建筑节能监管平台在南京大学的应用

岳 明

（江苏联宏智慧能源股份有限公司，南京 210046）

建筑节能监管平台在南京大学的应用

岳 明

（江苏联宏智慧能源股份有限公司，南京 210046）

介绍了建筑节能监管平台在南京大学中的应用背景与概况，以及节能监管平台的结构。节能监管平台的项目实施与稳定运行，为高校能源管理提供有力的工具和保障，实现良好的经济效益和社会效益。

节能监管平台；能源管理；节约型校园

1 项目背景与概况

南京大学鼓楼校区建筑总面积113万m2。各类建筑共计145幢，其中1万m2以上建筑23幢。校区主要能源为水、电、气。校区现有10 kV开闭所3座，10 kV变电所16座，10 kV箱变2个，2路市政供气管网和28路市政供水管网。校区现有学生及职工人数约25 000人。目前已经在鼓楼校区建设了节能监管平台。根据南京大学的能源管理需求，目前已经在鼓楼校区建设了节能监管平台，主要包括校园内电、水、气的分类计量、各建筑用电的分项计量以及宿舍用电集抄。

2 节能监管平台结构

南京大学节能监管平台的建设，充分考虑校园智慧能源管理的发展需求，符合物联网3层架构，3个层次，分别为：包括智能仪表、现场控制器在内的现场设备层；包括智能设备联网的现场控制网络和主干通信网构成的通信网络层；面向校园能源管理需求的系统应用层，包括流程化监控界面、实时监测和控制功能，以及能源统计、分析、预测、调度等功能。图1为节能监管平台系统结构图。

图1 节能监管平台系统结构图

3 关键技术措施与项目实施

（1）先进的LonWorks现场控制网络技术

节能监管平台的建设需从现场数据采集、现场控制网络、数据传输等方面关键技术综合考虑，以满足节能监管平台的建设需求。从能源管理的实时计量、监测和自动化节能控制的需求出发，选择LonWorks现场控制网络作为南京大学节能监管平台的现场控制网络，其特点在于：

LonWorks控制网络是全球通用控制网络技术，以先进的技术体系成为国际标准，并成为国家标准。

具备分布式高速实时的特点，传输速率78Kbps。

LonWorks控制网络技术得到霍尼韦尔、江森、施耐德、ABB等国际厂商支持，在建筑智能化、工业、交通、智能电网领域得到广泛应用。

一对双绞线上可挂接多个不同的智能节能设备，可实现智能表计、智能终端直接联网，便于构建基于局域网或Internet的远程电能监管平台，节省安装费用。

集能源实时在线计量、能源质量监测、能源自动化控制于一体，实现系统化能源管理的目的。

（2）项目实施

南京大学校园内各变电所之间有电缆沟相连，变电所和大楼之间都有管线沟通，光缆敷设方便。考虑到数据的稳定和可靠，主干通信网络采用能源系统专用的光纤环网。整个节能监管平台分为18个子网，通过光纤交换机相连组成一个光纤环网，对全校的能源实现监控和管理。

电能表安装：如图2所示，在变电所低压配电柜及楼层配电箱上嵌入式安装多功能电力监控终端；在学生宿舍集中安装单相预付费电能表。图3为楼层表计安装。

水表和气表安装：在原自来水公司及煤气公司表计后安装智能水表、智能气表。图4为水表安装，图5为气表安装。

图2 变电所表计安装

图3 楼层表计安装

图4 水表安装

图5 气表安装

4 实施效果

（1）能源分类分项与分户在线计量

依据《高校建筑节能监管系统建设技术导则》，实时监测所有10 kV变电所低压总进线、28路进水管、2路煤气管，获得校区总用电量、用水量和用气量；实时监测所有10 kV变电所低压出线回路、23幢楼的低压总进线、大楼分项用电回路，获得所有大楼的总用电量，分项用电量；实时监测每幢大楼每个楼层的低压总进线，获得每个楼层（部门）的总用电量，以及学生宿舍用电量；实时监测每幢楼的进水管及每个食堂的进水管，获得每幢大楼用水量及食堂用水量；实时监测每个食堂的进气管，获得每个食堂的用气量。图6为分户分类用能情况。

