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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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基于節能減排理念的校園電氣設計研究

時間:2022/7/20閱讀:328
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摘要 我國“十三五"規劃綱要中明確提出建設資源節約型、環境友好型社會,因此為貫徹節能減排相關規劃,在校園電氣設計中,要重點關注節能降耗,優化相關設計。本文以某新建學校工程為例,探討了該工程電氣設計中采用的節能減排技術設計,包括供配電系統節能設計、智能照明系統設計、光伏發電、新型電氣設備、建設校園節能監管平臺等措施,為高校校園節能減排建設起到一定探索意義和參考作用。

關鍵詞 節能減排 校園電氣設計 節約型校園 綠色建筑


  1. 引言

國務院《十三五節能減排綜合工作方案》中明確提出了節能減排的發展理念,住建部也相應發布了《建筑節能與綠色建筑發展“十三五"規劃》。《工作方案》對未來五年全國節能減排工作做了全面部署和細致安排,明確了“十三五"時期節能減排總體目標,是指導新時期全國節能減排工作深入開展的綱領性文件。

近幾年來,隨著全國經濟的快速發展,對電力資源的需求量持續增大,導致社會整體的電力資源也愈發緊缺。但國家發電結構仍然以火力發電為主,不可避免存在投入成本高、環境污染嚴重等問題,節能減排就成了未來發展的必然趨勢。因此,為了減緩用能緊張、實現節能減排,加強電氣設計節能化已成為當前建筑電氣設計的關注重點。

高校教育工作對于社會發展起著重要推進作用,但高校擴招過程中,能源浪費也一直與之相伴。截止當前,據統計,高校年耗能量當前已占據社會總能耗的8%,那么作為國家節能戰略的重要組成部分,高校的節能減排工作。本文中以某新建學校為例,探討其電氣設計中部分節能化設計,確定其對于節能型建筑電氣設計的參考價值。


  1. 案例分析

以某實驗學校為例,作為新建學校,該學校*以省綠色示范校園為標準進行設計,計劃總建筑面積達41970㎡。本工程電氣設計內容主要包括10kV/0.4kV變配電系統、柴油發電機系統、供配電系統、照明及動動系統、建筑物防雷接地及安全措施、安防系統、綜合布線系統、火災自動報警系統等。其中采用的節能降耗措施主要有:

光伏發電:光伏建筑整體化技術的使用能夠降低建筑的電力消耗。在小學部和中學部部分屋頂裝設光伏發電系統,總裝機容量為146.575kWP,光伏白天所發電能為學校優先使用,發電不足或晚上不發電時由市電作為學校的補充用電。146.575kWP光伏電站年發電量可達17萬度。

智能照明及空調系統:采用空調、照明智能控制,結合校園綜合能效管理平臺可實現定時通斷,在自然光滿足使用要求或者深夜時,自動關閉相應燈具,避免學校教室、圖書館等場所可能存在“空調常開,燈具長明"一類的現象,從而達到節能減排的效果。

配備電動汽車充電樁:校內安裝配備有50臺電動汽車充電樁,用于方便電動汽車停放及充電使用,鼓勵老師購置新能源汽車,這樣不僅節約能源,同時也可減少汽車尾氣對環境的污染。

預付費管理:校內宿舍及商配均配備預付費智能電表,通過這樣的繳費用電方式,合理提高了學生節能意識,減少了宿舍內亂用濫用水電的現象。另外宿舍專用智能終端還配備有大功率限電、惡性負載禁用、時間管理等功能,進一步保障了宿舍用電安全和節約。

能效管理平臺:校內智能電表、水表、充電樁、電能質量監測裝置統一上傳至AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺,由平臺集中展示校園用能情況,結合往年數據更清晰的了解校園用能規律及節能方向。

  1. 方案建議



圖1 安科瑞能效管理方案拓撲

安科瑞能效管理方案由設備層、傳輸層、數據層、服務層組成。

設備層(水電表、空調控制器等末端設備)通過RS485專線或無線(Lora)通訊。

傳輸層(邊緣計算網關)可通過RS485專線或無線通訊采集末端設備數據,并以以太網或4G、NB等方式通過校園網將數據傳送至數據層。

數據層(一般部署在校園服務器中)處理傳輸層上傳數據,并為服務層業務做服務,可與校園一卡通系統和其他相關系統做數據對接。

服務層(一般部署在校園服務器中)提供數據查看、預付費管理、惡性負載管理、作息時間管理、分布式光伏監測等功能。

  1. 平臺介紹



圖2 AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺功能拓撲



圖3 AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理平臺駕駛艙展示圖

首頁/綜合數據:綜合展示校園能源用能概況,包括異常報警情況(數據異常/設備異常)、水、電等能源用能情況、校園3D模型定制、并可加入校園用能數據動態展示。





圖4 AcrelEMS-EDU校園3D模型圖

用電綜合監控:對校園35KV-10KV-0.4KV各級用能進行監測和分析;對進線電能質量及關鍵實驗室電能質量進行監測分析;對變配電室內的環境進行監測和報警;能夠對變壓器進行監控,保證用電安全和穩定。

用水綜合監控:對覆蓋校區所有建筑的總進水量進行一級計量;對單棟建筑進水量進行二級計量。個別實驗樓進行三級計量監測。通過一級、二級、三級水表計量數據實時分析水平衡情況,存在異常水情時能夠立即發出警情。

商業/宿舍預付費:對校園內的各類商鋪用水、用電進行預付費管理。對學生宿舍用電進行定時用電控制、違規電器使用監測和預付費管理。

分布式光伏監測:提供光伏電站運行監視,逆變器運行監視,電站發電統計,逆變器發電統計,光伏電站配電監測,逆變器曲線分析等功能。

空調節能監管:實現對中央空調的用能監測和分體式空調的用電監測及控制。

路燈/照明智能監管:實現對室內照明和室外路燈照明的用電監測和照明控制,可按照預先設定的邏輯進行自動管理或遠程群控管理。

校園能耗分析:能夠實現能耗監管、能耗查詢、能耗報警、能耗公示、能耗審計等功能,能夠幫助學校清晰、直接的了解到用能情況,并輔助學校做好審計公示工作。

校園用能分析報告:能夠對整體用能、整體監管和計量設備工作狀態、同比數據、環比數據等進行分析,幫助校方了解到校園綜合能效情況。

綜合手機端:相關人員可通過手機客戶端的方式隨時登陸能源管控系統,實現對校內各類能源系統進行計量、監測、控制、狀態反饋、報警等功能,對校園水電等能耗進行實時監管。


  1. 討論及思考

資源節約型、環境友好型社會建設中,建筑能耗控制,電氣設計節能化已經成為當前電氣工程發展的必然趨勢。而AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理方案等中的能耗統計、分析體系,宿舍商鋪用電預付費管理、路燈空調等公用設備管控、宿舍大功率電器及惡性負載設備限制、用水綜合監管等節能減排相關功能,對校園節能減排具體重要參考價值,用于相關建筑節能設計,可對節能環保理念進行合理實踐,協調可持續發展,盡快實現人與自然的和諧相處。


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