基于输电线路勘测的高校节能监管平台建设探讨

许 芹 傅家栋 林建坤 华东师范大学



基于输电线路勘测的高校节能监管平台建设探讨

许 芹 傅家栋 林建坤 华东师范大学

摘要：本文以某高校为例，分析了一般高校电力线路现状、问题及电力系统线路勘测模式，并提出高校节能监管平台项目全生命周期管理模式，为其他高校平台建设提供参考。

关键词：高校；节能监管平台；电力系统勘测；项目全生命周期

自2008年住建部、教育部、财政部联合启动节约型校园示范建设以来，高校校园节能监管体系建设成了重要抓手［1-3］。节能监管平台是节能监管体系的重要载体和支撑，其中电能计量和监管是平台建设的重要部分。住房和城乡建设部会同教育部发布的《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》《高等学校校园建筑节能监管系统运行管理技术导则》对电力系统中高低压线路走向，电能分类、分项计量等都有明确规定。本文从高校能源网络规划［4-5］特别是电力系统规划角度出发，针对目前高校节能监管平台建设中电能计量分项不准确、逻辑关系不清楚等问题，通过华东师范大学和上海大学的电力系统电力线路勘测工程实践，对高校节能监管平台建设进行探讨。

1　高校电力系统线路现状及问题

随着高校教育事业的不断发展，高校电能需求也不断提高，高校电力工程的规模、投入越来越大，这对电力系统的管理和节能监管平台建设带来了挑战。为保障学校教学、科研和学生学习、生活的动力供应，校园电力系统的规划、建设和监管是重要的基础。通过对上海多所高校电力系统建设、运维和管理的现状调研，目前上海高校电力系统线路现状主要有以下特点。

1.1电力系统档案欠缺

高校电力系统图纸档案的实时性、完整性和准确性都较为欠缺。虽然学校基础建设都有原始的设计图纸档案，但由于上世纪末高校基建或后勤管理部门建制、人员变动频繁，近年又因并校、校区整合、学科整合、实验室升级、既有建筑改扩建、改善办学条件等发展需要，对校园电力系统进行增容、扩容，导致部分高校电力系统变动较大，变动部分的档案图纸更新不及时、不完整；高压侧和低压侧电力系统因分期建设，图纸档案衔接不准确等多方面原因导致部分高校现有的图纸档案不能满足建筑节能监管平台建设和电力系统运行管理的需求。

1.2电力线路变动较大

高校教学、科研的不断发展必然带来电能需求的刚性增长和电力系统的复杂变化。部分既有建筑大多建设年代久远，改扩建后的用电容量远远大于既有建筑的初始设计。如果由于这些建筑原有的区域供电系统没有预留足够供电容量，改扩建时便需从其他区域增加供电线路。此外，部分既有建筑的用户电力需求发生变化，需对建筑内部或外部电力系统进行电力扩容或线路改造。这些宏观或微观上的变化导致电线路的不断变化，线路走向复杂，勘测难度大。

1.3低压侧用电管理较弱

高校对于电力系统管理都十分重视，高压侧均有专门人员进行管理，但低压侧管理较为薄弱，主要依靠各楼宇物业服务单位。物业对客户端用电的管理水平直接决定了学校各楼宇的用电管理现状。部分高校物业服务部门由于没配备专业技术人员或因人员变动频繁导致楼宇内电力线路难以及时记录和有序归档，造成学校低压侧用电管理水平低的状况出现。

2　电力系统勘测问题研究

本文基于根据高校节能监管平台建设过程中对电力系统的管理需求，对华东师范大学、上海大学等上海高校的工程实践进行了研究和探索。

本文探讨的模式有别于大型的电力工程勘测，主要采用“3S”技术结合方法，即RS、GPS、GIS。学校虽然也有部分高压线路，但管理的难点和重点主要是楼宇内低压线路，该部分分支线路多，线路走向复杂，是整体电力线路勘测的难点。

2.1电力系统勘测模式

本文提出的电力线路勘测是采取“自上而下”的思路，最终构建的电力线路模式是：“35 kV总降站” 到 “10 kV变电所”到 “0.4 kV配电所”到 “楼层配电间”再到 “房间”的逐层勘察模式。

