精细化能源管控：实现校园用能;看得见、管得着、控得住

1 项目背景与政策解读

1.1 政策背景

随着中国"双碳"战略的深入推进，校园节能减排已成为教育领域的重要任务。2020年9月，中国在联合国大会上正式提出"2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和"的战略目标，自此"双碳"概念被提升到国家战略层面。为贯彻落实这一战略，教育部于2022年10月印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》，明确要求"将绿色低碳发展融入校园建设，完善校园能源管理工作体系"，并鼓励各地学校开展能耗调研，建立校园能耗监测体系，采用节能减排新技术进行节能改造。随后，北京市教委在2023年4月发布的《北京市高等学校智慧校园建设规范(试行)》中进一步指出，要建设智慧能源管理系统，实现"能源控制、管理、运维一体化"。这些政策文件的密集出台，为零碳校园建设提供了坚实的政策基础和明确的导向。

安科瑞 152-1675-1208

1.2 校园能源管理现状与挑战

高校作为人才聚集区和技术孵化器，既是能源消费大户，也是节能减排技术应用和推广的重要阵地。然而，传统校园在能源管理方面面临诸多挑战：

数据孤岛问题：校园内水、电、气、热等能源数据通常分散在不同系统中，缺乏统一平台进行综合分析，难以形成全局能源视角。

依赖人工管理：能耗数据的采集、统计与分析大量依赖人工，效率低下且容易出错，无法满足精细化能源管理需求。

缺乏预警机制：传统管理系统难以及时发现能源浪费和设备故障，无法实现主动干预和预防。

决策依据不足：缺乏科学数据分析支持，难以制定有效的节能策略和措施，导致节能减排工作事倍功半。

用能结构不合理：校园中存在大量无效能耗，如"长明灯"、"过度制冷"等现象，缺乏有效的技术管控手段。

2 安科瑞EMS-EDU 3.0解决方案整体架构

2.1 平台概述

安科瑞EMS-EDU 3.0校园智慧能源管理平台是面向零碳校园建设需求的一体化解决方案，基于能源互联网生态构建，覆盖校园能源系统的"源、网、荷、储、充"全环节。该平台通过数字化、智能化技术，整合电、水、气、热、新能源等多种能源数据，实现整个校园能源网络的能源流和信息流统一管理，推动校园新型电力系统建设。

平台采用"云-边-端"架构，形成从终端感知到平台应用的完整能源互联网生态体系，能够对校园变电站、变电所、配电房等关键设施进行智能监控、环境监测、设备管控和运维调度，协助运维人员快速处理故障，减少设备停电时间，保障校园能源系统的稳定安全运行。

2.2 平台架构分层

安科瑞EMS-EDU 3.0采用开放的分层分布式网络结构，主要由以下四个层次组成：

设备层：包含安装在主要配电节点、重点用能设备等处的多种类型电能计量仪表，支持嵌入式、导轨式安装，采用RS485、Lora、4G等数据上传模式，可实现免布线、免停电施工。

