【摘要】校園用能運(yùn)維業(yè)務(wù)是高校貫徹落實(shí)國家“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的重要抓手，本文主要從校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)工作的現(xiàn)狀、建設(shè)目標(biāo)、體系框架和具體內(nèi)容要求四個(gè)方面進(jìn)行介紹和分析，為實(shí)現(xiàn)高校能源利用效率的顯著提升提供參考。

【關(guān)鍵詞】高校；智慧用能運(yùn)維；關(guān)鍵技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)化

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.015

【基金項(xiàng)目】本文受中國教育后勤協(xié)會(huì)2021年課題“‘雙碳目標(biāo)下的高校能源管理研究”（YBKT2021041），中國教育后勤協(xié)會(huì)2022年課題“高校校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（YBKT2022065）資助。

Discussion on the

Standardization Construction of Key Technologies for Intelligent Energy Utilization， Operation and Maintenance in University Campuses

MI Xin

（Shenyang University of Technology， Shenyang 110870， China）

Abstract： Campus energy operation and maintenance business is an important lever for universities to implement the national strategy of "carbon peaking and carbon neutrality". This article mainly introduces and analyzes the current situation， construction goals， system framework， and specific content requirements of key technologies for campus smart energy operation and maintenance， providing reference for achieving significant improvement in energy utilization efficiency in universities.

Keywords： colleges and universities； iintelligent energy utilization， operation and maintenance； key technologies； standardization

校園用能運(yùn)維業(yè)務(wù)是高校后勤日常運(yùn)行管理中不可或缺的工作，也是高校貫徹落實(shí)國家“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的重要抓手。智慧用能運(yùn)維主要指通過人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的融合應(yīng)用，在數(shù)據(jù)層面實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的科學(xué)提取和智慧治理，在業(yè)務(wù)層面實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化巡檢、主動(dòng)化運(yùn)維和智能化診斷等校園能源運(yùn)維治理功能的業(yè)務(wù)聚合、流程整合和數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)高校能源利用效率的顯著提升。為推動(dòng)校園智慧用能運(yùn)維項(xiàng)目落地實(shí)施和取得良好效果，提高智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化水平，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評(píng)估和監(jiān)督管理成為必然選擇。

高校校園智慧用能運(yùn)維的范圍主要包括供電系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、生活供水系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、中水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)等。其中供電系統(tǒng)是最復(fù)雜、最常用的用能系統(tǒng)。因此，本文中的用能運(yùn)維，如無特殊說明，主要指供電系統(tǒng)的運(yùn)維。

1校園用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀

1）亟須統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口。校園用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)，從設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)到能耗計(jì)量，從環(huán)境監(jiān)測(cè)到巡檢巡視，從狀態(tài)感知到輔助決策，涉及的軟硬件產(chǎn)品和廠家數(shù)以千計(jì)，大部分廠家只從自建體系角度出發(fā)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析及存儲(chǔ)，給用能運(yùn)維工作的綜合應(yīng)用和持續(xù)開展帶來非常大的困擾。

2）校園用能規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)高校能源管理能力提出了較高要求，傳統(tǒng)的“望、聞、問、切”式的運(yùn)維管理手段和“發(fā)現(xiàn)問題后再處理問題”的被動(dòng)式管理模式，導(dǎo)致了運(yùn)維成本高、效率低，已無法滿足廣大師生快速增長的用能服務(wù)需求。

3）用能運(yùn)維設(shè)備臺(tái)賬和運(yùn)行記錄缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、電子化的管理手段，導(dǎo)致臺(tái)賬和記錄分散、易損壞丟失，影響管理和決策效率，無法實(shí)現(xiàn)有效的用能運(yùn)維情況預(yù)測(cè)和異常預(yù)警。

4）現(xiàn)有的新技術(shù)、專業(yè)軟件缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)功能規(guī)范和集中管控手段，數(shù)據(jù)無法共享，容易形成數(shù)據(jù)孤島、信息孤島。另外，人工巡視仍占主體，運(yùn)維過程中因人為因素導(dǎo)致的不確定性頻發(fā)。新技術(shù)應(yīng)用的潛能未能發(fā)揮，新技術(shù)對(duì)運(yùn)維工作的減負(fù)效能尚未顯現(xiàn)。

2校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)目標(biāo)

2.1平臺(tái)接口標(biāo)準(zhǔn)化

從用能運(yùn)維的需求出發(fā)，建立統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、開放的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)接口體系，校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)的第三方軟硬件設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)無障礙擴(kuò)展接入。

