浅谈校用电能耗分项计量方法

摘 文章研究了大学节能监测系统在项目中的实际应用，研究了节能监测系统的项目实现、采集方法和相应的节能分析。本文研究了电能消耗测量在大学中的应用，探讨了大学的节能监测系统，为大学节能监测系统在项目中的实现提供了参考模型，并通过实际工程设计和施工进行了研究和讨论。

关键词：公共建筑 ；分项计量 ；监测系统 ；工程模型

0 引言随着校节能项目的不断建设，建筑节能中能耗数据的分类和测量尤为重要。在实践中，发现各地的分类和测量工作存在分类定义不统一、直接测量难度大等问题。在此基础上，研究了校电能消耗分项的测量问题，可以利用优化的能耗拆分算法对能耗进行拆分，间接测量能耗。

1 用电能耗分项模型

统一是建立校用电能耗分项模型的重要原则，即所有建筑均采用相同的标准。除了统一性外，功能、通用性和适用性也是大学电能消耗模型的建立原则。功能是指模型中每个项目的划分以终端用途为原则；通用性是指建筑能耗分项模型中包含的各种设备类型，即不同设备类型可以找到相应的模型；适用性是指模型中各种设备根据功能尽可能细分，但应确保与通用性不相矛盾。

分项能耗是根据不同用途收集和统计相似能耗的分析。根据相关技术规范，建筑能源中电量的测量分为四个分项。

1.1照明插座用电

可根据实际情况选择子项，如：

①照明和插座用电；

②走廊及应急照明用电；

③室外景观照明用电。

1.2 空调用电

空调用电是为建筑物提供空调和供暖服务的设备用电的总称。分为冷热源用电和空调末端用电。

1.3 动力用电

动力用电是除空调、采暖设备外，提供各种动力设备用电的总称。分为电梯用电 、水泵用电 、通风用电和电热水器用电。

1.4 特殊用电

特殊用电是指除照明插座、空调等建筑传统功能外的用电量，如餐厅厨房、健身房或其他特殊用电量。公共建筑的能耗分类和分项测量模型如图1所示。

2 电分项计量设计原则

2.1 测量回路选择原理

①三相表和多功能表的安装数量根据变压器的数量直接测量。如果变压器的数量为n，多功能表的数量为m，三相表的数量为g，则有：如果n=2，则m=2，g=2；若n>2，则m=2，g=n-2。

②对于 2.1 中提到的 4 大分项用电可采用直接测量和间接测量的方式。直接测量的分项包括空调、动力和特殊用电，即电表安装在这三个项目中，照明插座用电不需要加表，可以间接测量。

③在多个分项中，如果其中一个分项有很多回路，则该分项可以作为间接测量，其余的可以直接测量。

2.2 混合回路归属原则

当有两个或两个以上的电气设备电路时，其归属性应根据运行时间和设备额定功率确定，主归属性应为全年运行的设备。如果设备运行时间相同，则根据额定功率的大小区分设备的性质。如果设备间歇运行，则计算功率。

3 用电分项测量方法

3.1 计量装置

校用电计量装置应满足以下要求：首先，电能表的准确性等级不得低于1.0级，并支持数据传输；其次，采用标准串行电气接口；第三，可监控有功率或电流；*后，配备电流互感器的精度等级不得低于0.5级。

3.2 数据采集器

数据收集器是一种自动化设备，可以实时收集各种能量计量表，并自动与当地系统主机（或远程数据中XIN）交换数据。其功率不小于10W，平均W故障时间不小于3×104 h，采用低功耗嵌入式系统，具有数据采集、数据处理、数据存储和数据远传功能，符合相关电磁兼容性能指标。

3.3 *优化能耗拆分算法

选择合理的计量装置和数据采集器是校用电能耗分项计量应用的基础。建筑能耗监测的重DIAN和难点是拆分混合支路中不同类型的电气设备。一般有直接测量和间接测量两种方法。直接测量方法是安装多个测量表，但在实际工程中不可能安装所有类型的电气设备，这不仅浪费了资源，而且大大提了施工难度。间接计量方法是利用能耗拆分技术对能耗进行拆分计算，节约电表资源，同时分项能耗数据值也能更加准确。

本文主要研究*优化能耗拆分算法及相应的误差分析。

3.4 能耗拆分基于*优化能耗拆分算法

*优化拆分算法的求解思路如下：

转化为数学用语：

已知，Y 为支路末端电能耗，xi 为第i个末端电耗预估计值，si为预估计不确定度 ，据 Y、xi、si值复估计每个末端电能耗，得到的复估计不确定度值为ui 。

定义xi到xi的修正因数（xi =εi xi ）为εi，

即能耗拆分问题转化为*优化问题，其数学表达式为：

*终能耗拆分结果由以下 2 部分构成：

*优化拆分算法与其他算法相比，优点在于：

①物理意义强，各末端能耗的预测值通过现有知识和数据库就能得到；

②保证支路能耗等于各末端能耗之和；

③由公式2、3可知，能耗拆分结果公式简单，便于快速大量计算。

4 校综合能效解决方案

4.1校园电力监控与运维

集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维， 班组重新优化整合，减少人力配置。

4.2后勤计费管理

采用先进的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、 账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。

4.2.1宿舍用电管理

针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可获取违规用电跳闸记录。

4.2.2商店水电收费

针对校园超市、商店、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理

4.2.3充电桩管理平台

充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必*。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必*一部分。

4.2.4智能照明管理

通过对校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任一线路，任一个路灯的定时 开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和xiao节能。

4.3能源管理系统

针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。

按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提管理效能。

构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。

4.4智慧消防系统

智慧消防云平台基于物联网、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，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，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、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

5.平台部署硬件选型

5.1电力监控与运维平台

5.2后勤计费管理

5.2.1宿舍/商业预付费平台

5.2.2充电桩管理平台

5.2.3智能照明管理

5.3能源管理系统

5.4智慧消防系统

5.4.1电气火灾监控系统

5.4.2消防设备电源监控系统

5.4.3防火门监控系统

5.4.4消防应急照明和疏散指示系统

6 结束语

本文研究了校用电的能耗分项计量方法，首先对校能耗分类、分项计量模型进行了分析；其次，分析了用电分项计量设计原则，提出因地制宜地采用直接计量和间接计量、间接计量优先的观点；*后，分析了用电分项计量方法，利用*优化能耗拆分算法进行能耗拆分，得到*优化拆分算法下的能耗拆分数学模型，该模型不仅能实现快速大量计算，

且物理意义强，为校能耗的间接计量提供了方法。

【参考文献】

【1】 杨建华，董慧芳，杨胜安.公共建筑用电能耗分项计量方法研究[J].建筑节能 , 2020, 03(111-115).

【2】 DBJ/T14-071-2010.校节能监测系统技术规范[S].

【3】 校综合能效解决方案2022.5版.

【4】 企业微电网设计与应用手册2022.05版.