该模式采取从高压到低压的勘测方向有助于理清学校电力线路走向，从总干线到分支线路再到分项配电回路，逐层理顺学校电力线路走向，避免漏相、错相。基于这种思路的线路勘察绘制的电力拓扑图，电力逻辑结构一目了然，为学校节能监管平台中电耗分项计量和学校后期的管理提供了有力支持。

2.2电力系统勘测策略

本文探索的电力线路勘测主要从两个方面进行：一是高压电力线路的勘测，属于校区内建筑外的电力线路，二是低压电力线路的勘测，属于学校建筑内的电力线路梳理。最终完整绘制学校从高压侧到低压侧的电力系统图。

2.2.1高压电力系统勘测

学校高压电力线路的勘测类似于大型的室外工程电力线路勘测，一般为10 kV高压线路。该部分由于电缆数量少，又是在校区内地下管道，因而该部分的工作重点主要在于梳理学校高压电缆线在校区内的实际走向。主要包含以下几个方面：

（1）对从总降站到各变电站的进线和馈线回路进行勘测，包含了电缆线路数量、规格、埋深等内容。

（2）构建高压电缆线路的走向图，在学校平面图上构建电缆线路实际走向图，包含电缆线路拐角，走向、埋深、基准坐标等，形成纸质及电子档资料。

（3）建立地理信息图、电力拓扑导航图，明确电力线路走向并在GIS地理信息图上展示，方便后期管理与运维。

2.2.2低压电力系统勘测

低压电力系统勘测是整个电力系统勘测的难点，又是分项计量的重要基础。本文采用仪器发送极小的电磁场调制电流进行侦测的方式，弥补了停电测试和人工经验等传统勘测方式的不足，具有效率高、准确率高，对用户影响小等优点。

低压电力系统勘测的目标是理清各分开关控制范围（照明、空调、动力等）和各分开关的控制终端及终端的物理位置，将每一路分支线路的走向一一对应。勘测的重点一是对建筑各楼层的电源进线方式、供电终端、线路分布细节、配电箱分布细节、各配电箱供电回路的具体负荷及走向进行勘察服务；二是准确表述线路控制范围，终端物理位置、各路供电开关及线路规格等参数；三是准确对校区单体建筑内配电线路绘制分项计量示意图，并对分项计量点加以标注说明，准确描述校区电力计量设备和计量用互感器在系统中的配置情况。

低压电力系统勘测的难度是回路多、走向复杂，需进行逐一勘测和验证，并需进楼层、进户的管理、协调。

2.3电力系统拓扑图构建

电力系统高压侧和低压侧的勘察测绘后可构建符合实际的电力系统拓扑图。该项对校园电力系统基础数据的整理工作有助于校园电力系统的管理和问题诊断，有助于节能监管平台建设的逻辑关系表达，有助于电力系统升级、增容、扩建时优化配置，有助于将传统的管理模式升级为信息化的管理模式。将电力系统勘测纳入节能监管平台建设环节，作为节能监管平台建设基础工作，将有助于提升校园电力系统管理的信息化水平［6-7］。

2.3.1数据实时化

以电力系统勘测资料为基础，将构建的电力系统拓扑图、逻辑结构图、变压器配置和供配电线路等详细信息纳入节能监管平台的电能计量系统，做到数据实时化管理。学校应有专职部门和专职人员对校园电力系统进行统一管理，负责在日常工作中对涉及电力工程的新建、大修和零修项目进行监管，对电力系统变动数据进行及时更新和管理。将校园电力系统基础数据纳入节能监管平台的基础数据，有助于提升校园电能消费数据的分级汇总和平衡分析，有助于合理增容，挖掘节能空间等。

2.3.2信息电子化

电力系统勘测是把校园高低压电力系统作为一个整体进行勘察测绘，基于校园地形图标注高压电缆走向和埋深，日后可结合GIS地理信息等技术进行地下管线三维管理，有助于电力系统的立体管理，不仅在地下管线的展示层面上表述更为直观，也提高了管理的友好性，符合未来可视化和网格化管理趋势。

