基于教育网的学生公寓用电监控系统在节能减排中的应用

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[摘 要]基于教育网及载波智能电表的应用原理,结合高校学生公寓用电管理的模式,对宿舍照明和插座及卫生间照明采用不同时段的控制管理方式,并采用预付费式的管理方式,可以有效推进智能化、数字化在高校后勤用电管理方面的应用,并加强高校学生公寓的用电管理,推动高校建设节约型校园的步伐.

[关 键 词]学生公寓；预付费；限定功率；双路控制；节能减排

[中图分类号]G647

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712（2013）07-0072-03

一、引言

节能减排是一项功在当代、利在千秋的大事,是国家贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会而做出的一项重大举措,对于建设节约型校园具有重要的战略意义.我国“十二五”规划纲要继续将节能减排作为国民经济和社会发展的约束型指标,提出2015年全国单位国内生产总值能耗要比2010年降低16%等节能减排指标.

学生公寓作为高校能耗的大户,也是每个高校“节能减排”工作的重点.用电问题不仅直接牵涉到学生的学习和生活,也关系到高校的稳定和发展.切实做好节约用电、安全用电,杜绝违章用电,保证学生公寓用电的正常供应,为学生创造一个良好的学习和生活环境,是加强高校学生公寓水电系统科学、规范管理的重要举措.用电监控系统的智能控制及双路供电的控制是现代学生公寓管理的新需求、新理念.

二、系统概述

广西师范大学现有3个校区,校园面积4100多亩,有26000多名全日制本科、硕士、博士生,共有53栋学生公寓、4126间宿舍.利用学校现有校园网和用电网络资源,设计一个智能化、数字化的学生公寓用电管理监控系统,通过系统可以实现节约用电、安全用电、科学管理的公寓用电管理目标.这包括：用电预付费管理功能,预警功能,按作息时间分时段停送电功能（双路分别控制）,单元用电最大负载限制功能,使用违禁负载自动限制功能,自助售电功能等.本系统充分考虑了高校学生公寓用电智能监控的特殊性,采用综合成本低、高灵活度、施工设计简单方便,扩展性强、运行费用低的载波抄表方案.同时,整个系统还做到运行稳定可靠、抄收方式灵活、采集数据准确、高过载、抗干扰性强、通用性强,并能为系统今后的软硬件升级留下足够的空间.系统构造详见图1.

三、广西师范大学学生公寓用电监控系统设计

1.学生公寓用电管理

学校根据自身管理特点,提出对学生公寓的用电管理.系统可以实现双路控制,一路控制卫生间照明和房间风扇,另一路控制屋内照明和房间内插座.

（1）按作息时间分时段停送电,根据需求对用电时段进行设置.系统可以设置若干时间段停止或启动用户用电,即可根据学生宿舍夜间停电的管理要求,设置平日、周末以及寒暑假三个时间段的停送电管理,以及白天工作模式和夜间工作模式的自动转换.

（2）单元用电情况查询.用户能直接在表箱里、校园网和管理室查询各自房间的使用电量、剩余电量、当前用电状态等数据,也可在校园网上查询房间用电历史记录.

（3）单元用电最大负载限制.使用单位可根据自身的管理要求,设定和更改各用户单元的最大负荷值,从而达到限制负荷的目的.系统能按用户单元或区域进行最大负载、违禁负载设置.

（4）使用违禁负载自动限制功能.当用电单元使用大功率负载时,系统自动识别是电热负载（如电炉、热得快等）还是正常负载.使用超过设定功率的电热负载时,系统会自动断电,经过设定时间的延时后自动送电.当电热负载解除后,系统保持送电,若仍有电热负载,将再次断电.

（5）免费基础电量自动设置.系统可对学校给每个学生每月/季度/年的免费用电量人工或自动进行设置.

（6）用电量预收费.用户预购电量低限时,系统自动提醒.当用户剩余电量为零时,系统自动切断该单元供电；用户交费后,系统自动恢复送电.

（7）用电数据、财务数据统计和查询.系统能产生时段、月、年等用电数据统计报表,可产生收费、退费时段,月、年的统计报表.并能对每个操作员进行收、退费统计和历史操作明细查询.

（8）系统操作分权限管理.管理员必须输入正确的用户名和口令才可以登录系统,进行权限内的各种管理操作.系统对操作员进行分级管理,分别设置不同的操作权限.

（9）系统操作日志、账户操作日志和追踪审计.系统自动对每个操作员的每一步操作在数据库中进行记录,对其所有操作产生工单记录,可以进行历史操作明细查询.

（10）自助售电功能.保证要有自助售电功能,可以与校园一卡通联网,实现圈存机自助售电.

（11）批量下发基础电量功能.系统能根据单户需要或批量下发基础电量,减少收费管理人员的工作量.能够按学期按宿舍动态分配电量,可以实现超额度另行计费功能.

2.系统工作原理及硬件构成

学生公寓用电监控系统采用载波电表/采集器/控制器随时抄录电表的读数/状态并按表号存放.智能数据网关通过低压电力载波定时自动巡检并抄录所有数据,上行与通信网络集中器通信,将数据通过校园网抄录并存入主控中心的网络服务器,再根据用户的需求进行用电量统计分析、收费管理、线损管理、安全监控、远程关断及定时断送电调整等.

3.系统传输方式

采用学校校园网的局域网内网传输数据；以太网设备IO/IOOM自适应,固定IP方式；数据通过加密在网络中传输；支持跨校区网络传输和系统管理.

4.服务及软件功能

基于工业监控级的实时WEB服务；分级授权及认证管理；支持MSSQLServer2000以上数据库系统；灵活的报表管理和报表导出功能；用电监控系统是以校园网为基础,采用B/S架构,利用先进的Inter技术,使现有零散的学生公寓用电管理智能化,真正实现数字化管理模式.

四、系统应用效果

广西师范大学学生公寓用电监控系统建立于2012年3月,从近一年的使用情况来看,该系统运行稳定、操作方便,让学生公寓管理者通过计算机即可全面了解各个终端的使用情况,极大地提高了工作效率,减少了管理成本.并且与原有机械表计计量相比,用电监控管理系统的计量准确率在99%以上,很好地解决机械表计使用年份久远,计量失准的问题（详见表1）,极大地杜绝了学生公寓计量浪费的现象,推进学校节能减排工作的发展.

五、结束语

教育系统不断更新变化,学生公寓管理需求的多样化对学生公寓用电管理提出了更高的要求.基于校园网的用电监控系统已在广西师范大学实施完成,系统运行稳定、数据准确可靠.用电监控系统的实现,有助于培养学生的节能意识及养成良好的作息习惯,并大大减轻繁琐的后勤管理工作压力.确保供电安全稳定的双路控制供电的用电监控系统建立,使学校节能减排工作由原来的半人工粗放式管理进入数字化智能化管理模式,推动了学校节能减排工作进入一个崭新的阶段.