EMS校園智慧能源監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)測運(yùn)維管理

一. 發(fā)展背景

在當(dāng)今倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下，高校作為社會重要的組成部分，也肩負(fù)著責(zé)任。通過切實(shí)做好宿舍用電管理這一環(huán)節(jié)以及增強(qiáng)師生的節(jié)能節(jié)電意識等一系列行之有效的措施，能夠顯著且有效地提高電能資源的利用效率。

以宿舍用電管理為例，合理規(guī)劃用電時(shí)間、限制大功率電器的使用等手段，能夠避免不必要的電能浪費(fèi)。同時(shí)，通過定期的用電安全教育和宣傳活動，讓師生深刻認(rèn)識到節(jié)能節(jié)電的重要性，從而在日常生活中養(yǎng)成良好的用電習(xí)慣。

不僅如此，這些舉措還能在很大程度上避免火災(zāi)等安全事故的發(fā)生，保障人身安全。據(jù)相關(guān)消防部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，許多校園火災(zāi)事故的起因都與用電不當(dāng)有關(guān)。比如，某高校因?qū)W生在宿舍違規(guī)使用大功率電吹風(fēng)，導(dǎo)致電路過載引發(fā)火災(zāi)，造成了嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，做好宿舍用電管理和增強(qiáng)節(jié)能節(jié)電意識，對于預(yù)防火災(zāi)等安全隱患十分重要。

二. 高校宿舍用電現(xiàn)狀分析

2.1 高校宿舍用電浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

高校普遍存在用電浪費(fèi)問題，宿舍用電浪費(fèi)問題尤為嚴(yán)重。

首先，宿舍用電設(shè)備過多。學(xué)生為生活方便，會在宿舍內(nèi)使用各種電器設(shè)備，如吹風(fēng)機(jī)、電飯鍋等，這些設(shè)備通常是大功率的，長時(shí)間使用會消耗大量電能，造成浪費(fèi)。

其次，學(xué)生缺乏節(jié)電意識。多數(shù)學(xué)生沒有養(yǎng)成節(jié)約用電的習(xí)慣，沒有意識到電能的重要性，常常無意識地浪費(fèi)電能，如不關(guān)燈、不拔充電器等行為。

再次，高校對宿舍用電管理 不夠嚴(yán)格，沒有制定明確的用電規(guī)定，或者規(guī)定執(zhí)行不力，導(dǎo)致學(xué)生用電浪費(fèi)現(xiàn)象得不到有效控制。

最后，部分高校的電力設(shè)施設(shè)計(jì)不夠合理，如電線裸露、插座安裝位置不當(dāng)?shù)龋矔?dǎo)致用電浪費(fèi)問題。為解決上述問題，高校需要采取一系列措施，學(xué)生也應(yīng)該自覺養(yǎng)成節(jié)約用電的習(xí)慣，共同維護(hù)良好的用電環(huán)境。

2.2 高校宿舍用電存在重大安全隱患

部分宿舍存在私拉亂接電線問題（圖 1） 學(xué)生為方便使用，私自在宿舍內(nèi)拉接電線和插座，此類行為非常危險(xiǎn)，容易引起短路、過載等事故，甚至引發(fā)火災(zāi)。其次，胡亂使用劣質(zhì)電器。一些學(xué)生會購買和使用劣質(zhì)電器，這些電器沒有經(jīng)過認(rèn)證，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。再次，在無人值守時(shí)，未能及時(shí)切斷電器電源。學(xué)生在離開宿舍時(shí)，沒有及時(shí)切斷正在使用的電器電源，容易造成電器過熱、短路等問題，從而引發(fā)火災(zāi)。最后，宿舍電力設(shè)施陳舊。部分高校的電力設(shè)施使用年限過長，線路老化、設(shè)備陳舊，存在安全隱患，容易引起火災(zāi)和其他安全事故。

2.3  學(xué)生缺乏安全用電意識

學(xué)生缺乏安全用電意識要體現(xiàn)在 4個(gè)方面：①缺乏基本常識。很多學(xué)生對電的知識了解不足，不知道如何正確使用電器，容易發(fā)生觸電等危險(xiǎn)。②學(xué)生未遵守安全規(guī)范和用電規(guī)定，違規(guī)使用大功率電器（圖 2），容易發(fā)生安全事故。③當(dāng)電器出現(xiàn)故障或電線有問題時(shí)，學(xué)生不及時(shí)處理，引發(fā)火災(zāi)或其他安全事故。④沒有關(guān)注用電高峰期的影響。在用電高峰期，學(xué)生使用大量電器，會導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，進(jìn)而引發(fā)電器損壞或火災(zāi)。因此，學(xué)生需要加強(qiáng)安全用電意識，學(xué)校也需要加強(qiáng)對學(xué)生安全用電的教育和管理。

