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【摘要】为扎实推动公共机构节能降碳工作，不断提升公共机构节能治理体系和治理能力现代化水平，本文提出设计一个集能耗在线监测与统计、在线预警、能效对标等功能为一体的能源管理系统，以期能够利用大数据分析技术对公共机构能耗进行实时监测，并深度挖掘公共机构用能现状和水平，完善公共机构能耗监督考核制度，为我国“碳达峰、碳中和”目标的实现提供技术支撑。
【关键词】公共机构；能源管理系统；实时监测
0引言
公共机构是指全部或部分使用财政性资金的国家机关、事业单位和团体组织，包括各级党政机关、审判机关、检察机关等国家机关，教育、科技、文化、卫生、体育等事业单位，以及工、青、妇等团体组织机构。2021年6月，国家机关事务管理局和国家发展和改革委员会联合的《“十四五”公共机构节约能源资源工作规划》显示，2020年，全国公共机构约158.6万家，能源消费总量1.64亿t标准煤，用水总量106.97亿m3，因此，推行公共机构节能，是贯彻落实科学发展观，加快建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，也是公共机构加强自身建设、树立良好社会现象的必然要求[1]。开展节能工作的首要前提是发现用能问题，要明确掌握其能耗数据及构成，就必须对用能进行分项计量和实时分析[2]。本文主要研究能源管理系统及其在公共机构节能中的应用。
1系统设计
1.1系统概述
由于多数公共机构未能完善能源资源计量，未开展能源资源消费统计，能源资源消费数据不清晰，不能很好地掌握各用能区域、用能系统的能源消费量，同时缺乏考核机制及奖惩措施，使能源资源管理及节能工作无抓手[3]。基于HTML5技术开发的公共机构能源管理系统，可利用大数据可视化和预测性分析，对公共机构用电、用水、集中供冷量等能耗数据实现了在线监测、能耗统计以及能耗分析、建议等功能集成，是具有实时性、全局性和系统性的能源管理系统。图1为系统用户访问流程。
1.2系统特点
本系统采用扁平化及自适应网页设计，通过简单的图形、字体和颜色的组合，来达到直观、简洁的设计目的，同时，可根据浏览终端的不同大小，自动调整布局。
1.3系统功能设计
1.3.1系统架构。本系统架构采用C/S架构，包含界面层、业务逻辑层以及数据访问层三层框架。系统广泛使用AJAX无刷新技术，通过在后台与服务器进行少量数据交换，AJAX技术可以使网页实现异步更新。可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。1.3.2数字字典存储。本系统使用表dict_list保存系统中的常用参数，使用JQueryZtree开源树插件实现可视化操作，从而使本系统的数字字典在维护上非常便利，也为以后的扩展增加了弹性。1.3.3系统功能说明。根据公共机构用能特点，开发公共机构能源管理系统终端用户平台，实现对公共机构能源资源消耗数据的在线监测、存储和动态分析功能。主要包括以下功能模块：（1）能耗总览功能。展示公共机构过去24h用电能耗动态曲线图以及总能耗流向图。（2）在线监测功能。实时监测该公共机构能源资源消耗情况，主要包括：①分类能耗监测功能。分类监测公共机构的用电、用水、燃气等资源能耗；②分项能耗监测功能。对公共机构的电能耗按不同用途如空调用电、动力用电、照明用电、特殊用电进行监测；③采集点监测功能。实时监测每个采集点数据，主要包括：a.电支路监测功能，以曲线图或柱形图实时监测每个用电支路；b.水能耗监测功能，以曲线图或柱形图实时监测每个用水采集点；c.天然气能耗监测功能，以曲线图或柱形图实时监测每个天然气采集点。（3）在线预警功能。提前一个月以邮件形式把即将欠费的GPRS通信卡信息告知管理人员，对上传率过低的建筑物进行记录，统计监测建筑物的能耗数据漏传时间段，监控建筑物支路的在线状态，记录离线的支路，及时通知管理人员。（4）公共机构信息功能，记录每栋建筑如建筑名称、建筑地址、建筑面积等建筑详细信息。（5）能效对标功能，以各类公共机构能耗的全省平均值为标准，对公共机构单位面积能耗、人均能耗、人均用水量开展能效对标，并计算相应的节能、节水量，对有节能、节水潜力的监测对象标红以突出显示。（6）能耗报表功能，统计并分析公共机构用能情况。（7）文档管理，有序管理在能源监测项目过程中的各种文档、政策文件等。（8）系统设置，维护文档以及附件。（9）资源共享，系统与其他系统共享数据、连接互通的数据接口。
2项目应用
通过对既有数据的诊断分析，为建筑可能存在的节能潜力及未来的节能改造等需求提供依据，降低每年能源消耗的投资[4]。本系统已成功应用于多个项目中，并协助多家公共机构相继成功取得了“节约型公共机构”和“节水型单位”等称号或认证，弥补了其在能源资源节约与管理工作方面的差距，在公共机构中起了良好的带头示范作用。在实际应用中，能源资源管理系统主要由数据中心和用电数据采集系统组成。数据中心接收并存储其管理区域内的监测建筑能耗数据，并对能耗数据进行处理、分析、展示和，其主要由数据服务器、网络交换机、UPS电源系统以及能源管理系统软件组成。数据采集系统主要包括计量装置和数据采集器、数据采集设计和数据传输设计，该系统的主要功能是实时采集建筑能耗参数并将数据上传给数据中心，能耗参数可由具备数据传输功能的各种能耗计量装置检测并传输给数据采集器，数据采集器对数据进行处理后实时或定时上传给数据中心。能源管理系统软件功能及数据显示界面如图2、图3所示。
3结语
实现公共机构节能的前提是掌握公共机构的建筑用能状况，而实施公共机构能耗数据实时采集、动态监控是掌握公共机构的建筑用能状况的有效途径[5]，通过建立能源资源管理系统，开展能源资源消耗的分类、分项、分区、分时段计量，并实施能源资源消耗在线监测，实现对公共机构能源资源利用状况的汇总整合与统计分析，大幅提高能源资源管理水平、科学化和精细化管理程度和数据分析处理能力，弥补以往公共机构在能源资源节约与管理工作方面的差距，起到了良好的带头示范作用。
参考文献
[1]林军.公共机构能耗数据监测系统的研究[J].建筑节能，2013，41（3）：50-53.
[2]郑平.基于能耗监测系统的建筑用电分析及节能探讨[J].机电技术，2013，36（1）：121-124.
[3]陈晓梅，敏.公共机构能源资源管理存在的问题与解决对策[J].能源与节能，2018（12）：180-181.
[4]何晓燕.上海市公共机构能耗监测平台设计与应用[J].智能建筑，2016（6）：74-77.
[5]张孝军，吴军，毛林伟.公共机构能源动态管控系统介绍[J].上海计量测试，2020，47（6）：51-53.
作者:张婕 罗运有 单位:广东省建筑科学研究院集团股份有限公司
