项目名称：湖南师范大学水电能耗监测及计量计费系统项目

系统类型：高等院校

解决方案：水电能耗监测及计量计费系统

服务单位：旺远信息

项目简介：

2014年威胜中标了湖南师大节能监管平台，以交钥匙的方式承担了整个项目的建设，该项目建设范围包括湖南师范大学二里半校区50栋建筑，54个箱变/配电间，10个市政水管入水口，安装电表、水表进行用电用水监测，平台共覆盖徐晓162栋建筑，近45万平米建筑面积。我公司负责校园节能监管平台建设环境勘查以及建设方案设计；电表、水表、气表、能源网关等计量装置、通信装置安装调试；提供了节能监管平台搭建以及相关服务器部署调试以及演示中心及节能办公室装修改造；并且负责用于节能监管平台的光纤专网建设；完成了通信采集服务器、WEB应用服务器、数据库服务器、防火墙等机房建设；并且完成了配电间视频监控工程。
  2015年5月，该项目顺利通过住建部、教育部组织的联合验收。
  2016年进行了湖南师范大学节能监管平台二期建设，将能耗监测平台系统拓展到南院校区、咸嘉湖校区、桃花坪校区等校区，在以上校区新安装智能水电表、数据采集器以及网络通信工程；并对二里半进行能耗监测平台提质改造，进一步完善DMA分区计量，对部分老化IC卡电表进行替换并能实现远程集抄等；在原有一期平台功能基础上，优化展示界面、开发部分新功能，并新开发和兼容地下三维管线系统；与学校理学院共享能耗数据，搭建学生实训、老师科研数据基地。
  2017年进行了学生宿舍水电计量计费的改造，通过更换智能水电表，实现了远程预付费、远程自动抄表、统计分析模块结合在一起，构建一体化系统平台，支持预付费、后付费、综合收费和阶梯收费，支持窗口现金支付、终端机自助缴费、移动POS机充值、微信支付和网上缴费等多种方式，支持分时价格、基本价格、综合价格、阶梯价格、组合价格的管理。支持对表具的远程拉合闸、远程设参、远程实时抄表。支持日、月、年报表、缴费明细报表、缴费汇总报表等。可以通过微信公众号查询账户信息、用量信息，可通过微信缴纳水电费。支持自助营业终端，具有自助充值、查询、打印以及智能管理功能，具备24小时无人值守的自助服务特性，最大限度的拓宽了业务办理渠道、业务场所及最大程度的人性化服务。

项目现状：

 湖南师范大学五个校区的教学用房、行政用房和学生宿舍，总建筑面积为483347.07平方米，在校学生和教职工共40700人。目前学校主要能源种类为：电力、水、天然气三种，主要是供教学、办公、日常生活所消耗。

1) 校区基础设施改造刻不容缓
  湖南师范大学咸嘉湖校区（系原湖南医学高等专科学校）、桃花坪校区（系原湖南教育学院）、张公岭校区（系原湖南政法管理干部学院）的水电管网已投运多年，管网陈旧老化。因年代久远、缺乏资料，已无法查找埋设管道的具体地点。急需对上述三个校区的基础设施进行全面改造，发现潜在漏损问题。
  2) 电力增容迫在眉睫
  湖南师范大学咸嘉湖校区、桃花坪校区、张公岭校区均不同程度地存在供电紧张、缺电、少电现象，必须进行新一轮的电力增容。其中咸嘉湖校区、张公岭校区的供电网络仍在使用20年前的架空供电线路，线径偏小，线路损耗大，经常造成教学、科研所需的仪器设备不能正常使用。
  3) 两水两电分离势在必行
  湖南师范大学除为全体师生员工的教学、科研、办公提供水电保障外，还承担了校内4000多户教职工和校外300多用户的水电供应工作，其容量约与教学、科研、办公需求相当。因学校各校区电力增容压力日益增大，从发展情况看，应在将学校转供用户全部划归电业局和自来水公司直供的同时，逐步对学校生活用电与教学科研用电实行分离，将具备条件的生活区移交水电部门直供，以腾出资金重点建设教学、科研用水、用电网络，优化水电供应和使用环境。
  4) 空调设备急待节能改造
  随着社会的不断进步，空调设备消耗电能所占比重日益增大，据不完全统计，每年春秋两季空调设备的用电负荷相当于最冷或最热当月的40%左右，因此需对空调设备进行节能改造，并有效控制空调的使用时间和温度设置。
  5) 水电网络及终端节能工作任重道远
  因湖南师范大学办学历史较长，地下管网错综复杂，急需健全水电管网档案和建立水电流向的监控机制。学校虽然已于2008年开始启动了部分节水器的安装工作，但学生宿舍和教学楼等公共区域的水龙头、淋浴龙头还未安装节水装置，照明及配电设备节能改造更是一片空白。
  6) 节约意识有待进一步加强
  由于教学、科研和办公用水、电均由学校统一付费，少数师生员工办学成本意识不强，节能环保意识薄弱，存在一定程度的浪费现象。因此加强制度建设、科学制定学校各部门水电指标体系势在必行。