2.2管理手段透明化

建立設(shè)備智能監(jiān)測(cè)和感知標(biāo)準(zhǔn)化體系，通過現(xiàn)場(chǎng)各類傳感器實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)，將溫度、電流、電壓等各類信息采集后上傳到智慧用能運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)平臺(tái)”）。運(yùn)維人員可實(shí)時(shí)查看設(shè)備的運(yùn)行工況，同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)智能地分析設(shè)備健康狀態(tài)，有問題時(shí)及時(shí)預(yù)警，由被動(dòng)運(yùn)維逐步向主動(dòng)運(yùn)維轉(zhuǎn)變。

2.3數(shù)據(jù)信息電子化

建立供電設(shè)備全壽命管控標(biāo)準(zhǔn)化體系，打通“數(shù)據(jù)→信息→知識(shí)→判斷→智慧”全過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期全過程跟蹤管理和預(yù)測(cè)性制定維護(hù)計(jì)劃，提升用能運(yùn)維效率和質(zhì)量。

2.4系統(tǒng)平臺(tái)集成化

通過集成能耗計(jì)量和設(shè)備監(jiān)測(cè)等各類信息到同一平臺(tái)，利用智能化、遠(yuǎn)程化和自動(dòng)化的方法來提高運(yùn)維水平和效率，強(qiáng)化用能運(yùn)維的狀態(tài)感知、缺陷發(fā)現(xiàn)、設(shè)備管控、預(yù)警和應(yīng)急處置能力，降低人為因素引起的不確定性，有助于信息管理，打破信息孤島，建立標(biāo)準(zhǔn)化的智慧用能運(yùn)維平臺(tái)體系。

3校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)總體框架

高校校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)總體架構(gòu)分為基礎(chǔ)信息與格式規(guī)范、能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)功能標(biāo)準(zhǔn)、智慧用能運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)功能規(guī)范、數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、安全監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等七大類，如圖1所示。

1）基礎(chǔ)信息與格式規(guī)范：包含智慧用能運(yùn)維系統(tǒng)總體框架、用能側(cè)計(jì)量與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)編碼規(guī)范、供能側(cè)計(jì)量與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)編碼規(guī)范、能源品種采集規(guī)范等。

2）能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)：包含能源計(jì)量設(shè)備選型要求導(dǎo)則、運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備選型要求導(dǎo)則、能源計(jì)量設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)技術(shù)規(guī)范、能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備安裝技術(shù)規(guī)范、能源計(jì)量設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)規(guī)范等。

3）技術(shù)功能標(biāo)準(zhǔn)：包含智能巡視與聯(lián)動(dòng)技術(shù)規(guī)范、圖像識(shí)別與判別技術(shù)規(guī)范、紅外診斷與分析技術(shù)規(guī)范、狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警技術(shù)規(guī)范、三維實(shí)景與可視技術(shù)規(guī)范、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等。

4）系統(tǒng)平臺(tái)功能規(guī)范：包含智慧用能駕駛艙、智慧能源管控、設(shè)備全生命周期管理、故障智能預(yù)警、設(shè)備遠(yuǎn)程智能控制、運(yùn)維業(yè)務(wù)全流程管控、歷史記錄、移動(dòng)端功能等。

5）數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：包含能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備接口協(xié)議規(guī)范、網(wǎng)關(guān)接口協(xié)議規(guī)范、數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議規(guī)范、系統(tǒng)平臺(tái)接口協(xié)議規(guī)范等。

6）安全監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：包含系統(tǒng)平臺(tái)安全規(guī)范、網(wǎng)關(guān)安全檢測(cè)規(guī)范、數(shù)據(jù)庫安全規(guī)范等。

7）驗(yàn)收維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：包含系統(tǒng)平臺(tái)驗(yàn)收規(guī)范、系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范、能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行維護(hù)規(guī)范等。

4高校校園智慧用能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)具體內(nèi)容要求

4.1基礎(chǔ)信息與格式規(guī)范

該部分對(duì)高校校園智慧用能運(yùn)維涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，明確數(shù)據(jù)采集來源、數(shù)據(jù)記錄和編碼原則，用于指導(dǎo)建立能源數(shù)據(jù)記錄制度、數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，確保用能運(yùn)維各核心內(nèi)容之間在數(shù)據(jù)層面的互聯(lián)互通，主要包括：

1）供能側(cè)計(jì)量與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)編碼規(guī)范，主要指供電、供熱、供冷、燃?xì)?、生活供水、鍋爐、中水、污水、雨水、可再生能源等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則和約定。