传输层：负责采集设备层数据，对接计量仪表、自动化控制系统、管理信息系统等，为数据层提供稳定可靠的数据传输。

数据层：由数据库服务器组成，部署实时/历史数据库、关系数据库，存储校园能源系统全量数据，为上层应用提供数据支撑。

应用层：部署WEB发布网站，提供网页、手机APP等多种访问方式，为第三方系统提供数据服务，实现能源管理的各项应用功能。

表：安科瑞EMS-EDU 3.0平台架构组成

层级 主要组成 功能描述

设备层 多种电能计量仪表 支持嵌入式、导轨式安装，RS485/Lora/4G数据传输

传输层 采集服务器、通信网络 对接计量仪表、自动化控制系统，实现数据采集与传输

数据层 数据库服务器 存储实时/历史数据、关系数据，提供数据管理与查询

应用层 应用服务器、WEB发布 提供能源监控、管理、运维等应用功能，支持多终端访问

2.3 平台演进阶段

安科瑞EMS-EDU平台的发展经历了三个阶段的持续演进，最终形成3.0版本的完整解决方案：

EMS-EDU 1.0阶段：侧重于信息互通与统一管理，打破传统模式下校级能源数据管理的信息壁垒，实现整体规划设计。

EMS-EDU 2.0阶段：强调系统互动与高效管理，通过软件针对性服务，实现定额管理、指标管理，使数据服务于管理，实现管理节能。

EMS-EDU 3.0阶段：实现多能互补、充分自治与能源互联，构建新型电力系统，通过能量调度实现源网荷储协同，支持新能源发展，实现低碳近零碳目标。

3 核心功能模块

3.1 能源全景监测与碳排放管理

安科瑞EMS-EDU 3.0平台通过广泛的感知网络，实现对校园能源系统的全景监测与可视化，为能源决策提供全面数据支撑。

全能源类型监测：平台同步监测校园电、水、气、热等多种能源的使用情况，打破数据孤岛，构建统一的能源数据中台。通过实时采集各类能源数据，平台能够对整个校园能源网络实现"源-网-荷-储-充"一体化管理，优化能源配置与调度。

碳排放动态监测：平台集成专门的碳排放计算模块，可根据能源消耗数据实时折算校园总碳排放量，通过可视化图表展示日/周/月能耗变化趋势。管理者可以快速定位高耗能部门，制定科学合理的减排目标，为零碳校园建设提供量化依据。

多维度能耗分析：平台从能耗拓扑、组织拓扑、空间拓扑三个维度对校园能耗进行精准统计和全方位管理。不仅可以统计校园总体用能，还能深入分析各类建筑的能耗特点，如办公类建筑、教学类建筑、学生宿舍等，为管理者提供分类分项的能耗数据，帮助实现智能化与动态化的能源管理。

3.2 用能精细化管理

实现能源节约的关键在于精细化管理，安科瑞EMS-EDU 3.0平台针对校园不同区域的用能特点，提供了一系列精细化管控手段。

宿舍用能管理：系统可对学生宿舍用电进行精细化计量及控制，单间宿舍最多支持5路独立计量控制，包括违规电器识别、定时通断等功能。系统具备基础额度设置、跳闸记录等功能，可与校园一卡通对接实现统一充值。通过恶性负载识别技术，系统能准确检测并限制电吹风、热水袋、电热锅等违规电器的使用，从源头消除电气火灾隐患。

公共区域智能管控：针对教室、办公室等公共场所，平台可实现以房间为单位的用能统计和分析，包括用电、用水计量控制以及照明、空调等设备的监测控制。通过远程监测和控制功能，实现对照明和空调的群控、策控、时控，有效避免"长明灯"和"过度制冷"等能源浪费现象。

水电预付费管理：平台采用先进的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源的综合计费管理。系统支持远程自动抄表，可单独或批量对宿舍和商铺进行管理和控制。学生可以使用微信、支付宝等进行水电充值和查询，同时系统支持与学校一卡通平台对接，大大提升后勤管理效率。

表：校园典型区域精细化能源管理策略

区域类型 管理重点 技术手段 管理策略

学生宿舍 安全用电、节约用电 恶性负载识别、预付费管理 违规电器识别、用电定额、定时通断

教学区域 设备待机能耗、照明空调控制 智能插座、物联网控制器 按课表定时控制、人体感应照明

办公区域 空调与照明优化 智能空调控制、光照感应 温度阈值设定、光照自适应调节

公共区域 照明系统节能 智能照明控制 分时调光、远程开关、亮度调节

3.3 新能源综合利用与优化

面对校园日益增长的能源需求，安科瑞EMS-EDU 3.0平台强化了对新能源的综合利用能力，助力校园优化用能结构，提高清洁能源比例。

分布式光伏发电：平台支持校园光伏发电系统的接入与监控，实现对光伏组件运行状态、发电效率、节能减排效果等数据的实时监测与分析。通过光伏发电的应用，学校可有效降低外部电网依赖，减少传统能源消耗，直接降低校园碳排放。

充电桩智能管理：在"源-网-荷-储-充"信息能源结构中，电动汽车充电桩是不可或缺的一环。平台提供充电桩应用管理功能，实现校园内充电设施的统一调度与有序充电，避免充电负荷对校园电网造成冲击，同时为校园交通电动化提供基础设施支持。

储能系统协同调度：平台支持校园储能系统的接入与管理，通过削峰填谷策略，配合储能设备实现"低充高放"。在用电低谷期储存电能，在用电高峰期释放电能，不仅降低校园用电成本，还能提高电网稳定性。同时，储能系统还能提高校园新能源消纳能力，避免光伏等新能源的浪费。