三. 加強(qiáng)高校宿舍用電管理的意義與改進(jìn)措施

3.1 加強(qiáng)高校宿舍用電管理的意義

加強(qiáng)高校宿舍用電管理的意義，主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

①保障學(xué)生安全。宿舍是學(xué)生生活的重要場所，如果用電管理不善，可能會導(dǎo)致火災(zāi)、觸電等安全事故，對學(xué)生的生命安全構(gòu)成威脅。加強(qiáng)用電管理，可以有效預(yù)防事故的發(fā)生，保障學(xué)生的生命安全。

②節(jié)約能源。在綠色節(jié)能背景下，加強(qiáng)用電管理 可以提高能源利用效率，減少浪費(fèi)，節(jié)約能源成本。

       ③增強(qiáng)學(xué)生用電安全意識。通過加強(qiáng)用電管理，可以增強(qiáng)學(xué)生的用電安全意識，讓學(xué)生養(yǎng)成節(jié)能環(huán)保的好習(xí)慣，這對于其未來的生活和工作都有極大幫助。

      ④優(yōu)化學(xué)校管理。用電管理是高校管理的重要組成部分，加強(qiáng)用電管理可以提高學(xué)校的管理水平，使學(xué)校的管理更加科學(xué)、規(guī)范。

3.2 高校用電管理改進(jìn)措施

3..2.1 增強(qiáng)師生節(jié)電意識

為增強(qiáng)師生的節(jié)電意識，需要從以下5個(gè)方面入手：

① 加強(qiáng)宣傳教育。通過開展節(jié)電宣傳教育活動，向師生普及節(jié)電知識，讓其了解節(jié)電的重要性和方法。

② 制定用電規(guī)章制度，明確節(jié)電要求，對浪費(fèi)電力的行為進(jìn)行約束和懲罰。

③ 學(xué)?？梢越⑾鄳?yīng)的激勵(lì)機(jī)制。通過設(shè)置節(jié)電獎勵(lì)，激勵(lì)師生積極參與節(jié)電行動。

④ 通過技術(shù)手段進(jìn)行用電改造，提高用電效率。例如，安裝節(jié)能燈具、智能插座等，減少不必要的電力浪費(fèi)。

⑤ 與當(dāng)?shù)卣⑵髽I(yè)、社區(qū)等合作，共同推廣節(jié)電理念和方法，營造全社會節(jié)電的氛圍。

3.2.2 改進(jìn)電費(fèi)計(jì)量制度

通過改進(jìn)電費(fèi)計(jì)量制度，能夠有效提升高校宿舍節(jié)電效果。具體措施如下：

① 建立完善的計(jì)量體系。對學(xué)校的所有用電設(shè)備進(jìn)行分類，據(jù)此進(jìn)行電表安裝和計(jì)量，選擇合適型號和規(guī)格的電表，確保計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

② 制定合理的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，制定合理的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，確保計(jì)量的公正性和合理性。

③ 加強(qiáng)計(jì)量設(shè)備的維護(hù)和管理。定期對計(jì)量設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其正常運(yùn)行，對損壞的設(shè)備要及時(shí)更換或維修，避免出現(xiàn)計(jì)量誤差。

④ 建立用電數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。將所有的用電數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的管理平臺，方便對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析和利用。還要與供電部門建立良好的合作關(guān)系，定期進(jìn)行交流，共同探討用電管理方面的問題，提高電費(fèi)計(jì)量制度的科學(xué)性和有效性。

3.2.3 節(jié)能背景下高校宿舍用電智慧監(jiān)管平臺構(gòu)建要點(diǎn)

為改善校園用電安全狀況，需要構(gòu)建起科學(xué)有效的智慧監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)對末端用電設(shè)備的監(jiān)測，避免火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。

四. 高校宿舍用電智慧監(jiān)管平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧監(jiān)管平臺的構(gòu)建，應(yīng)當(dāng)包含以下5個(gè)層次：

