【摘要】为应对高校宿舍中普遍存在的电力资源浪费及管理难题,本文对当前高校宿舍的电力使用状况进行了深入分析,并详细阐述了在节能背景下,加强高校宿舍电力管理的必要性。基于此,本文提出了一系列改进措施以及构建智慧监管平台的关键要素,旨在为相关工作人员提供有价值的参考信息。
【关键词】节能理念;高校宿舍;用电浪费;智慧监管平台
引言
在节能减排的大趋势下,高校精细化管理宿舍用电,增强师生节能意识,不仅显著提升电能使用效率,还能预防火灾等安全事故,保障师生生命安全。因此,迫切需求加强智慧监管平台的研究与应用,确保节能措施得到严格执行,促进高校可持续发展。
1 高校宿舍用电现状分析
1.1 高校宿舍用电浪费现象严重
国内高校普遍面临用电浪费问题,尤其在宿舍区域更为明显。众多电器设备,如吹风机、电饭锅等高功率设备长时间运行,消耗大量电能,导致资源浪费。学生普遍缺乏节约用电意识,未形成节约习惯,对电能重要性认识不足,常不经意间造成浪费,如忘记关灯、不拔充电器等。高校对宿舍用电管理不严,缺乏明确用电规定或规定执行不力,使得用电浪费难以控制。部分高校电力设施设计不合理,如电线裸露、插座安装不当,也是用电浪费原因之一。为解决这些问题,高校需采取措施,学生也应自觉培养节约用电习惯,共同维护良好用电环境。
1.2 高校宿舍用电存在重大安全隐患
部分宿舍私拉乱接电线(见图 1),为使用方便,学生私自拉接电线和插座,极其危险,易导致短路、过载等事故,可能引发火灾。使用未经认证的劣质电器,存在潜在安全风险。学生离开宿舍时,未能切断电器电源,可能导致电器过热、短路等问题,引发火灾。宿舍电力设施陈旧,部分高校电力设施使用年限过长,线路老化、设备陈旧,存在安全隐患,易引发火灾和其他安全事故。
图1 私拉乱接电线问题
1.3 学生安全用电意识不足
学生在安全用电方面的意识不足,主要表现在四个方面:首先,他们缺少基础的电学知识。由于对电的了解不够深入,学生们往往不知道如何安全地操作电器,这增加了触电等风险。其次,学生们常常不遵循安全用电的规则和标准,使用大功率电器(见图2),这可能导致安全事故的发生。第三,面对电器故障或电线问题,学生们往往不采取及时的应对措施,这可能会导致火灾或其他安全问题。最后,学生们往往忽视了用电高峰时段的影响。在这些时段,大量电器的使用可能会导致电压波动,从而引起电器损坏或火灾。因此,加强学生的安全用电意识是必要的,同时学校也应强化对学生在这一领域的教育和管理。
图2 违规使用大功率电器
2. 提升大学宿舍电力使用监管的重要性及改善方案
2.1 提升大学宿舍电力使用监管的重要性
提升大学宿舍电力使用监管的重要性,主要表现在四个层面:首先,确保学生安全。宿舍乃学生日常生活的关键空间,若电力监管不当,可能引发火灾、电击等安全事故,对学生的人身安全带来风险。强化电力监管,能够有效避免事故的发生,确保学生的人身安全。其次,节约能源。在倡导绿色节能的今天,加强电力监管有助于提升能源使用效率,减少资源浪费,降低能源成本。再次,提升学生电力安全意识。通过强化电力监管,能够增强学生的电力安全意识,促使学生形成节约能源、保护环境的良好习惯,这对他们未来的生活与职业发展极为有益。最后,优化学校管理。电力监管是大学管理的关键环节,强化电力监管能够提升学校的整体管理水平,使学校的管理更加科学和规范。
2.2 高校电力使用管理的优化方案
2.2.1 提升师生节约用电的意识
为了提升师生节约用电的意识,可以从以下五个方面着手:首先,强化宣传教育。通过开展节约用电的宣传教育活动,向师生普及节电知识,让他们认识到节电的重要性及具体做法。例如,在校园内张贴节电标语,设置宣传栏,举办知识讲座等。同时,可以邀请专家或社会人士来校进行节电示范,展示节电的实际效果。其次,制定电力使用规章制度,明确节电要求,对浪费电力的行为进行限制和处罚。例如,可以制定宿舍电力使用规定,限制使用时间、功率等。第三,学校可以建立激励机制。通过设立节电奖励,鼓励师生积极参与节电活动。第四,利用技术手段进行电力使用改造,提升电力使用效率。例如,安装节能灯具、智能插座等,减少不必要的电力浪费。最后,与当地政府、企业、社区等合作,共同推广节电理念和方法,营造全社会节电的氛围。