3.4 智慧运维与电气安全

保障校园能源系统安全稳定运行是零碳校园建设的基础，安科瑞EMS-EDU 3.0平台提供了全面的智慧运维与电气安全防护功能。

电力监控与智能运维：平台集成设备所有数据，实现综合分析、协同控制、优化运行，支持集中调控和集中监控。通过数字化巡检和移动运维，重新优化整合运维班组，减少人力配置，提高运维效率。系统还包括配电监控、配电室环境监测等传统电力运维功能，并针对校园管理特点，增加设备报修、重点设备（电梯、水泵、中央空调等）运行状态监测及报警功能。

电气安全综合管理：校园电气安全是能源管理的重中之重。平台提供安全用电管理功能，针对宿舍区电源插座多、私拉乱接现象严重的问题，通过剩余电流监测、温度检测等技术提前发现安全隐患。对于教学区域电视、电脑等设备长时间不断电造成的局部过热风险，系统能实现实时监控与预警，有效预防电气火灾的发生。

智慧消防系统：平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络。通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理和落实多元责任监管等目标，实现无人化值守智慧消防。

4 效益分析

效益分析

安科瑞EMS-EDU 3.0平台的实施将为高校带来多方面的显著效益，涵盖能源、经济、安全和社会等多个维度。

能源节约效益：通过平台的精细化能源管理，学校可实现显著的节能效果。采用高性能设备和智能化管理手段，有效降低用能成本。平台提供的丰富用能管理手段，使管理者能够通过软件系统查看各个区域、各个部门的用能情况，及时提醒和预警重点用能部门、楼栋，促使各用能院系和部门自觉调整月度或年度用能额度。据实际案例统计，成熟的校园能源管理平台可实现总体能耗降低10%-20%的效果。

运营效率提升：平台通过综合改造，极大节约学校的人力物力，降低运营成本。远程实时抄表和控制功能减少了人工抄表的工作量；自动化运维功能降低了配电设施维护成本；自助缴费系统减少了人工收费的人力投入。据统计，平台可降低能源管理相关人力成本约30%-50%，提高整体运营效率。

安全效益：平台能有效排除校园能源设备的安全隐患，提高能源系统的安全性和稳定性，更好地保障校园的日常生活。通过电气火灾监控、恶性负载识别、剩余电流监测等技术，提前发现安全隐患并处理，大幅降低校园电气火灾风险，为师生创造更安全的学习和生活环境。

社会效益：平台的实施直接助力国家双碳目标实现，促进生态文明建设，推进我国低碳循环经济发展。同时，绿色校园建设本身具有广泛的教育意义和示范意义，能够培养学生的低碳环保意识，由校园转型带动城市转型，将零碳理念带到社会的各个角落。

表：安科瑞EMS-EDU 3.0平台综合效益分析

效益类别 具体表现 影响范围

能源节约效益 降低用能成本10%-20%，减少无效能耗 经济层面、资源层面

运营效率提升 降低人力成本30%-50%，提高管理效率 运营层面、管理层面

安全效益 排除电气安全隐患，降低火灾风险 安全层面、保障层面

社会效益 助力双碳目标，培养低碳意识，形成示范效应 社会层面、教育层面

5 结论与展望

安科瑞EMS-EDU 3.0校园智慧能源管理平台针对零碳校园建设需求，提供了一套完整、高效的解决方案。该平台通过数字化、智能化技术，整合校园各类能源数据，实现从能源监测、分析到优化的全流程管理，帮助高校解决传统能源管理模式下的数据孤岛、管理粗放、缺乏预警等问题。

平台的核心价值在于其一体化设计和精细化管控能力，不仅覆盖了能源管理的各个环节，还针对校园不同区域的用能特点，提供了差异化的管理策略。同时，平台对新能源的支持能力，使学校能够更好地优化用能结构，提高清洁能源比例，直接助力碳排放降低。

在零碳校园成为国家战略和教育领域重要任务的背景下，安科瑞EMS-EDU 3.0平台的应用将为高校带来能源、经济、安全和社会等多方面的综合价值，不仅实现校园自身的节能减排和低碳转型，还通过人才培养和示范引领，为全社会低碳发展做出积极贡献。

随着技术的不断进步和应用的深入，安科瑞EMS-EDU平台还将持续演化，融入更多先进技术和管理理念，为零碳校园建设提供更加强大的技术支持，最终推动"由校园转型带动城市转型，将零碳理念带到城市的各个角落，服务国家双碳战略目标"。

审核编辑 黄宇