①數(shù)據(jù)采集層。該層的主要任務(wù)是采集宿舍用 電數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、電量等，可以通過安裝智能電表等方式采集數(shù)據(jù)。

②網(wǎng)絡(luò)傳輸層。該層的主要任務(wù)是將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_，可以通過無線傳輸、 有線傳輸?shù)确绞絺鬏敂?shù)據(jù)。

③數(shù)據(jù)處理層。該層的主要任務(wù)是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括數(shù)據(jù)清洗、異常檢測、用電行為分析等，可以通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)處理數(shù)據(jù)。

④應(yīng)用層。這一層的主要任務(wù)是將處理后的數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際場景中，包括用電監(jiān)控、安全預(yù)警、能耗管理等，需要通過開發(fā)各種應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用層的具體功能。

⑤為提高用戶體驗(yàn)，需要構(gòu)建用戶界面層，提供友好的用戶界面，方便用戶查看和操作，可以通過開發(fā)Web界面、移動應(yīng)用等方式實(shí)現(xiàn)用戶界面層的功能。整個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮平臺的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性等因素，確保平臺能夠滿足高校宿舍用電監(jiān)管的需求，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的

4.1  加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度極快，目前在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行智慧監(jiān)管平臺的構(gòu)建工作時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和無線傳輸。

在數(shù)據(jù)采集端，采用物聯(lián)網(wǎng)傳感 器設(shè)備，如智能電表、電流互感器等，對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；在數(shù)據(jù)傳輸方面，利用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，如遠(yuǎn)距離無線電（LoRa）、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT） 等，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街腔郾O(jiān)管平臺。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還能實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在設(shè)備端，安裝物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、電流電壓等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡脚_；在平臺端，利用應(yīng)用程序編程接口（API）或云平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還能對采集的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和預(yù)警。通過對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和挖掘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常用電情況、預(yù)測設(shè)備故障等，為管理部門提供預(yù)警信息和決策支持。除上述應(yīng)用之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)Ω咝５哪茉垂芾磉M(jìn)行優(yōu)化。通過對全校或某個(gè)區(qū)域的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，全面了解能源消耗情況，制定節(jié)能減排措施，提高能源利用效率。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，還能實(shí)現(xiàn)用戶與用電設(shè)備的交互，提高用戶的使用體驗(yàn)。學(xué)生可以通過手機(jī)應(yīng)用程序、微信公眾號等方式查詢用電數(shù)據(jù)、控制用電設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)插座、照明等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。

4.2 注重節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用

應(yīng)用高效節(jié)能設(shè)備，是提升高校宿舍節(jié)電水平的有效途徑之一。例如，可以安裝節(jié)能電器，如發(fā)光二極管（LED）燈、節(jié)能空調(diào)、低能耗熱水器等，這些電器設(shè)備本身就具有較低的能耗，能夠減少能源浪費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)智能控制技術(shù)的應(yīng)用，如智能插座、智能開關(guān)等，通過手機(jī) APP 或語音控制等方式進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)、能耗監(jiān)測等。

除此之外，應(yīng)加強(qiáng)太陽能、風(fēng)能等清潔能源的利用。太陽能是一種清潔、可再生的能源，通過合理利用太陽能，可以減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低能耗。發(fā)揮智慧監(jiān)管平臺的作用，建立能源管理系統(tǒng)，對宿舍內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)分析，幫助管理人員了解能源使用情況，發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)情況并及時(shí)采取措施。

另外，需要定期對宿舍內(nèi)的電器設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，延長使用壽命，降低能耗?？傊?，應(yīng)用節(jié)能設(shè)備提高高校宿舍節(jié)電水平需要從多個(gè)方面入手，包括選購節(jié)能 電器、采用智能控制技術(shù)、推廣太陽能利用、建立能源管理系統(tǒng)、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等。通過上述措施的實(shí)施，可以有效提高高校宿舍的節(jié)電水平，降低能源消耗，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

五. 安科瑞關(guān)于學(xué)生宿舍有序用電管理解決方案

5.1 學(xué)生宿舍用電管理終端DDSY1352-xDM

安科瑞學(xué)生宿舍用電管理終端DDSY1352-xDM可以解決高校宿舍用電的管理問題，功能包括：

① 一進(jìn)多出：可以分3~5路照明/插座/空調(diào)/衛(wèi)生間/備用，五路單獨(dú)控制，單獨(dú)計(jì)量，單獨(dú)設(shè)置；

