1 項目背景與政策解讀

1.1 政策背景

隨著中國"雙碳"戰(zhàn)略的深入推進，校園節(jié)能減排已成為教育領(lǐng)域的重要任務(wù)。2020年9月，中國在聯(lián)合國大會上正式提出"2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和"的戰(zhàn)略目標(biāo)，自此"雙碳"概念被提升到國家戰(zhàn)略層面。為貫徹落實這一戰(zhàn)略，教育部于2022年10月印發(fā)《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設(shè)實施方案》，明確要求"將綠色低碳發(fā)展融入校園建設(shè)，完善校園能源管理工作體系"，并鼓勵各地學(xué)校開展能耗調(diào)研，建立校園能耗監(jiān)測體系，采用節(jié)能減排新技術(shù)進行節(jié)能改造。隨后，北京市教委在2023年4月發(fā)布的《北京市高等學(xué)校智慧校園建設(shè)規(guī)范(試行)》中進一步指出，要建設(shè)智慧能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)"能源控制、管理、運維一體化"。這些政策文件的密集出臺，為零碳校園建設(shè)提供了堅實的政策基礎(chǔ)和明確的導(dǎo)向。

安科瑞 152-1675-1208

1.2 校園能源管理現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

高校作為人才聚集區(qū)和技術(shù)孵化器，既是能源消費大戶，也是節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用和推廣的重要陣地。然而，傳統(tǒng)校園在能源管理方面面臨諸多挑戰(zhàn)：

數(shù)據(jù)孤島問題：校園內(nèi)水、電、氣、熱等能源數(shù)據(jù)通常分散在不同系統(tǒng)中，缺乏統(tǒng)一平臺進行綜合分析，難以形成全局能源視角。

依賴人工管理：能耗數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計與分析大量依賴人工，效率低下且容易出錯，無法滿足精細化能源管理需求。

缺乏預(yù)警機制：傳統(tǒng)管理系統(tǒng)難以及時發(fā)現(xiàn)能源浪費和設(shè)備故障，無法實現(xiàn)主動干預(yù)和預(yù)防。

決策依據(jù)不足：缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)分析支持，難以制定有效的節(jié)能策略和措施，導(dǎo)致節(jié)能減排工作事倍功半。

用能結(jié)構(gòu)不合理：校園中存在大量無效能耗，如"長明燈"、"過度制冷"等現(xiàn)象，缺乏有效的技術(shù)管控手段。

2 安科瑞EMS-EDU 3.0解決方案整體架構(gòu)

2.1 平臺概述

安科瑞EMS-EDU 3.0校園智慧能源管理平臺是面向零碳校園建設(shè)需求的一體化解決方案，基于能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)構(gòu)建，覆蓋校園能源系統(tǒng)的"源、網(wǎng)、荷、儲、充"全環(huán)節(jié)。該平臺通過數(shù)字化、智能化技術(shù)，整合電、水、氣、熱、新能源等多種能源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個校園能源網(wǎng)絡(luò)的能源流和信息流統(tǒng)一管理，推動校園新型電力系統(tǒng)建設(shè)。

平臺采用"云-邊-端"架構(gòu)，形成從終端感知到平臺應(yīng)用的完整能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系，能夠?qū)π@變電站、變電所、配電房等關(guān)鍵設(shè)施進行智能監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備管控和運維調(diào)度，協(xié)助運維人員快速處理故障，減少設(shè)備停電時間，保障校園能源系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。

2.2 平臺架構(gòu)分層

安科瑞EMS-EDU 3.0采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由以下四個層次組成：

設(shè)備層：包含安裝在主要配電節(jié)點、重點用能設(shè)備等處的多種類型電能計量儀表，支持嵌入式、導(dǎo)軌式安裝，采用RS485、Lora、4G等數(shù)據(jù)上傳模式，可實現(xiàn)免布線、免停電施工。

傳輸層：負責(zé)采集設(shè)備層數(shù)據(jù)，對接計量儀表、自動化控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等，為數(shù)據(jù)層提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)層：由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，部署實時/歷史數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫，存儲校園能源系統(tǒng)全量數(shù)據(jù)，為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)用層：部署WEB發(fā)布網(wǎng)站，提供網(wǎng)頁、手機APP等多種訪問方式，為第三方系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)能源管理的各項應(yīng)用功能。

