摘要
随着 “双碳” 战略推进与智慧校园建设深化，高校作为人员密集、用能场景复杂的公共机构，传统能源管理模式已难以满足 “安全可靠、高效节能、便捷运维” 的需求。本文针对校园能源系统 “配电安全风险高、能耗分析粗放、终端管控薄弱、能源站效率低” 四大核心痛点，提出 “配电自动化筑基 — 综合能源管理中枢 — 公共区域精准管控 — 能源站 AI 优化” 的全链条智慧能源系统建设方案。通过技术整合与功能协同，论证该方案在提升供电安全性、优化能源利用效率、降低管理成本、助力绿色校园建设等方面的核心价值，为高校能源管理数字化转型提供实践路径。
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关键词：智慧校园；能源管理系统；配电自动化；AI 控制；双碳目标
一、引言
高校作为人才培养与科研创新的核心载体，其建筑面积普遍超过 10 万平方米，涵盖教学楼、实验室、宿舍、体育馆等 10 余种功能建筑，用能需求呈现 “多类型、大波动、高要求” 特征 —— 实验室需 24 小时稳定供电以保障精密仪器运行，教学楼需随课程表动态调整照明空调能耗，能源站需在冬夏高峰时段满足数千人的冷热需求。
展开剩余91%然而，当前多数高校仍采用 “人工巡检 + 传统软件统计” 的能源管理模式，不仅难以应对复杂用能场景，更与国家 “双碳” 目标（2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和）及《智慧校园建设指南》中 “能源精细化管理” 的要求脱节。据教育部《高校绿色校园建设评价标准》数据，传统管理模式下高校能源浪费率达 15%-25%，配电故障导致的突发停电事件年均 1-3 次，既影响教学科研秩序，也造成大量能源与经济损失。
在此背景下，构建覆盖 “能源供应 — 消耗 — 管控 — 优化” 全链条的智慧能源系统，已成为高校破解传统管理痛点、实现 “安全用电、高效用能、绿色低碳” 目标的必然选择。
二、传统校园能源管理的现状与核心痛点
（一）配电系统：安全风险高，运维效率低
校园变电站、变电所、配电房作为电力供应 “心脏”，其二次设备（测量仪表、继电保护等）多为独立运行，依赖人工巡检：
故障响应滞后：人工巡检周期通常为 1-3 天，若配电线路出现过载、短路或设备温升异常，难以及时发现，易引发 “小故障扩大为大面积停电”，如某高校曾因配电房开关触点老化未及时察觉，导致 3 栋教学楼停电 4 小时，影响 20 余堂课程； 运维成本高：校园配电设施分布散（多则十余处配电房），运维人员需每日现场记录数据、排查隐患，人均管理面积不足 1 万平方米，人力成本占能源管理总费用的 30% 以上； 环境风险难管控：配电房温湿度、烟雾等环境因素直接影响设备寿命，但传统模式缺乏实时监测，曾出现因夏季高温导致配电设备跳闸、因潮湿引发线路短路的案例。（二）能耗分析：数据粗放，无法支撑精准节能
传统能耗分析软件仅能统计校园总电、水、气能耗，存在 “三无法”：
无法定位细节：仅知 “月度总耗电 100 万度”，但无法拆分 “教学楼与宿舍各耗多少”“某实验室恒温设备耗电占比”，难以识别高能耗节点； 无法关联责任：能耗数据与管理部门脱节，若某院系办公区能耗超标，无法明确责任人，导致 “节能靠自觉、超标无人管”； 无法预测趋势：缺乏对不同季节、教学周期（开学 / 假期）的能耗规律分析，如寒暑假期间仍有 30% 的公共区域照明、空调处于待机状态，造成无效浪费。（三）终端管控：公共区域用能 “重统计、轻执行”
教学、办公等公共区域是校园用能主力（占总能耗的 40%-50%），但传统管理仅停留在 “统计数据”，缺乏落地管控：