图6 分户分类用能情况

图7 为分类分项用能情况。

图7 分类分项用能情况图

（2）能源质量监测

以实时监测的有功功率、电量、功率因数等实时数据为依据，进行变压器负荷率分析、配电网各级负荷、线损分析和三相电流平衡分析，有效防止偷电、漏电、过载等情况的发生，并且有针对性的对配电系统进行优化。图8为变电回路监测。

图8 变电回路监测

（3）能源自动化节能控制

电开水炉节能控制

对学校开水炉实现定时控制，从而避免能源浪费及“千滚水”危害。节能控制前后对比效果如图9所示，实施控制后节能率达50%以上。

图9 开水炉节能前后对比图

多联机空调节能控制

通过监控中心计算机对图书馆内各组多联机集中空调系统进行监控管理，通过能源监管平台的网络化控制，实现联网集中监控各项功能：分温、分区、定时、定温控制；工作时间、非工作时间控制；非空调使用季节自动断电控制；末端用能定额计量统计。图10为多联机空调接线示意图。

图10 多联机空调接线示意图

单体空调节能控制

采用在供电回路上安装智能插座来对分体空调进行远程计量、控制。不仅可对各种电力参数进行实时测量，还可以实时测量房间温度，做到分温、分区、分时控制单体空调。同时在空调季节非工作时段、非空调季节进行切断控制，大幅减少待机能耗。图11为单体空调控制图。

图11 单体空调控制图

教室照明系统节能控制

采用照明智能控制终端主动检测室内人员活动、环境光强度等，智能开启、关闭光源；可通过远程管理，定时、定量控制室内光源；能够有效改变长明灯等浪费现象，节约电能。增加教务课程表控制功能，依据课程表控制教室内照明。图12为教室照明智能控制图。

图12 教室照明智能控制图

路灯节能控制

通过经纬度设置，根据对应的日落日出时间，自动开关灯，这样既节约了电能，也使得管理更加人性化。图13为路灯控制图。

图13 路灯控制图

（4）能源系统与用能设备的安全监控与管理

环境监控

开闭所或水泵站烟感与视频联动，烟感响应后，视频自动对准报警部位，并远程弹窗报警。图14为开闭所环境监控图，图15为水泵站环境监控图。

图14 开闭所环境监控图

图15 水泵站环境监控图

分户用电监控

对学生宿舍、校内各部门及商户的用电情况进行实时监控，从而可以解决管理恶性负载、超负荷自动断电、欠费断电等一系列问题，实现预付费管理。图16为学生用电总量远程监控图。

图16 学生用电总量远程监控图

可以查看每个宿舍的电压、电流、功率、电量等电力参数，从而对宿舍用电进行实时的管理。可以设置功率上限值，实现超负荷跳闸、过流跳闸等。还可查看表计剩余电量，系统根据剩余电量通知用户缴费，提高宿舍的用电管理水平。

5 效益分析

（1）根据南京大学能源管理系统中能耗数据较为完整的2011年学校总用电情况报表，其年度总用电量超过了4 880万kWh。

通过配电网络的优化，有效调节低压总进线的电压，合理分配各低压出线回路各相的电流，实时监测功率因数并及时进行无功补偿，在有效提高电能质量的前提下实现1%至2%的系统节能率。2011年度总用电量4 880万kWh，系统节电率为1.5%，则年度节电量可达到4 880万kWh×1.5%=73.2万kWh。

（2）公共区域照明能耗浪费较大，常规插座用能设备的待机能耗也较大。2011年全校照明插座能耗达472万kWh。根据室内照明控制策略，系统通过室内光照度监测和作息时间自动控制室内照明的开关，此环节的节能率可超过20%。每年可降低能耗472万kWh×20%=94.4万kWh。

