主、多能化供應的差異化服務。
    能源消費低碳化。結合低碳化校園的建設需求,對校園高能耗建筑開展有針對性的節能改造,因地制宜地開展水、低品位熱力等資源循環或梯次利用建設。
    2.2 建設內容
    綠色校園:綠色校園旨在全壽命周期內限度地節約資源、保護環境和減少污染,為師生提供環境和諧、便捷舒適、適用高效的教學和生活環境,同時對學生具有環境教育功能。具體內容包括:可再生資源開發及運營、高效用能設備改造、電動公務車充電設施建設、雨水回收及處理系統建設、低品位熱力回收及梯次利用改造、建筑節能改造等。
    智慧校園:智慧校園旨在為廣大師生提供一個全面的智能綜合信息服務平臺,通過核心綜合能源智能管控系統平臺的建設,實現對校園能源系統運行狀況全景、實時掌握,能源消費數據的準確量測,實現空調系統、照明系統智能化控制、儲能系統及柔性用能負荷的化控制,全面提升學校綜合能源管控水平。具體內容包括:綜合能源智能管控系統、空調系統智能化改造、照明系統智能化改造、儲能設施建設及運營等。健康校園:將“健康校園”理念充分融入校園能源管理,營造健康美的育人環境,保障學生的身心健康。重點打造清潔空氣、清潔飲水、垃圾回收、能源系統設備管理四個健康工程。建立校內空氣質量監測網、布局直飲水供水設施、貫徹落實垃圾分類回收、建立能源系統設備管理機制,并通過校園信息化建設讓師生隨時獲取校內空氣質量、飲水點位置等信息。
    人文校園:人文校園建設旨在實現人文發展與校園能源管理的有機結合,充分發揮內生創新對校內資源整合的作用?;?ldquo;減量化、再使用、再生用”的原則,構建校內二手物品流轉體系;整合閑散物品,搭建校園共享平臺,實現資源高效利用;組織“節能之星”評比和節能創意大賽,發揮激勵作用,樹立節能意識,促進整體節能水平再提高。
     
    3 資金來源與商務解決方案
    綜合能源服務所涉及的能源系統相關設備設施的新建改造規模較大,實施周期較長,所需費用較多,資金來源主要有校方自有資金、上級主管部門專項撥款、第三方投資等??梢愿鶕椖烤唧w內容和收益情況,充分調動外部資源,采取適用的商業模式進行實施,包括:工程總包、勞務服務、合同能源管理、BOT(建設 - 運營 - 移交)、第三方投資、融資租賃等。
     
    4 安科瑞能耗分析系統
    4.1系統架構介紹
    安科瑞能耗云平臺在變電所或配電室等現場安裝多功能電力計量儀表;在各用能現場可安裝水表,氣表等各類儀表,通過網關經無線(3G/4G)或有線的方式將采集的儀表數據上傳至公司租賃的云服務器上,并將數據進行集中存儲、統一管理。具有權限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設備訪問數據、接收告警信息,方便用戶及時知曉各個點位的用能情況,及時管理各個點位用能。
     
    圖 1 能耗云平臺架構示意圖
    4.2 系統功能介紹
     
    圖2 能耗云平臺用能統計示意圖
     
    4.2.1支路用能
    系統可以統計各支路某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統可查看各支路用能趨勢,可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢,并可以將支路用能顯示合計,以圖表形式顯示。
    4.2.2分項能耗統計
    系統可以按照分項進行能耗統計與顯示。其中,日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當日與昨日能耗柱狀圖;用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比;堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢;分項用能圖顯示被選中分項對應能耗值*位的支路。
    4.2.3分項用能報表
    系統可以統計各分項某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能??刹榭捶猪椫懈髦酚媚苴厔?,可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢,統計數據可導出至Excel。
    4.2.4能耗的同比環比分析
    系統可將各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環比分析,檢驗節能效果,根據分析結果執行節能績效考核,以及節能目標的修正。統計各支路當年每月用能及去年同期用能。
    4.2.5用能數據檢查
    系統可以統計某段時間內各回路與下級支路的用能差值,超過一定百分比后醒目顯示,確保計量體系的完整性、準確性。
    4.3系統設備選型

    應用場合型號功能
    照明箱DTSD1352三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,分相正向有功電能統計,總正反向有功電能統計,總正反向無功電能統計;紅外通訊;電流規格:經互感器接入3*1(6)A,直接接入3*10(80)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級
    動力柜ACR220ELLCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、S、PF、F);四象限電能計量RS485/Modbus可選復費率電能統計、需量統計;4DI+2DO
    配電箱ARCM300T-Z三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz)單回路剩余電流監測,4路溫度監測,1路繼電器輸出,4路開關量輸入,時間記錄,內置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊,可選用2G/4G/NB通訊方式
    給水管道水表計量流經給管道用水的體積總量,適用于單向流水,采集電子直讀技術,通過RS485總線直接輸出表盤數據

    表1 能耗分析系統設備選型示意圖
    5 結束語
    教育資源是社會資源的重要組成部分,高校開展綜合能源服務,對于節約型校園建設、社會可持續發展、綜合能源服務業務開展都具有重要的意義。本文分析了高校能源管理存在的普遍問題和高校綜合能源服務建設原則、建設內容,并給出資金來源與商務解決方案,為后續高效綜合能源服務實施提供借鑒。
     
     
    【參考文獻】
    [1]郭衛宏,劉驍.綠色大學校園規劃設計.[J]建筑節能 ,2016,44(01):70-80.
    [2]唐一銘.淺析高校綜合能源服務
    [3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.[J]2019.11版

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