中國廣州，2021年6月15日——為了滿(mǎn)足數字化時(shí)代對建筑功能、管理和使用體驗等方面提出的多元需求，近年來(lái)智能建筑頗受青睞。據國際市場(chǎng)研究機構Markets and Markets稱(chēng)，全球智能建筑市場(chǎng)規模預計將從2020年的663億美元增長(cháng)到2025年的1089億美元，年復合增長(cháng)率為10.5%。同時(shí)，該機構通過(guò)深入研究發(fā)現，智能建筑的主要增長(cháng)動(dòng)力包括建筑運營(yíng)者越來(lái)越多地采用支持物聯(lián)網(wǎng)的建筑管理系統，對空間利用的意識和節能水平的更高要求，以及行業(yè)標準和法規的推動(dòng)。

這一點(diǎn)在中國市場(chǎng)則體現得更為明顯。在數字化與電氣化相容并進(jìn)的今天，除了對建筑本身的安全性、實(shí)用性和舒適性有較高要求外，在“雙碳”目標的推動(dòng)下，行業(yè)更加注重智能建筑的節能減排和可持續發(fā)展。

大學(xué)校園作為一個(gè)典型的建筑類(lèi)型，因用能體量大、用電復雜、電力運維標準高等特點(diǎn)，已成為建筑能效管理的智能化改造中的重點(diǎn)研究方向。而供配電系統向上連接建筑能源生產(chǎn)，向下連接建筑能源消耗，自然也在院校建筑的智能化改造中首當其沖。

從理論而言，所謂智能配電系統，可以理解為是“將數據作為語(yǔ)言”的配電系統，通過(guò)數字化手段可使得海量終端設備與系統間實(shí)現互聯(lián)互通，依托對設備和系統數據的收集和深度價(jià)值挖掘，讓它們能夠“表達”自身狀態(tài)，還可以與樓宇管理系統或監控系統實(shí)現通信聯(lián)網(wǎng)從而打造智能化管理平臺，幫助建筑運營(yíng)者隨時(shí)隨地獲取能源使用情況。

那么從實(shí)踐出發(fā)，智能配電如此優(yōu)秀，是否能在院校園區的能源管理中交出高分“答卷”？

對此，全球能源管理與自動(dòng)化領(lǐng)域數字化轉型的專(zhuān)家施耐德電氣，邀請華南理工大學(xué)廣州國際校區綜合事務(wù)辦公室鄭浩奕老師、華南理工大學(xué)建筑設計研究院有限公司的電氣總工程師俞洋，以及華南理工大學(xué)建筑設計研究院有限公司電氣設計師過(guò)仕佳，做客業(yè)內首檔面向電氣設計師的高端知識分享類(lèi)系列對話(huà)——大師說(shuō)。三位大咖立足華南理工大學(xué)廣州國際校區這一成功應用智能配電解決方案的明星項目，共同探尋上述問(wèn)題的答案。

左：華南理工大學(xué)廣州國際校區綜合事務(wù)辦公室鄭浩奕老師，中：華南理工大學(xué)建筑設計研究院有限公司的電氣總工程師俞洋，右：華南理工大學(xué)建筑設計研究院有限公司電氣設計師過(guò)仕佳

高端定位 打造智慧校園樣板工程

華南理工大學(xué)廣州國際校區是由教育部、廣東省、廣州市、華南理工大學(xué)四方共建的一所在地國際化的教育新高地，在規劃之初就被給予厚望——廣州第一個(gè)城市街區式大學(xué)校園，第一個(gè)以設計牽頭的EPC項目，第一個(gè)借助國家重點(diǎn)研究項目探討珠三角地區氣候適應性的綠色建筑項目......該項目總占地面積1700畝，一期工程50萬(wàn)平方米，投資36億人民幣，目前主要設有微電子學(xué)院、吳賢銘智能工程學(xué)院、聲音學(xué)院、分子學(xué)院及未來(lái)技術(shù)學(xué)院等。

華南理工大學(xué)廣州國際校區

從學(xué)科配置上不難看出，國際校區正在重點(diǎn)發(fā)展以大數據、人工智能、生物材料為代表的前沿的交叉學(xué)科。因此，這個(gè)全新設計的校園對電氣化以及配電智能化方面有著(zhù)同樣高標準要求?！拔覀冎暗呐f校區和后來(lái)的大學(xué)城校區采用的都是比較傳統的電力運維模式，已不適用于國際校區的高端定位?！编嵑妻冉忉尩?，“我們希望基于對校園配電安全隱患進(jìn)行預警，對能源利用率進(jìn)行精細化調控，以及實(shí)現無(wú)人值守模式這三大智能化嘗試，讓運維由被動(dòng)變主動(dòng)，更有效地管理這個(gè)規模龐大、綜合不同區域運維需求的校園，助力國際校區成為一個(gè)安全、高效、綠色的智慧校園樣板工程?！?/p>