表：安科瑞EMS-EDU 3.0平臺架構(gòu)組成

層級 主要組成 功能描述

設(shè)備層 多種電能計量儀表 支持嵌入式、導(dǎo)軌式安裝，RS485/Lora/4G數(shù)據(jù)傳輸

傳輸層 采集服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò) 對接計量儀表、自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸

數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 存儲實時/歷史數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)管理與查詢

應(yīng)用層 應(yīng)用服務(wù)器、WEB發(fā)布 提供能源監(jiān)控、管理、運維等應(yīng)用功能，支持多終端訪問

2.3 平臺演進階段

安科瑞EMS-EDU平臺的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段的持續(xù)演進，最終形成3.0版本的完整解決方案：

EMS-EDU 1.0階段：側(cè)重于信息互通與統(tǒng)一管理，打破傳統(tǒng)模式下校級能源數(shù)據(jù)管理的信息壁壘，實現(xiàn)整體規(guī)劃設(shè)計。

EMS-EDU 2.0階段：強調(diào)系統(tǒng)互動與高效管理，通過軟件針對性服務(wù)，實現(xiàn)定額管理、指標(biāo)管理，使數(shù)據(jù)服務(wù)于管理，實現(xiàn)管理節(jié)能。

EMS-EDU 3.0階段：實現(xiàn)多能互補、充分自治與能源互聯(lián)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，通過能量調(diào)度實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)同，支持新能源發(fā)展，實現(xiàn)低碳近零碳目標(biāo)。

3 核心功能模塊

3.1 能源全景監(jiān)測與碳排放管理

安科瑞EMS-EDU 3.0平臺通過廣泛的感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對校園能源系統(tǒng)的全景監(jiān)測與可視化，為能源決策提供全面數(shù)據(jù)支撐。

全能源類型監(jiān)測：平臺同步監(jiān)測校園電、水、氣、熱等多種能源的使用情況，打破數(shù)據(jù)孤島，構(gòu)建統(tǒng)一的能源數(shù)據(jù)中臺。通過實時采集各類能源數(shù)據(jù)，平臺能夠?qū)φ麄€校園能源網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)"源-網(wǎng)-荷-儲-充"一體化管理，優(yōu)化能源配置與調(diào)度。

碳排放動態(tài)監(jiān)測：平臺集成專門的碳排放計算模塊，可根據(jù)能源消耗數(shù)據(jù)實時折算校園總碳排放量，通過可視化圖表展示日/周/月能耗變化趨勢。管理者可以快速定位高耗能部門，制定科學(xué)合理的減排目標(biāo)，為零碳校園建設(shè)提供量化依據(jù)。

多維度能耗分析：平臺從能耗拓撲、組織拓撲、空間拓撲三個維度對校園能耗進行精準(zhǔn)統(tǒng)計和全方位管理。不僅可以統(tǒng)計校園總體用能，還能深入分析各類建筑的能耗特點，如辦公類建筑、教學(xué)類建筑、學(xué)生宿舍等，為管理者提供分類分項的能耗數(shù)據(jù)，幫助實現(xiàn)智能化與動態(tài)化的能源管理。

3.2 用能精細化管理

實現(xiàn)能源節(jié)約的關(guān)鍵在于精細化管理，安科瑞EMS-EDU 3.0平臺針對校園不同區(qū)域的用能特點，提供了一系列精細化管控手段。

宿舍用能管理：系統(tǒng)可對學(xué)生宿舍用電進行精細化計量及控制，單間宿舍最多支持5路獨立計量控制，包括違規(guī)電器識別、定時通斷等功能。系統(tǒng)具備基礎(chǔ)額度設(shè)置、跳閘記錄等功能，可與校園一卡通對接實現(xiàn)統(tǒng)一充值。通過惡性負載識別技術(shù)，系統(tǒng)能準(zhǔn)確檢測并限制電吹風(fēng)、熱水袋、電熱鍋等違規(guī)電器的使用，從源頭消除電氣火災(zāi)隱患。

公共區(qū)域智能管控：針對教室、辦公室等公共場所，平臺可實現(xiàn)以房間為單位的用能統(tǒng)計和分析，包括用電、用水計量控制以及照明、空調(diào)等設(shè)備的監(jiān)測控制。通過遠程監(jiān)測和控制功能，實現(xiàn)對照明和空調(diào)的群控、策控、時控，有效避免"長明燈"和"過度制冷"等能源浪費現(xiàn)象。