面临的问题：

自2010年湖南师范大学全面启动用电改革工作以来，改革工作进展顺利、运转正常，基本实现了用电改革“用得上、控得往、压得下”的预期目标；用电改革稳步推进、成效初显，师生员工节电意识明显增强，各单位齐抓共管的氛围初步形成，用电管理工作上了一个新的台阶。但由于水电数据抄收全部依赖人工，无法实现在线监测和数字化管理，尤其是对地下供水管网的跑冒滴漏和各二级单位、独立楼栋的用水情况未能做到即时监测和水平衡管理，已严重制约学校水电管理水平的进一步提升。
  根据政府要求和申报方案，学校建筑节能监管平台建设应与高校后勤管理、数字化校园建设等工作充分整合，通过对水电气表数据的自动采集和分类分项统计，实现即时在线能耗统计、能耗公示、能效分析和能源审计。具体而言，在加强用水管理方面，计划通过计量分区、夜间最小流量监测等手段进行水平衡测试，及时锁定漏水发生区域，为及时维修提供技术支撑，从而优化供水管网运行，降低管网漏失率，提升学校供水管理水平；在加强用电管理方面，通过实现用电指标的自动执行和自动报警，进一步提升学校用电管理水平，为深化用电改革提供可靠的技术支持；在加强用气管理方面，对餐饮服务中心、国际学术交流中心等集中使用天然气的单位进行装表和监测。
  高校是为社会培养高素质人才的重要基地，是学生学习和生活的场所，水电气能源的安全及稳定供应是最基本的要求。针对学校后勤保障的人员有限的现状，学校后勤部门要完成保质保量，且安全地供水供电的目标，利用视频监控系统实现远程无人值守，快速巡检等功能，十分有必要。能够保证后勤管理人员能对水电系统进行科学管理，并确保水电设施的财产安全。在校园信息化建设的基础上，对于上述问题，亟需建设一套先进可靠的高校水电中心视频监控管理系统，来监督保障校园水电设施的稳定运行，以及水电计费与收费。

解决方案：

在校方指定位置建立校园能源管理控制中心，将各栋楼宇现场读取的能源计量数据通过校园光纤专网传至数据中心，校领导和管理人员依据不同权限可访问中心服务器，实时查看能耗情况，以及学生用水电的收费等。
  各幢楼的管理人员根据所设置的权限不同可查看或只可查看本楼的能耗计量数据，无法访问其它楼的数据。
  数据中心采用ORACLE数据库进行存储管理，同时方便将来其他系统扩展使用。
  节能监管平台的总体架构由一个能源控制管理中心，能源控制管理中心设置在学校信息中心，由节能监管平台系统统一安排专人管理。
   平台为三层架构：
   数据采集层—主要通过能源网关，采集电表、水表、气表等能耗数据，并通过校园光纤专网，将能耗数据上传至能源管理中心；
   数据存储层—主要负责对能耗数据进行汇总、统计、分析、处理和存储；
   数据展示层—主要对存储层中的能耗数据进行展示和发布。
  各功能模块通过节能监管平台统一管理，同一入口原则。用户登录进行严格的身份验证与权限控制，按用户角色类型，划分不同的权限，保障系统安全性与稳定性。
  平台主要包括如下功能：数据采集、数据处理、代码管理功能、部门管理功能、区域与建筑管理功能、分类区域管理功能、区域配置管理功能、用户与权限管理功能、功能信息管理功能、日志管理功能等。

