零碳智慧校园数字化节能监管管控平台建设方案

总体框架

学校智慧校园节能监管平台的建设，需要多方位全面的根据学校的建筑特点，使用习惯以及用能情况进行合理设计规划，对具备能耗数据采集条件的设备或系统进行对接，并对其中重点建筑进行精细化的能耗监测，根据现今空调照明系统存在的问题进行针对性的节能化改造和智能化控制。

学校智慧校园节能监管平台，通过业务集成连接能耗监管系统、供水自动化监测、变配电动环监控、智慧能源云、电动汽车充电管理、供暖优化控制、课室照明及风扇管控、分体空调优化控制、路灯节能控制、网络预付费系统等相关单元、子系统，通过多协议网关实现不同的数据接口之间的统一，并通过在线整合，在数据库中建立通用数据模型，到达节能监管平台核心分析层，通过核心分析层进行管理、分析、优化，实现学校能源监控一体化管理。 为了达到精益化综合能源管理中心“安全、高效”的能源管理要求，本项目系统应用设计一个管理中心，多级分布管理方案，管理中心对从能源供给到终端消费的能源流的全方位信息监测，通过平台分析结果对设备进行智慧控制，并进行合理调度分配，进行节能任务的安排及管理。

设计思路

节约型校园建设以校园能源监控体系建设为基础。这是一项涉及面广、时间跨度长、影响范围大的系统工程。需要确定正确的方向和明确具体的管理目标，以循序渐进的方式推进。

学校智慧校园节能监管平台的基础和核心内容，其总体建设思路以“全面统筹、逐步推进”八字方针为指导。

全面统筹：以“云”平台为核心，以“数据”为基础，以“数据分析”和“数据挖掘”为主要手段，以“角色”为服务对象，针对不同角色提供不同的系统功能和数据，建设从学校—校区—建筑—房间（或重要仪器设备、重点用能单位、重点耗能设备）的多级能管体系。同时将建筑节能监管体系建设与构建未来绿色建筑规划有机结合； 逐步推进：以学校智慧校园节能监管平台为框架，与校区能耗管理制度相结合，逐步建立和完善校区的能管制度和能管标准； 采用由上至下，由区域到建筑，由建筑到房间的实施策略，先逐步将校区下属建筑的一级能耗（建筑的总能耗）纳入到区域能管平台，然后按照顺序逐步搭建建筑能管系统，将建筑内的二级、三级能耗（层间、房间的能耗）纳入到建筑能管系统中； 充分利用现有资源，对现有的能耗数据采集设备或系统进行对接； 根据平台的数据，逐步完善不同建筑类型之间的能管数据标准，为其他建筑提供参考数据； 根据学校的性质，逐步完善能管体系的个性化订制功能，使得能管平台更贴近学院实际情况。 系统方案通过学校智慧校园节能监管平台的建设，构建“能源流+信息流+业务流”级联控制网络，通过分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充，构建能源系统产学研用共享平台，实现能源的智能化管理、能源的智能供应、能源信息的共享与成果展示、能源相关关键技术创新应用示范。具体如下图所示：

学校节能监管平台项目建设是一个系统性项目，重点关注能源的配给和综合利用，其建设内容包括综合能源管控平台（智能应用、数据资源、基础资源）、校园能源物联网（网络通信、控制与传感）和校园能源基础设施（水电供用设施）。用户主要为：学校及相关职能部门、学校教职工与学生。整个体系架构如下图所示：

智慧校园综合能源体系架构图

开放创新的综合能源管控平台：以用户为中心，满足用户用能需求，引导用户增加绿色需求，提供系统综合用能方案，实现能源供需配置的动态平衡，大幅提升能源的生产和使用效率，有效提升学校能源管理工作的行政效率和科学化水平。

该平台是整个智慧校园综合能源体系的核心部分，能够构建校园区域自治控制与中央优化决策联合的运行模式，实现能源供应消费一体化的主动参与和高效利用，以及综合能源协调及高效的控制。

共享互联的校园能源物联网：强化校园能源系统的智能感知，确保能源数据及时完整、准确可靠，实现能源流和信息流的双向流动，支撑能源供给、传输、消费的一体化协同监测与控制。校园能源物联网是智慧校园综合能源体系的信息支撑。该部分利用互联网、专用网等通信网络实现能源系统各个环节的数据传输与共享，支持能源系统的全面监控。其建设内容主要包括网络通信和控制与传感两个部分。

高效优化的校园能源基础设施：加强改善终端用能条件，满足xx学校用能需求，逐步实现能源单一管理向综合优化供能的转变，为学校“双一流”和综合改革试点建设提供坚实的基础性支撑。校园能源基础设施是节能监管平台的物理支撑。该部分通过扩容改造、终端建设等方面来完善校园用能环境，确保能源充足可靠供应，为校园能源管理的信息共享与采集提供必要的物理支撑。其建设内容主要包括用能终端改造、路灯改造等内容。