房间级用能无数据：以 “楼栋” 为单位统计能耗，无法知晓 “某间教室、某间办公室” 的具体用量，“长明灯、空调空开” 现象普遍； 策略管控僵化：空调温度、照明开关全靠人工调节，如夏季教室空调常设定为 22℃以下，冬季办公室暖气常开至 25℃以上，远超国家节能标准（夏季不低于 26℃、冬季不高于 20℃）； 超额无干预：缺乏能耗定额与报警机制，某高校曾出现某院系办公区月度能耗超定额 50%，直至月底统计才发现，已造成能源浪费。（四）能源站：依赖经验控制，供应效率低
能源站（冷水机组、燃气锅炉等）是冷热能供应源头，传统运行依赖操作人员经验：
负荷预测不准：凭经验启停机组，如夏季高峰时可能因 “预估需求不足” 导致部分区域供冷不足，或因 “过度开机” 造成机组空转能耗； 参数调节粗放：冷水机组出水温度、锅炉燃烧效率等参数固定不变，无法根据终端需求动态调整，能源利用效率比行业先进水平低 10%-15%； 故障难预警：设备故障多为 “突发停机后才发现”，如某高校冬季锅炉故障导致 3 栋宿舍停暖 2 天，影响学生生活。三、校园智慧能源系统建设方案：四大核心模块与建设价值
针对上述痛点，校园智慧能源系统构建 “四层联动” 架构，通过技术整合实现 “从源头到终端” 的全维度优化，其核心模块与建设价值如下：
（一）配电自动化系统：筑牢安全防线，降低运维成本
1. 建设内容
对变电站、配电房二次设备进行功能整合，引入计算机、通信与信号处理技术，构建 “实时监控 — 自动控制 — 线上运维” 体系：
全量数据采集：部署智能传感器，实时采集电压、电流、设备温度、配电房温湿度等 200 + 项参数，替代人工记录； 智能故障处置：继电保护系统与自动装置联动，短路故障可毫秒级跳闸，过载时自动切断非关键负荷（如备用照明），同时推送故障位置至运维人员手机； 线上运维平台：管理人员通过电脑 / 移动端查看设备状态、下载报表，支持 “远程巡检、在线报修”，无需现场值守。2. 建设价值（解决 “为什么做”）
安全价值：故障响应时间从 “小时级” 压缩至 “分钟级”，停电事件发生率降低 80% 以上，保障教学科研连续运行； 效率价值：人均运维面积从 1 万平方米提升至 5 万平方米，人力成本降低 60%，每年可节约运维费用 20-50 万元（按万人高校测算）； 设备价值：环境监测与设备健康预测可延长配电设备寿命 3-5 年，减少设备更换投入。（二）综合能源管理模块：构建分析中枢，支撑精准节能
1. 建设内容
以 “能耗拓扑、组织拓扑、空间拓扑” 三维度为核心，整合电、水、气、热多能源数据：
能耗拓扑：构建 “总入口→楼栋→楼层→房间→设备” 计量链，拆分照明、空调、实验室设备等分项能耗； 组织拓扑：将能耗数据与 “校园 — 院系 — 责任人” 绑定，生成部门能耗报表与排名； 空间拓扑：结合校园电子地图，可视化呈现建筑 / 房间级能耗，识别高能耗区域。2. 建设价值（解决 “为什么做”）
数据价值：从 “总量统计” 升级为 “细节穿透”，可精准定位 “某实验室恒温箱耗电超标”“某教学楼课后待机能耗高”，为节能提供数据支撑； 管理价值：能耗定额与部门考核挂钩，解决 “责任推诿” 问题，某试点高校实施后，院系办公区能耗平均下降 12%； 协同价值：为终端管控与能源站优化提供数据输入，如向能源站推送 “教学楼冷量需求峰值”，避免盲目供能。（三）公共区域精准管控系统：落地终端节能，减少无效浪费
1. 建设内容
以 “房间” 为最小单元，实现 “统计 + 管控” 一体化：
房间级计量：每间教室、办公室部署智能水电表与照明 / 空调分路计量装置； 场景化管控：按课程表自动开关教室照明空调，办公室设置 “下班自动断电”，空调温度锁定在节能区间（夏季 26℃、冬季 20℃）； 超额干预：能耗超定额时先预警、后限能（如空调仅运行节能模式）。2. 建设价值（解决 “为什么做”）
节能价值：公共区域能耗降低 15%-25%，按万人高校年均公共区域能耗 100 万度测算，每年可节约 15-25 万度电，折合标准煤 48-80 吨，减少碳排放 120-200 吨； 体验价值：避免 “教室过冷过热”“办公室停电忘关设备” 问题，提升师生用能体验； 管理价值：无需人工巡查开关状态，管理人员可远程监控房间用能，管理效率提升 70%。（四）能源站 AI 智能控制系统：优化供应效率，降低运行成本