（3）空调能耗的降低。通过室内外温度的实时监测，对中央空调的各环节进行系统化节能控制和自动调节，实现空调系统的分时、分区、分温控制，有效降低空调系统的能耗。根据学校空调系统目前的运行状况，结合对其他类似系统的节能控制数据总结，对南京大学的空调用能实现20%以上的节能率。

根据南京大学能源管理系统的数据分析，全校本年度日最高用电负荷出现在9月初，达到11 746 kW。而在空调用能较少的3～4月份，其每日最高负荷则不到6 500 kW。最高负荷所增加的大部分为空调负荷，达（11 746-6 500）kW=5 246 kW。常规每年有180天以上时间使用空调，每天空调工作时间16 h，则每年空调用电量为5 246kW×180天×16h/天=15 108 480 kWh。以空调系统节能控制后的节能率20%计算，每年可节约电能1 510万kWh×20%=302万kWh。

综合以上3个环节的节能潜力，以南京大学2011年能耗数据为基础：配网优化节能量：73.2万kWh/年，照明节能量：94.4万kWh/年，空调节能量：302万kWh/年，合计节能量：469.6万kWh/年。

按照2011年总电耗4 880万kWh计算，年度节能率=总节能量/总用电量×100%=469.6万kWh/4 880万kWh×100%=9.62%。

6 结束语

该项目的实施，为南京大学校园智慧能源管理提供了科学化、可视化的高效能源管理工具，一方面通过照明、空调等节能控制技术产生直接节能效益，另一方面通过与节能监管体系建设的结合，在能耗公示、能耗定额管理等方面为学校能源管理工作提供了必不可少的管理平台支撑，对推进南京大学的节约型校园建设乃至绿色大学建设有着重要的意义，也为全国高等院校以及公共建筑节能工作提供了示范意义。

国网浙江电力积极开拓电能替代浙江路径

2017年以来，国网浙江省电力公司积极开拓电能替代工作，探索出一条符合浙江特色的路径。

截至2017年7月份，国网浙江电力牵头完成的电能替代项目就达3 227个，实现替代电量58.06亿kWh，折合节约标准煤约206万t，减排二氧化碳505万t。

浙江临安是中国装饰纸之都，原先大部分企业加热方式是使用燃煤锅炉加热导热油。这样的工序存在重大安全隐患，且生产环境恶劣，燃煤锅炉排放的大量二氧化碳、二氧化硫等污染物严重污染城市空气质量。国网浙江电力助力这些装饰纸生产企业实施“煤改电”后，提高了企业生产安全系数，也改善了车间生产环境。

浙江东阳影视行业发展迅速。某拍摄基地以往采用柴油发电机发电，污染重，运行维护不方便，供电可靠性不高，能耗成本过高。国网浙江电力帮助该基地实施“以电代油”后，节能变压器直接供电，满足剧组拍摄的同时也妥善解决了上述问题。

在湖州，国网浙江电力安装的智能共享岸电装置已全部投运。船舶使用岸电，实现停泊期间零排放、零油耗、零噪声。国网浙江电力还将进一步与地方政府合作，推动港口岸电在江河湖海的全面应用。

未来，国网浙江电力按照浙江省政府提出的转变能源利用方式、实现能源清洁化发展目标，在诸多领域开展“以电代煤”“以电代油”。

摘自国家电网公司网站

Application of building energy efficiency supervision platform in Nanjing University

YUE Ming
（Jiangsu Lianhong Smart Energy Co.,Ltd.,Nanjing 210046,China）

This paper introduces the application of building energy monitoring platform in Nanjing University,through the implementation of the project and the stable operation of energy monitoring platform,providing tools and powerful protection for the energy management,to achieve good economic and social benefits.

energy-saving supervision platform;energy management；resource-conserving campus

10.3969/j.issn.1009-1831.2017.05.007

TU18

B

2017-08-10

岳明（1981），男，江苏南京人，本科，工程师，主要从事建筑节能及电力需求侧项目技术管理工作。