项目特点：

1) 智能能源网关、数据中转站、高校建筑节能监管平台均完全按照建设部、教育部相关导则实现，完全符合国家相关要求。
  2) 能源管理一体化：集成了学生寝室水电气预付费管理、能耗数据采集、能耗数据监测及控制、能源管理及分析、能耗指标制定及考核、能源审计、节能改造、视频监控、校园地理、新闻发布等全流程应用，能够支持能耗监测系统的效益长期、最大化的发挥，而不仅仅是数据采集。
  3) 系统具备对各类水电气热各类计量表计、各种数据采集器及各种通信方式（光纤、网络、拨号、专线、GPRS、CDMA、GSM、载波等）的接入能力，支持各类规约库和通道库，规约和通道扩展便捷；具备丰富的接入和现场经验，能有效解决能耗监测系统建设与使用过程中面临的最大难点---设备接入和通道问题。
  4) 系统设计及架构先进、实用，平台化、结构化、可扩展性思想贯穿设计及开发的全流程。采用了许多先进实用的管理方法提高系统实用性等，如自动统计分析能耗，数据分析采取易于理解和问题追踪的数据下钻分析法，可从宏观现象逐层分解发现问题的根源并确定主要问题。支持二次开发平台，系统应用易扩展；所有功能模块均采用B/S方式（除数据采集外），符合应用发展的趋势；具备软件狗功能，进行自维护，最大化系统可靠性。
  5) 实现能耗数据按建设部和教育部数据传输格式自动向上级中心站传输数据。
  6) 具备电能质量监测（需电能质量监测仪支持），通过威胜集成的治理方案，实现电源净化、设备保护、电能节约。可扩展利用威胜中心站的变压器、电机、水泵等设备的能效评价和分析功能，实现对设备的分层次的静态评价、动态评价、综合评价。同时威胜还具备epc项目的运营托管平台，系统数据可通过公网转发至威胜epc项目运营托管平台，协助高校进行合同能源管理项目的管理和运营。
  7) 通过采用高精度电子式大口径水表，采用总线方式与能源网关通信，能源网关与节能监管平台通过光纤专网通信实现数据交互。从而实现对整个供水管网和供水末端（大用户）的精确计量、实时监测和重点监控、水平衡分析。

实施效果：

节能监管平台能为学校管理和决策提供准确、可靠的数据支撑和技术支持，辅助以能耗监测、统计和分析技术手段，找出能源浪费的关键环节，并采取有效的节能措施和管理办法加以改进从而达到管理节能的目的，也可以辅助对已耗的能源利用效率进行评估及未来能源使用需求趋势的分析，提升学校的能源管理和决策水平，打造学校后勤数字化管理平台。
  节能监管平台的建设实现了“六化”，即“能耗数据化、数据可视化、节能指标化、管理动态化、决策科学化、服务人性化”。其中，“能耗数据化”和“数据可视化”主要体现了能源监测的功能，即可通过各类智能能源网关、计量表具、节能监管平台的建设，完成能耗数据的数字化采集、统计和分析。“节能指标化”和“管理动态化”主要体现了能源监管的功能，即可通过对各类能耗数据的分析，制定合理能耗指标，实现定额化管理、预测性管理等能源管理的新手段。“决策科学化”和“服务人性化”则是节能监管平台建设的核心目标。
  节能监管平台建设应强调“以人为本”，其服务性至少包括三个方面：一是服务于广大师生的能源使用；二是服务于学校后勤部门的能源管理；三是服务于学校领导的能源决策。
   高师楼北栋100口径水表，正常情况下第天用水量为25m³左右，在3月份发现水表每天用水量为680m³，通过建筑节能监管平台用水管网分析发现每天的漏损为640m³，经过现排查确实是管道有爆管情况，造成水流失。通过及时检修有效堵住了该漏损点。
                   效益分析计算公式如下：
                   日漏损量×漏损天数=漏损总数
                   640m³×1年（365天）=233600m³
                   漏损总数×水的标煤标准=总标煤
                   233600m³×0.2429kg=56741.44kg
                   漏损总数×用水单价=漏损总价
                   233600m³×2.68(吨/元)=626048元
                   结论：通过校方水电中心和维修中心对管道修补后平均每年可以减少626048元。
                   湖南师大节能监管平台从2015年2月开始试运行，共发现高师楼北栋总水表、学堂坡4-10栋区域市政供水总表，学堂坡11栋水表、研究
                   生5舍总水表、江边鱼池水表、长塘山出租房水表共6处漏点。
                   节能监管平台投运以来，用水管网已发现6个漏点，一年可以节约水费约260万元。

现场图片：

1) 设备安装规范

2) 自助缴费机

3) 安装地点

4) 所用设备