水電預(yù)付費管理：平臺采用先進的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源的綜合計費管理。系統(tǒng)支持遠程自動抄表，可單獨或批量對宿舍和商鋪進行管理和控制。學(xué)生可以使用微信、支付寶等進行水電充值和查詢，同時系統(tǒng)支持與學(xué)校一卡通平臺對接，大大提升后勤管理效率。

表：校園典型區(qū)域精細化能源管理策略

區(qū)域類型 管理重點 技術(shù)手段 管理策略

學(xué)生宿舍 安全用電、節(jié)約用電 惡性負載識別、預(yù)付費管理 違規(guī)電器識別、用電定額、定時通斷

教學(xué)區(qū)域 設(shè)備待機能耗、照明空調(diào)控制 智能插座、物聯(lián)網(wǎng)控制器 按課表定時控制、人體感應(yīng)照明

辦公區(qū)域 空調(diào)與照明優(yōu)化 智能空調(diào)控制、光照感應(yīng) 溫度閾值設(shè)定、光照自適應(yīng)調(diào)節(jié)

公共區(qū)域 照明系統(tǒng)節(jié)能 智能照明控制 分時調(diào)光、遠程開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)

3.3 新能源綜合利用與優(yōu)化

面對校園日益增長的能源需求，安科瑞EMS-EDU 3.0平臺強化了對新能源的綜合利用能力，助力校園優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，提高清潔能源比例。

分布式光伏發(fā)電：平臺支持校園光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入與監(jiān)控，實現(xiàn)對光伏組件運行狀態(tài)、發(fā)電效率、節(jié)能減排效果等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與分析。通過光伏發(fā)電的應(yīng)用，學(xué)?？捎行Ы档屯獠侩娋W(wǎng)依賴，減少傳統(tǒng)能源消耗，直接降低校園碳排放。

充電樁智能管理：在"源-網(wǎng)-荷-儲-充"信息能源結(jié)構(gòu)中，電動汽車充電樁是不可或缺的一環(huán)。平臺提供充電樁應(yīng)用管理功能，實現(xiàn)校園內(nèi)充電設(shè)施的統(tǒng)一調(diào)度與有序充電，避免充電負荷對校園電網(wǎng)造成沖擊，同時為校園交通電動化提供基礎(chǔ)設(shè)施支持。

儲能系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度：平臺支持校園儲能系統(tǒng)的接入與管理，通過削峰填谷策略，配合儲能設(shè)備實現(xiàn)"低充高放"。在用電低谷期儲存電能，在用電高峰期釋放電能，不僅降低校園用電成本，還能提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。同時，儲能系統(tǒng)還能提高校園新能源消納能力，避免光伏等新能源的浪費。

3.4 智慧運維與電氣安全

保障校園能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是零碳校園建設(shè)的基礎(chǔ)，安科瑞EMS-EDU 3.0平臺提供了全面的智慧運維與電氣安全防護功能。

電力監(jiān)控與智能運維：平臺集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，實現(xiàn)綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，支持集中調(diào)控和集中監(jiān)控。通過數(shù)字化巡檢和移動運維，重新優(yōu)化整合運維班組，減少人力配置，提高運維效率。系統(tǒng)還包括配電監(jiān)控、配電室環(huán)境監(jiān)測等傳統(tǒng)電力運維功能，并針對校園管理特點，增加設(shè)備報修、重點設(shè)備（電梯、水泵、中央空調(diào)等）運行狀態(tài)監(jiān)測及報警功能。

電氣安全綜合管理：校園電氣安全是能源管理的重中之重。平臺提供安全用電管理功能，針對宿舍區(qū)電源插座多、私拉亂接現(xiàn)象嚴重的問題，通過剩余電流監(jiān)測、溫度檢測等技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)安全隱患。對于教學(xué)區(qū)域電視、電腦等設(shè)備長時間不斷電造成的局部過熱風(fēng)險，系統(tǒng)能實現(xiàn)實時監(jiān)控與預(yù)警，有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。

智慧消防系統(tǒng)：平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)。通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理和落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)，實現(xiàn)無人化值守智慧消防。