1. 建设内容
引入 AI 算法对能源站冷热能供应进行动态优化：
负荷预测：结合历史数据、实时终端需求、天气预报，预测未来 24 小时冷热能需求； 参数寻优：自动调整冷水机组出水温度、锅炉燃烧参数，实现 “需求多少供多少”； 故障预警：AI 分析设备运行数据，提前预警 “水泵磨损”“换热器结垢” 等问题。2. 建设价值（解决 “为什么做”）
效率价值：能源站运行效率提升 15%-30%，某高校实施后，夏季冷能供应能耗降低 22%，冬季热能供应燃气消耗减少 18%； 成本价值：每年可节约能源费用 30-80 万元（按中型能源站测算），2-3 年即可收回建设投入； 稳定价值：冷热能供应波动幅度从 ±10% 降至 ±3%，避免 “供冷不足” 或 “供暖过量” 问题。四、系统实施路径与保障措施
（一）分阶段实施
试点阶段（3-6 个月）：选择 1-2 栋代表性建筑（如教学楼 + 实验楼），部署配电自动化子系统与公共区域管控子系统，验证技术可行性； 推广阶段（6-12 个月）：覆盖全校配电设施与公共区域，上线综合能源管理模块，实现数据整合； 优化阶段（6 个月）：接入能源站 AI 控制系统，完成四大模块联动，形成全链条管理闭环。（二）保障措施
组织保障：成立 “智慧能源建设专项小组”，由后勤管理处、信息化办公室、财务处联合推进，明确责任分工； 资金保障：申请 “绿色校园建设专项基金”，结合节能效益分享模式（如与节能服务公司合作），降低初期投入压力； 人员保障：开展运维人员技术培训，确保能熟练操作系统；向师生宣传节能理念，配合终端管控策略落地。绿色低碳发展国民教育体系建设：对校园能耗数据进行实时跟踪和精准分析，针对校园能源消耗和师生学习工作需求，建立涵盖节约用电、用水、用气，以及倡导绿色出行等全方位的校园能源管理工作体系。有序逐步降低传统化石能源应用比例，提高绿色清洁能源的应用比例，从源头上减少碳排放。加快推进超低能耗、近零能耗、低碳建筑规模化发展，提升学校新建建筑节能水平。
智慧校园智慧能源管理系统建设(北京市高等学校智慧校园建设规范（试行）)：
采用物联网架构建设智慧能源管理系统，具备数据采集、边缘计算、反向控制、数据分析、策略优化、策略下发和能源预测等功能，通过节能策略的执行和控制，大数据挖掘建模，实现能源控制、管理、运维一体化。
系统能够实现校园能耗监测、照明监控、空调监控、配电监控、水耗监测、热能监控及用能核算。
能够对校园各楼宇、各房间单元进行全面覆盖，能够进行自动控制与数据采集。
能够基于能耗数据开展综合能耗分析、能耗成本分析、进行多维度、多区域、多用户的动态报表统计分析。
具有设备报警、能耗报警功能，具有短信、微信等多种告警方式。
能够帮助后勤能源管理部门提高能源利用率，降低用能成本，实现绿色与智慧用能。五、结论
在双碳目标与智慧校园建设的双重驱动下，校园智慧能源系统并非 “技术堆砌”，而是针对传统管理 “安全风险高、效率低、浪费严重” 等痛点的必然解决方案。通过 “配电自动化保障安全、综合能源管理提供数据、公共区域管控落地节能、能源站 AI 优化效率” 的四层联动，该系统可实现三大核心价值：
安全层面：大幅降低停电与设备故障风险，保障教学科研秩序； 效率层面：减少人力与能源浪费，降低管理与运行成本； 绿色层面：推动高校能耗强度下降，助力实现碳达峰目标。未来，随着物联网、大数据技术的进一步发展，校园智慧能源系统还可与新能源（如校园光伏）、储能系统结合，构建 “源网荷储” 一体化的能源生态，为高校可持续发展提供更强支撑。技术咨询：187----1796---4689
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