2.2.2 优化电费计量体系
通过优化电费计量体系,可以有效提升高校宿舍节约用电的效果。具体措施包括:首先,建立完善的计量体系。对学校的所有电力设备进行分类,据此进行电表安装和计量,选择合适型号和规格的电表,确保计量的准确性和可靠性。其次,制定合理的计量标准。根据学校的实际情况,制定合理的计量标准和费用标准,确保计量的公正性和合理性。第三,加强计量设备的维护和管理。定期对计量设备进行检查和维护,确保其正常运行,对损坏的设备要及时更换或维修,避免出现计量误差。最后,建立用电数据管理系统。将所有的用电数据纳入统一的管理平台,方便对用电数据进行查询、分析和利用。还要与供电部门建立良好的合作关系,定期进行交流,共同探讨用电管理方面的问题,提高电费计量体系的科学性和有效性。
3 节能背景下高校宿舍电力使用智慧监管平台构建要点
为了改善校园电力使用安全状况,需要构建起科学有效的智慧监管平台,实现对末端电力使用设备的全方位监测,避免火灾等安全事故的发生。
3.1 架构设计:高校宿舍用电智慧监管平台
在设计高校宿舍用电智慧监管平台架构时,必须综合考虑教室、宿舍、图书馆等区域的用电情况。构建智慧监管平台应涵盖以下五个层面:首先是数据采集层,负责收集宿舍用电信息,如电流、电压、电量等,主要通过智能电表等设备进行数据采集。其次是网络传输层,负责将采集的数据传送到平台,支持无线和有线等多种传输方式。第三是数据处理层,主要工作是处理采集的数据,包括数据清洗、异常检测、用电行为分析等,可利用云计算和大数据技术进行处理。第四是应用层,负责将处理后的数据应用于实际,如用电监控、安全预警、能耗管理等,需开发应用程序以实现具体功能。最后是用户界面层,旨在提供友好的用户界面,便于用户查看和操作,可通过Web界面、移动应用等手段实现。整个架构设计应考虑平台的可扩展性、稳定性、安全性,确保满足高校宿舍用电监管需求,同时保障数据安全和隐私。
3.2 物联网技术应用的加强
物联网技术发展迅猛,已广泛应用于多个行业。在构建智慧监管平台时,运用物联网技术可实现用电数据的实时采集和无线传输。在数据采集端,使用物联网传感器设备如智能电表、电流互感器等进行实时数据采集;在数据传输方面,采用物联网通信技术如LoRa、NB-IoT等,将数据传至智慧监管平台。物联网技术还能实现用电设备的远程监控,通过安装物联网通信模块,实时传输设备运行状态和电流电压数据至平台,并利用API或云平台进行远程监控和管理。此外,物联网技术可对用电数据进行智能分析和预警,通过实时处理和挖掘数据,及时发现异常用电情况、预测设备故障,为管理部门提供预警信息和决策支持。物联网技术的合理应用,有助于优化高校能源管理,通过整合和分析全校或特定区域的用电数据,全面掌握能源消耗情况,制定节能减排措施,提升能源利用效率。物联网技术还能促进用户与用电设备的互动,提升用户体验,学生可通过手机应用、微信公众号等查询用电数据、控制用电设备,实现设备的远程控制和智能化管理。
3.3 强调节能设备的运用