4 效益分析

效益分析

安科瑞EMS-EDU 3.0平臺的實施將為高校帶來多方面的顯著效益，涵蓋能源、經(jīng)濟、安全和社會等多個維度。

能源節(jié)約效益：通過平臺的精細化能源管理，學(xué)校可實現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。采用高性能設(shè)備和智能化管理手段，有效降低用能成本。平臺提供的豐富用能管理手段，使管理者能夠通過軟件系統(tǒng)查看各個區(qū)域、各個部門的用能情況，及時提醒和預(yù)警重點用能部門、樓棟，促使各用能院系和部門自覺調(diào)整月度或年度用能額度。據(jù)實際案例統(tǒng)計，成熟的校園能源管理平臺可實現(xiàn)總體能耗降低10%-20%的效果。

運營效率提升：平臺通過綜合改造，極大節(jié)約學(xué)校的人力物力，降低運營成本。遠程實時抄表和控制功能減少了人工抄表的工作量；自動化運維功能降低了配電設(shè)施維護成本；自助繳費系統(tǒng)減少了人工收費的人力投入。據(jù)統(tǒng)計，平臺可降低能源管理相關(guān)人力成本約30%-50%，提高整體運營效率。

安全效益：平臺能有效排除校園能源設(shè)備的安全隱患，提高能源系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，更好地保障校園的日常生活。通過電氣火災(zāi)監(jiān)控、惡性負載識別、剩余電流監(jiān)測等技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患并處理，大幅降低校園電氣火災(zāi)風(fēng)險，為師生創(chuàng)造更安全的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。

社會效益：平臺的實施直接助力國家雙碳目標(biāo)實現(xiàn)，促進生態(tài)文明建設(shè)，推進我國低碳循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。同時，綠色校園建設(shè)本身具有廣泛的教育意義和示范意義，能夠培養(yǎng)學(xué)生的低碳環(huán)保意識，由校園轉(zhuǎn)型帶動城市轉(zhuǎn)型，將零碳理念帶到社會的各個角落。

表：安科瑞EMS-EDU 3.0平臺綜合效益分析

效益類別 具體表現(xiàn) 影響范圍

能源節(jié)約效益 降低用能成本10%-20%，減少無效能耗 經(jīng)濟層面、資源層面

運營效率提升 降低人力成本30%-50%，提高管理效率 運營層面、管理層面

安全效益 排除電氣安全隱患，降低火災(zāi)風(fēng)險 安全層面、保障層面

社會效益 助力雙碳目標(biāo)，培養(yǎng)低碳意識，形成示范效應(yīng) 社會層面、教育層面

5 結(jié)論與展望

安科瑞EMS-EDU 3.0校園智慧能源管理平臺針對零碳校園建設(shè)需求，提供了一套完整、高效的解決方案。該平臺通過數(shù)字化、智能化技術(shù)，整合校園各類能源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)從能源監(jiān)測、分析到優(yōu)化的全流程管理，幫助高校解決傳統(tǒng)能源管理模式下的數(shù)據(jù)孤島、管理粗放、缺乏預(yù)警等問題。

平臺的核心價值在于其一體化設(shè)計和精細化管控能力，不僅覆蓋了能源管理的各個環(huán)節(jié)，還針對校園不同區(qū)域的用能特點，提供了差異化的管理策略。同時，平臺對新能源的支持能力，使學(xué)校能夠更好地優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，提高清潔能源比例，直接助力碳排放降低。

在零碳校園成為國家戰(zhàn)略和教育領(lǐng)域重要任務(wù)的背景下，安科瑞EMS-EDU 3.0平臺的應(yīng)用將為高校帶來能源、經(jīng)濟、安全和社會等多方面的綜合價值，不僅實現(xiàn)校園自身的節(jié)能減排和低碳轉(zhuǎn)型，還通過人才培養(yǎng)和示范引領(lǐng)，為全社會低碳發(fā)展做出積極貢獻。

隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的深入，安科瑞EMS-EDU平臺還將持續(xù)演化，融入更多先進技術(shù)和管理理念，為零碳校園建設(shè)提供更加強大的技術(shù)支持，最終推動"由校園轉(zhuǎn)型帶動城市轉(zhuǎn)型，將零碳理念帶到城市的各個角落，服務(wù)國家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)"。

審核編輯 黃宇