2）用能側(cè)計(jì)量與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)編碼規(guī)范，主要指照明、能源基礎(chǔ)設(shè)施、學(xué)生宿舍區(qū)、辦公教學(xué)區(qū)、食堂、場(chǎng)館、空調(diào)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、車輛等用能系統(tǒng)數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則和約定。

3）能源品種采集規(guī)范，明確了高校能源采集涉及的種類，并對(duì)采集能源進(jìn)行分類，通過對(duì)儀表和高校已有相關(guān)系統(tǒng)中采集能源數(shù)據(jù)的方式，指導(dǎo)高校數(shù)據(jù)采集工作，保證高校能耗數(shù)據(jù)采集工作的有序、順利開展。

4.2能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

1）能源計(jì)量設(shè)備選型要求導(dǎo)則，對(duì)高?？茖W(xué)、合理選擇配備能源計(jì)量器具，保證準(zhǔn)確計(jì)量，提供技術(shù)參考。

2）運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備選型要求導(dǎo)則，對(duì)高?？茖W(xué)、合理選擇配備運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備，保證有效監(jiān)控，提供技術(shù)參考。

3）能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備安裝技術(shù)規(guī)范，規(guī)定了水流量、電能、燃?xì)饬髁俊?、油流量、稱重等能源計(jì)量裝置以及主要運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備的安裝技術(shù)要求。

4）能源計(jì)量設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)技術(shù)規(guī)范，規(guī)定了水流量、電能、燃?xì)饬髁?、熱、油流量、稱重等能源計(jì)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)技術(shù)要求。

5）能源計(jì)量設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)規(guī)范，規(guī)定了高校能源計(jì)量器具現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)的內(nèi)容、要求、方法和程序，適用于各高校所用能源計(jì)量器具的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)和考核。

4.3技術(shù)功能標(biāo)準(zhǔn)

該部分對(duì)高校校園智慧用能運(yùn)維涉及的智能巡視與聯(lián)動(dòng)技術(shù)、圖像識(shí)別與判別技術(shù)、紅外診斷與分析技術(shù)、狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警技術(shù)、三維實(shí)景與可視技術(shù)、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等技術(shù)的功能進(jìn)行規(guī)范，使相關(guān)技術(shù)在校園用能運(yùn)維各場(chǎng)景得到更好的應(yīng)用。

4.4系統(tǒng)平臺(tái)功能規(guī)范

該部分對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)的功能模塊進(jìn)行劃分，并對(duì)每項(xiàng)功能模塊和子模塊進(jìn)行詳細(xì)說明，具體包括以下幾個(gè)方面。

1）智慧用能駕駛艙：提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，便于用戶隨時(shí)掌握校園電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，了解各組織層級(jí)電力系統(tǒng)的用電負(fù)荷情況、能源使用、電站穩(wěn)定性、能源流向等關(guān)鍵信息。

通過畫面顯示故障、預(yù)警報(bào)警數(shù)量與具體內(nèi)容，結(jié)合語音播報(bào)告警內(nèi)容的方式提醒值班人員，幫助用戶快速發(fā)現(xiàn)異常情況并采取適當(dāng)?shù)拇胧苊怆娏ο到y(tǒng)故障的發(fā)生，保證校園電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

2）智慧能源管控：依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，對(duì)能源利用情況分區(qū)域、分類、分時(shí)、分項(xiàng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與分析，打通系統(tǒng)間豎井，消除信息孤島，構(gòu)建數(shù)字化能源系統(tǒng)。

幫助能源管理部門精準(zhǔn)掌握用能詳情，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源設(shè)備設(shè)施運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)智能告警、能效對(duì)標(biāo)、能效分析，為能源管理人員提供關(guān)鍵指標(biāo)的細(xì)化、深化分析和決策依據(jù)，提升校園能源管理決策效率。

3）設(shè)備全生命周期管理：記錄設(shè)備產(chǎn)品信息、安裝信息、資產(chǎn)文檔、運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備維保等全生命周期數(shù)據(jù)。

建立設(shè)備臺(tái)賬管理及維護(hù)檔案，記錄設(shè)備的產(chǎn)品信息、安裝信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、告警、運(yùn)維記錄等全生命周期。通過開展設(shè)備維護(hù)檢修管理，可以確保設(shè)備得到及時(shí)且有效的維護(hù)。定期的檢修計(jì)劃、提醒和逾期告警機(jī)制有助于確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長設(shè)備壽命。二維碼記錄和故障上報(bào)功能簡(jiǎn)化了檢修過程，提高了工作效率。