來(lái)自項目主要牽頭方的華南理工大學(xué)建筑設計研究院有限公司的電氣總工程師俞洋，在建筑領(lǐng)域可謂身經(jīng)百戰，近十多年來(lái)參與了全國將近200所院校的設計。他說(shuō)：“

基于該項目高端定位需要，我們的總體設計思路強調底層設備數據采集要全、數據分析要有效、運維操作要便捷?！彼M(jìn)一步解釋道，數據采集的目的不是采集，而是用于挖掘數據價(jià)值，給決策以參考。以往，配電系統只對系統回路采集數據，可一旦發(fā)現問(wèn)題，且無(wú)法定位問(wèn)題是回路中的哪個(gè)設備節點(diǎn)產(chǎn)生。因此，國際校區的智能配電解決方案，不僅會(huì )采集回路數據，還會(huì )將包括設備、配電元器件、ITS、SPD等所有數據進(jìn)行收集與分析，通過(guò)充分利用數字化手段，對數據價(jià)值進(jìn)行深度挖潛，從而為設備與系統的后續運維工作提供行動(dòng)參考。

從傳統到智能 讓電能管理更有據可依

隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，商業(yè)化和信息化的深度融合，對于智能建筑來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)引進(jìn)具有“自我感知”能力的設備，并以數據作為其狀態(tài)反饋信息的載體，配合智能化系統對不同區域的實(shí)時(shí)監控，以更加精細化和動(dòng)態(tài)的方式，提升部署與樓宇內電氣設備的能效和管理水平，才能為智慧、綠色校園帶來(lái)強健的基底。

具體到華南理工大學(xué)項目，在明確整體設計思路后，過(guò)仕佳詳細介紹了華南理工大學(xué)建筑設計研究院從供配電系統采集層、通訊層和控制層實(shí)現智能化升級的具體措施。

在采集層，施耐德電氣采用傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、嵌入式系統讓設備和元器件實(shí)現互聯(lián)互通，以全IP架構，打造從中壓到終端，從母線(xiàn)到電源，從能效到溫度的全路徑配電網(wǎng)絡(luò )。如MTZ空氣斷路器和NSX塑殼斷路器，能夠時(shí)刻向上反饋斷路器在不同環(huán)境和使用影響下的壽命狀態(tài)和使用情況，從而時(shí)刻反饋電氣回路運行情況，提升運維的主動(dòng)性?！白鳛樵O計師，我們一直強調，為了掌握系統全局狀態(tài)，數據采集應該盡量向末端靠近。利用施耐德電氣的智能斷路器，運維人員可以從后臺了解開(kāi)關(guān)本體內的數據，比如開(kāi)關(guān)觸頭磨損的情況，并由此分析出斷路器的壽命，從而能夠提前安排一些具有預見(jiàn)性的維護動(dòng)作。而這是不具備互聯(lián)互通能力的斷路器無(wú)法實(shí)現的?！鄙頌橘Y深電氣設計師的過(guò)仕佳一語(yǔ)中的。

在通訊層，基于底層元器件設備具有的互聯(lián)互通屬性，其產(chǎn)生的數據可通過(guò)總線(xiàn)以及以太網(wǎng)連通，上傳至部署于控制層的施耐德電氣PSO電力監控系統，隨后依托電力監控模塊和電力診斷模塊的協(xié)作，從細節出發(fā)，對不同區域開(kāi)關(guān)、系統狀態(tài)進(jìn)行監視和簡(jiǎn)單分析，為該項目運維管理團隊提供配電系統實(shí)時(shí)監測、控制，以實(shí)現及時(shí)故障排除，從而最大限度地提高電源可用性，優(yōu)化運維效率。對此，過(guò)仕佳深有體會(huì )，“在施工調試階段，我們利用施耐德電氣的軟件系統，通過(guò)數據比對，發(fā)現了一些潛伏在系統中的簡(jiǎn)單故障，如接線(xiàn)錯誤，儀表掉線(xiàn)，或者測量的數據有偏差等。而這在沒(méi)有數字化手段支持的施工調試運行過(guò)程中很難發(fā)現?？梢哉f(shuō)，施耐德電氣為項目提供的電力監控方案不僅讓運維化繁為簡(jiǎn)，更為主動(dòng)，也讓調試效率穩步提升?！绷硗?，通過(guò)電力監控，配電柜如電容補償柜、出線(xiàn)柜中因功率因數、諧波的變動(dòng)等，也能夠被及時(shí)捕捉，從而幫助運維人員迅速做出反應。