采用高效节能设备是提高高校宿舍用电效率的关键方法之一。例如,安装节能型电器,包括LED灯、节能型空调、低耗能热水器等,这些设备本身耗能较低,有助于减少能源的不必要消耗。同时,购买时应优先考虑带有能效标签的电器,并选择能效等级较高的产品。进一步地,推广智能控制技术的应用,例如智能插座和智能开关,通过手机APP或语音命令实现远程控制,包括定时开关和能耗监控等功能。此外,应增加太阳能、风能等可再生能源的使用。太阳能作为一种清洁且可再生的能源,合理利用它能减少对传统能源的依赖,从而降低能源消耗。利用智能监管平台,建立能源管理系统,实时监控和分析宿舍内的能耗数据,帮助管理人员掌握能源使用情况,及时发现并处理浪费问题。同时,定期检查和维护宿舍内的电器设备,确保其良好运行,延长使用寿命,减少能源浪费。综上所述,提高高校宿舍节电水平需从多方面着手,包括选购节能电器、运用智能控制技术、推广可再生能源、建立能源管理系统、加强设备保养等。通过这些措施的执行,可以显著提升高校宿舍的节电效果,降低能源消耗,推动可持续发展。
4 安科瑞关于学生宿舍有序用电管理解决方案
4.1 学生宿舍用电管理终端DDSY1352-xDM
安科瑞学生宿舍用电管理终端DDSY1352-xDM可以完美解决高校宿舍用电的管理问题,功能包括:
①一进多出:可以分3~5路照明/插座/空调/卫生间/备用,五路单独控制,单独计量,单独设置;
②恶性负载控制:具备恶性负载识别功能,自动识别宿舍规定禁止使用的各类违章电器(如热得快、电吹风、电热毯、暖手煲等)功能,自动断电,自动恢复,恢复次数可设,具备电器白名单管理功能;
③费控:欠费控制模式,此模式开启后,当剩余金额和基础免费金额都用完时,会自动跳闸;
④基础免费电量:可根据学校管理要求,对各宿舍提供给学生一定的免费金额;
⑤作息管理:设置节假日,工作日电表通断时间,时间段最多可设8段,以此控制宿舍作息。
⑥功率限制:每一路出线回路均可以单独设置功率限值,用于限制本回路接入电器功率,超过设定功率自动断电;
⑦夜间小电流:可以设置宿舍夜间小电流的使用,允许手机充电或夜灯使用;
4.2 学校安全用电监测及能耗计量体系
安科瑞提供具备能耗计量和电气安全监测功能的多功能电表和物联网仪表,帮助学校搭建三级计量体系,应用于学校的能耗管理和电气安全的在线监测和预警,为学校节能改造和消防安全提供数据支持。
5.3 高校用电智慧监管平台设计
安科瑞AcrelEMS-EDU校园智慧能源管理平台统筹高校教室、宿舍、图书馆等场所的总体用电状况。平台为校园设计完整的能源计量体系,包含以下4个层次:
数据采集层:该层的主要任务是采集学校各建筑包括学生宿舍、教学楼、图书馆等建筑用电数据,不同场所安装针对性电能管理仪表,完成用能数据采集的同时帮助完成用电管理功能。
网络传输层:该层的主要任务是将采集的数据传输到平台,可以通过LoRaWan/4G/WiFi等无线传输或校园局域网、专用光纤等有线传输等方式传输数据。
数据处理层:该层的主要任务是对采集的数据进行处理,包括数据清洗、异常检测、用电行为分析等,可以通过云计算、大数据等技术处理数据。
AcrelEMS-EDU校园智慧能源管理平台架构
应用层:这一层的主要任务是将处理后的数据应用到实际场景中,包括用电监控、安全预警、能耗管理、照明控制、能源策略控制、设备运维等,可通过WEB或手机APP访问平台数据,实现各类功能应用。整个架构设计考虑了平台的可扩展性、稳定性、安全性等因素,确保平台能够满足高校宿舍用电监管的需求。
AcrelEMS-EDU校园智慧能源管理平台主界面
AcrelEMS-EDU校园学生宿舍用电管理
AcrelEMS-EDU校园公共用能监测
5 结语
作为肩负教育、科研及服务社会重任的高校,同时也是能源消耗的主要单位,必须采取科学而有效的节能措施。同时,高校应加速构建智慧监管平台,以加强对终端用电设备的监控与管理。此外,高校还应创新用电管理的模式与方法,积极应用物联网等先进技术和设备,以有效解决用电浪费的问题。
--庄晓薪、郭舟、王振吉发表于《LOW CARBON WORLD》2024/4
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