自動(dòng)推送巡檢工單則保證了設(shè)備定期巡檢的完成以及數(shù)據(jù)的記錄和管理。這些措施將為設(shè)備維護(hù)檢修管理提供便利，并為設(shè)備的可靠運(yùn)行提供支持。

4）故障智能預(yù)警：通過與接入設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視功能對(duì)接，實(shí)現(xiàn)即時(shí)報(bào)警和精確定位。

能源管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警情況。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警事件時(shí)，平臺(tái)會(huì)通過微信、短信等方式通知相關(guān)運(yùn)維人員，以減少不必要的損失。平臺(tái)同時(shí)提供了報(bào)警智能診斷功能，以提高報(bào)警發(fā)現(xiàn)、報(bào)警處理的效率，減小報(bào)警造成的影響。

5）設(shè)備遠(yuǎn)程智能控制：通過網(wǎng)絡(luò)連接，能源管理人員可以遠(yuǎn)程一鍵遙控?cái)嗦菲鞣趾祥l，同時(shí)平臺(tái)支持對(duì)多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行定時(shí)控制（選擇設(shè)置定時(shí)周期、分合閘動(dòng)作時(shí)間）。為防止誤操作，在操作時(shí)用戶須先輸入正確的控制指令，系統(tǒng)校驗(yàn)成功后，才被允許進(jìn)行控制操作。

6）運(yùn)維業(yè)務(wù)全流程管控：在目前高校后勤體制改革的大背景下，普通線下運(yùn)維模式已無法滿足市場(chǎng)需求，迫切需要智能化線上運(yùn)維管理和服務(wù)平臺(tái)，平臺(tái)根據(jù)高校需求反饋，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，提供配套線上運(yùn)維服務(wù)，全方位監(jiān)視用戶配電平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)。

7）歷史記錄與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：能源管理人員可以使用平臺(tái)查詢某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的各類遙測(cè)越限事件，如電壓、電流、功率等，查詢結(jié)果包括發(fā)生時(shí)間、區(qū)域信息、設(shè)備名稱、參數(shù)名稱、類型、告警值和限定值等相關(guān)信息，方便監(jiān)控和管理遙測(cè)越限事件。

8）移動(dòng)端功能：系統(tǒng)平臺(tái)通過云端實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP端的監(jiān)控功能。

移動(dòng)端APP主要包含五大核心功能模塊：首頁、在線監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、能耗分析和運(yùn)維管理。能源管理人員可以通過手機(jī)APP隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控和管理。

4.5數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1）能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備接口協(xié)議規(guī)范：明確規(guī)定了能源計(jì)量與運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備具體接口協(xié)議內(nèi)容，保證相關(guān)設(shè)備與系統(tǒng)的通信。

2）網(wǎng)關(guān)接口協(xié)議規(guī)范：明確規(guī)定了網(wǎng)關(guān)與其他設(shè)備或系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信的規(guī)則和格式。

3）數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議規(guī)范：明確規(guī)定了在數(shù)據(jù)通信過程中，數(shù)據(jù)的傳輸格式、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、通信方式、錯(cuò)誤處理、安全性等規(guī)則和約定。

4）系統(tǒng)平臺(tái)接口協(xié)議規(guī)范：明確規(guī)定了系統(tǒng)平臺(tái)具體接口協(xié)議內(nèi)容，保證其他第三方設(shè)備和軟件可以與系統(tǒng)平臺(tái)互聯(lián)互通。

4.6安全監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

該部分從安全防護(hù)、功能安全、信息安全技術(shù)等角度對(duì)高校提出相關(guān)建議，保證整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)和相關(guān)設(shè)備的本身安全和能源數(shù)據(jù)信息安全。

4.7驗(yàn)收維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

該部分對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)及相關(guān)設(shè)備的驗(yàn)收流程、驗(yàn)收范圍、驗(yàn)收條件等作出詳細(xì)要求，統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，保證建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)和相關(guān)設(shè)備的后期運(yùn)行維護(hù)作出具體要求，明確運(yùn)行維護(hù)范圍和標(biāo)準(zhǔn)，保證高校校園智慧用能運(yùn)維項(xiàng)目的長期、可持續(xù)運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]龐宏源.智能電力運(yùn)維管理云平臺(tái)[J].山西電子技術(shù)，2020（2）：62-64.

【作者簡(jiǎn)介】

米欣，男，1980年出生，沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧碳中和創(chuàng)新研究院副院長，碩士，研究方向?yàn)槟茉垂芾怼?/p>

（編輯：侯睿琪）