作為業(yè)主方，鄭浩奕對 “充分利用數據”的必要性也有深刻體會(huì )?！坝幸淮我驗橐粋€(gè)元件溫度過(guò)高導致低壓柜開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，運維人員無(wú)法準確進(jìn)行故障定位，立即把這一問(wèn)題通過(guò)手機app上傳到施耐德電氣電力監控系統的后臺。施耐德電氣的技術(shù)專(zhuān)家結合現有數據，進(jìn)行了快速分析，并提供了一份詳細的分析報告，從而幫助我們的工程師及時(shí)解決了故障?！?/p>

總體而言，國際校區項目通過(guò)采用施耐德電氣的智能配電整體解決方案，為對D地塊學(xué)院樓、科研及網(wǎng)絡(luò )中心所需的安全、穩定的環(huán)境，提供了堅實(shí)基礎。

此外，數據的采集和分析還為國際校區二期的運行提供了優(yōu)化建議。鄭浩奕表示：“不包括數據中心在內，國際校區一期的變壓器安裝容量是61800kVA，我們的用電指標大概在110W/㎡左右。通過(guò)一年的運行，我們注意到，除去新校區實(shí)驗室的使用并沒(méi)有達到滿(mǎn)負荷的情況外，部分區域的變壓器負載率并不是特別高。這些發(fā)現為我們在校區二期規劃時(shí)，提供了更為合理的推斷和調整參考?！?/p>

三校區聯(lián)動(dòng) 構建智慧校園數字化生態(tài)

華南理工大學(xué)廣州國際校區一期工程的目標是通過(guò)電能質(zhì)量管理和電力監控的整體解決方案，在確保供配電系統安全穩定運行的同時(shí)，實(shí)現預測性運維，提高能源效率和可持續發(fā)展。目前，一期已經(jīng)運營(yíng)了一年時(shí)間?！芭c舊校區超30人且依賴(lài)人力運維的方式不同，依托施耐德電氣智能配電整體解決方案的支持，我們得以實(shí)現電能質(zhì)量監控化、能源使用精細化、運維少人值守化的 ‘三化合一’模式，讓整體效率更高，管理成本更低。當前，國際校區僅需5名運維人員即可完成日常巡檢工作?！?nbsp;鄭浩奕對國際校區一期項目配電智能化的成效給予了充分的肯定。

據介紹，國際校區項目也預留了接入專(zhuān)家級應用分析與服務(wù)的空間，為未來(lái)更好地利用數據價(jià)值，實(shí)現三個(gè)校區整體能源管理，提供更多可能?！斑@也是我們二期建設的目標，即基于三大校區聯(lián)動(dòng)管理需求，從電能質(zhì)量管理和電力監控一點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)數據價(jià)值的更深度挖掘，實(shí)現更高等級、更全面的能源管理?！边^(guò)仕佳表示。

對此，俞洋補充道：“智能配電的目的，是使供配電系統更可靠、更安全、更節能、更易于管理。國際校區二期的智能配電，仍將延用一期搭建的框架平臺，目前已經(jīng)開(kāi)始逐步部署階段。同時(shí)，老舊校區基礎設施和通訊設備的改造也是重中之重，將成為一校三區實(shí)現統一平臺管理的關(guān)鍵?？梢韵胂?，當所有校區都能通過(guò)一個(gè)平臺進(jìn)行管理的時(shí)候，那才是智能配電系統發(fā)揮最大作用的時(shí)候?！?/p>

從末端設備的數據采集，到利用數據分析并解決問(wèn)題，智能配電的整體解決方案，不僅可以讓配電系統變聰明，也能夠全面滿(mǎn)足智慧校園對能源管理和可持續發(fā)展的核心訴求，從而為管理聚合力，為環(huán)境增活力，為學(xué)習添動(dòng)力。

關(guān)于施耐德電氣

施耐德電氣的宗旨，是賦能所有人對能源和資源的最大化利用，推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)步與可持續的共同發(fā)展。我們稱(chēng)之為L(cháng)ife Is On。

我們的使命是成為您實(shí)現高效和可持續發(fā)展的數字化伙伴。

我們推動(dòng)數字化轉型，服務(wù)于家居、樓宇、數據中心、基礎設施和工業(yè)市場(chǎng)。我們通過(guò)集成世界領(lǐng)先的工藝和能源管理技術(shù)，從終端到云的互聯(lián)互通產(chǎn)品、控制、軟件和服務(wù)，貫穿業(yè)務(wù)全生命周期，實(shí)現整合的企業(yè)級管理。

我們是一家擁有本土化優(yōu)勢的全球企業(yè)，致力于推動(dòng)開(kāi)放的技術(shù)及合作伙伴生態(tài)圈，積極踐行有意義、包容和賦能的共同價(jià)值觀(guān)。