② 惡性負(fù)載控制：具備惡性負(fù)載識別功能，自動識別宿舍規(guī)定禁止使用的各類違章電器（如熱得快、電吹風(fēng)、電熱毯、暖手煲等）功能，自動斷電，自動恢復(fù)，恢復(fù)次數(shù)可設(shè)，具備電器白名單管理功能；

③ 費(fèi) 控：欠費(fèi)控制模式，此模式開啟后，當(dāng)剩余金額和基礎(chǔ)免費(fèi)金額都用完時(shí)會自動跳閘；

       ④ 基礎(chǔ)免費(fèi)電量：可根據(jù)學(xué)校管理要求，對各宿舍提供給學(xué)生一定的免費(fèi)金額；

⑤ 作息管理：設(shè)置節(jié)假日，工作日電表通斷時(shí)間，時(shí)間段可設(shè)8段，以此控制宿舍作息。

⑥ 功率限制：每一路出線回路均可以單獨(dú)設(shè)置功率限值，用于限制本回路接入電器功率，超過設(shè)定功率自動斷電；

⑦ 夜間小電流：可以設(shè)置宿舍夜間小電流的使用，允許手機(jī)充電或夜燈使用；

5.2 學(xué)校安全用電監(jiān)測及能耗計(jì)量體系

安科瑞提供具備能耗計(jì)量和電氣安全監(jiān)測功能的多功能電表和物聯(lián)網(wǎng)儀表，幫助學(xué)校搭建三級計(jì)量體系，應(yīng)用于學(xué)校的能耗管理和電氣安全的在線監(jiān)測和預(yù)警，為學(xué)校節(jié)能改造和消防安全提供數(shù)據(jù)支持。

5.3 高校用電智慧監(jiān)管平臺設(shè)計(jì)

安科瑞AcrelEMS-EDU校園智慧能源管理平臺統(tǒng)籌高校教室、宿舍、圖書館等場所的總體用電狀況。平臺為校園設(shè)計(jì)完整的能源計(jì)量體系，包含以下4個(gè)層次：

數(shù)據(jù)采集層：該層的主要任務(wù)是采集學(xué)校各建筑包括學(xué)生宿舍、教學(xué)樓、圖書館等建筑用電數(shù)據(jù)，不同場所安裝針對性電能管理儀表，完成用能數(shù)據(jù)采集的同時(shí)幫助完成用電管理功能。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：該層的主要任務(wù)是將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_，可以通過LoRaWan/4G/WiFi等無線傳輸或校園局域網(wǎng)、專用光纖等有線傳輸?shù)确绞絺鬏敂?shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理層：該層的主要任務(wù)是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括數(shù)據(jù)清洗、異常檢測、用電行為分析等，可以通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)處理數(shù)據(jù)。

AcrelEMS-EDU校園智慧能源管理平臺架構(gòu)

應(yīng)用層：這一層的主要任務(wù)是將處理后的數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際場景中，包括用電監(jiān)控、安全預(yù)警、能耗管理、照明控制、能源策略控制、設(shè)備運(yùn)維等，可通過WEB或手機(jī)APP訪問平臺數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各類功能應(yīng)用。整個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)考慮了平臺的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性等因素，確保平臺能夠滿足高校宿舍用電監(jiān)管的需求。

AcrelEMS-EDU校園智慧能源管理平臺主界面

AcrelEMS-EDU校園學(xué)生宿舍用電管理

AcrelEMS-EDU校園公共用能監(jiān)測

在當(dāng)前的形勢下，應(yīng)當(dāng)大力加強(qiáng)對智慧監(jiān)管平臺的研究與應(yīng)用。智慧監(jiān)管平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對校園用電的實(shí)時(shí)監(jiān)測和精準(zhǔn)控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常用電情況。同時(shí)要將節(jié)能節(jié)電措施嚴(yán)格落實(shí)到位，這需要高校管理層制定完善的規(guī)章制度，并加強(qiáng)監(jiān)督和執(zhí)行力度。只有這樣，才能真正促進(jìn)高校的可持續(xù)發(fā)展，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才創(chuàng)造一個(gè)安全、節(jié)能、環(huán)保的良好環(huán)境。