2.3.3管理创新化

随着高校节能监管平台建设的推进，校园能源管理工作已从笼统、滞后、以经验为主的人工管理模式转向精细、实时、以指标责任制为主的信息化管理模式。随着以物联网、大数据、移动应用、社交网络等技术的日益成熟，信息化再造高校能源管理已逐渐显现。通过节能监管平台的全面覆盖和数据挖掘，将不断提升高校的能源管理水平和决策支持能力，提升能源管理工作效率和节能效果，进而提高学校的能源资源使用效率和配置合理性，从整体上推进高校能源管理创新升级。

3　节能监管平台建设转型

结合各高校节能监管平台建设情况，节能监管平台的建设应从以往只注重中期管理转向系统化全生命周期的管理，如图1所示，从“项目立项期”的监管目标设置、电力系统勘测、平台建设规划到施工设计，到“项目启动期”的建设资金申请、专家论证、项目招投标和合同洽谈，再到“项目实施期”的施工准备、设备性能测试、设备安装调试和过程监理和监管，最后到“项目完成期”的系统试运行、项目验收、项目决算和审计。

3.1系统化管理

节能是一项系统工程。节能监管平台应从以往只注重建设，转向系统化建设和管理并重。应从只关注平台本身转向与平台相关的能源网络和设施设备管理、节能项目管理、师生用能行为管理等整个能源供应和使用的全系统管理。如加强对地下电力管线、给水管网的档案管理，加强电梯、空调、水泵等运行管理，加强高压配变电系统、太阳能热水系统、路灯系统等管理，加强师生合理用能宣传教育等。

图1　高校节能监管平台建设流程图

3.2按计量逻辑关系配置

节能监管平台建设各计量点的物理关系较为清晰，但对于逻辑关系的梳理较为混乱，其主要原因是前期未完成管网线路勘测、规划，导致后期建设时候无法清晰表述逻辑关系。节能监管平台建设在计量系统物理关系明确情况下，应按从“总降站”到“分变电站”到“各建筑楼宇”到“楼层”再到“房间”的分级计量的逻辑关系配置电表树状图，有助于充分利用平台数据开展校园整体和区域用水平衡分析［8］和用电负荷分析等。

3.3强化运维和数据管理

节能监管平台建成后，后期的运维管理应安排专项资金、专人、专门场地进行运行维护和数据管理。应以平台为数据支撑对节能监管体系从技术、制度等各方面进行完善。尤其是要加强平台建成后的数据应用，如能耗统计分析、能效评估和公示、节能空间挖掘、技术改造节能量测算、指标化管理方案制定等，充分挖掘平台的各项数据，为学校能源管理和决策提供数据支持［9］。

4　结语

节能监管平台是高校创建“资源节约型、环境友好型”校园的有力保障，电能在高校能源消耗结构中占比最大，电能计量监管是节能监管平台建设重点。本文基于上海高校的电力系统勘测实践，和电力系统拓扑图、逻辑结构图、供配电线路走向等方面梳理，结合节能监管平台建设和运行维护、数据管理的经验，提出高校节能监管平台建设的全项目生命周期管理和平台运维系统化管理的建设思路，提出加强平台数据挖掘为高校能源管理和决策提供数据支持等愿景，为其他高校节能监管平台建设提供参考。

参考文献

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［9］ 陈永攀.建筑运行能耗监测与节能诊断的开发［J］ .建筑科学，2009，25（2）：29-34.

Discussion on Colleges and Universities Energy Conservation Supervision Platform Construction Based on Survey for Power Transmission Lines

Xu Qin，Fu Jiadong，Lin Jiankun East China Normal University

Abstract：The article is based on some colleges and universities as example，which analyzes current situation，confronting problems of power lines in common colleges and universities and survey mode of electric power system lines.It puts forward energy conservation supervision platform life cycle management mode in colleges and universities，which gives reference to platform construction in other colleges and universities.

Key words：Colleges and Universities，Energy Conservation Supervision Platform，Electric Power System Survey，Project Life Cycle

DOI：10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.04.003