平台架构

硬件架构

学校从区域上总体可分为三大块：教学区、办公区、生活区，本项目中需计量的能源主要包括电、水、燃气、冷量、热量等，另有部分数据可从原有的若干子系统中获取。

为了满足学校能耗监管系统对能耗的在线监测计量和运行管理的需求，能耗监管系统采用分层分布、开放式结构设计，按间隔单元划分、模块化设计。主要分为系统主控层、通信管理层和现场设备层三个层次来实现系统组成结构，在确保系统运行安全性、可靠性的同时，最大化系统的可扩展性以及对各种厂家不同电、水、气、暖计量测控装置的接入能力。

系统主控层

本项目系统主控层由管理系统软件、显示大屏幕、数据采集服务器、数据库服务器、应用服务器、Web服务器、对时服务器、工作站、磁盘阵列、UPS电源等相关硬件设备组成。实现整个系统的全面能源监控、分析和管理。

系统软件采用B/S和C/S混合的架构，用户可通过Internet或是Intranet使用WEB访问和客户端访问系统，支持微软IE及以IE为内核的浏览器的访问，支持Windows、Android、iOS操作系统，各平台提供相应的功能界面，满足不同用户的需求。系统软件采用组态化的方式，支持C++、JAVA等语言编程，经过功能模块的组态即可满足能源管理的需求，后续用户也可通过组态功能进行定制功能二次开发。系统软件支持Oracle、DB2、SQL Server等主流关系型数据库，支持ODBC标准数据库和OPC/DDE等多种外部通信接口，可实现与外部其他相关专业应用系统的互联互通。

通信管理层

本项目通信管理层主要由智能网关、工控机、路由器、现场计量仪表数据通过智能网关进行采集，BA系统、智能照明系统以及SCADA系统的数据通过工控机进行转发，智能网关和工控机中的数据经由网络传输至系统接口服务器。

现场设备层

本项目现场设备层主要由分布在各配电室、高压室、供水系统、天然气系统、供暖系统以及建筑内用能单元的智能电表、智能水表、智能燃气表、智能能量表和控制器等设备组成，实现学校内能耗数据的采集、监测、通讯和远程传输。

软件架构

数据采集层

通过智能电表、水表、燃气表、能量表、温湿度传感器等设备采集各种能源消耗及环境数据；通过Modbus TCP或OPC等标准接口从第三方BA系统、电力监控系统、智能照明系统中获取数据；

数据存储层

数据采集系统采集到的实时数据存储至实时数据库，并由实时数据库根据预先建立的数据模型生成相应的数据仓库，供能耗监管系统进行数据分析评估。

服务层

服务层提供数据抽取及校验、数据报表定时生成、权限分配管理、系统配置、计量仪表管理等各种基础服务。

应用层

应用层主要包含各子系统及功能模块，涵盖用电管理、用水管理、燃气消耗管理、冷热量消耗管理、计费、计量器具管理、能耗数据统计分析等各个环节。

数据展示层

系统提供多种灵活的数据呈现方式，支持包括工作站电脑、手机、平板等载体，并针对操作人员、管理人员、领导等不同类型用户的需求及权限显示相应功能界面。

系统建设方案

能源监管中心

为了达到智能校园“统一监管、数据共享”的云服务中心的要求，也为了满足智慧校园的建设思路，本中心拟设计成为现代化综合数据监控中心。在中心里面可以并行运行两套系统，同时保证两套系统的高可靠、高质量、高稳定性，可全天候运行，可共享切换。本套数据监控中心具备多级管理体系，整个系统基于网络构建，通过网络传输的方式构建出一张可全校园内全网智能监控。提供及时优质的维护服务，保障系统正常的运转。

作为校级的监管中心，目的是为学校领导和管理部门提供一个清晰直观的监控平台，因此本次设计的数据中心配置包括服务器管理机箱、服务器、云平台存储、云计算管理平台、虚拟化软件、激光无缝拼接大屏幕及配套设备、操作终端计算机及监控台、桌椅、打印机等等；采集并存储其管理区域内监测建筑的能耗数据和视频安防数据，并对本区域内的数据进行处理、分析、展示和发布。具备数据实时采集和通讯、远程传输、自动分类统计、数据分析、指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传等功能。数据监控中心建成后达到PB级智能数据存储。展示平台采用无线激光无缝拼接大屏幕，实现多屏互动，一键共享的效果。下载地址；文章底部扫描二维码篇幅所限以下数字政府大数据平台建设总体解决方案部分内容；

审核编辑 ：李倩