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通过设计和应用智能电源插座对校园进行节能减排

Ⅱ电力消耗现状与建设能源节约校园

在研究节电技术之前，我们首先简单地分析一下大学校园内的用电现状、高校的消费和节能。随着高校的不断扩大，出现了不同的校园区域、不同的功耗情况，所以我们应该针对不同的情况分别对待。现有的节能措施是不够的，我们首先应该明白这一点，然后进行改善和提高，从而，我们才能真正实现国家要求的减排目标。

A.浪费电的情形

在校园里，主要有两个大的耗电领域：学生公寓区和教学区，这两个区域能源消耗情形又是不同的。学生公寓存在浪费水、气、电的现象，教学区和公寓区主要存在以下浪费现象：

（1）、即使在没有人的情况下多媒体教学楼的电灯、风扇、教学仪器和设备总是开着；

（2）、教师办公楼里电脑、水、空调系统总是开着；

（3）、实验室建设：各类实验设备和计算机的电力浪费现象也是很常见的。许多计算机在早晨或下午放学后也工作着。但是，只有少数学生关闭计算机、关闭用电，这导致了更严重的电能浪费；

（4）、学生公寓：学生使用大功率电气设备。这是很不安全的，甚至可能引起火灾；还有的宿舍存在偷电现象；

（5）、多媒体的电力消耗、计算机外围设备往往被我们忽视；

上海能源保护协会提供的资料显示[3]：一个普通插座在没有负载的情况下功率为1.9瓦；主机待机功耗4.81W；显示器待机功耗为30W，打印机待机功耗为12W。举个例子，在浙江水水利水电学院，有22个行政部和11个教学部。假设每个管理部门有两台打印机，每个教学部门有五个网络打印机。如果不关掉所有设备的电源，总共有400台电脑，满载工作6小时，待机18个小时。这些电脑及外围设备的电力在待机状态的情况下的消耗如下所示：

W

W104279

KW

W

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400

12

4

杭州每千瓦时0.538元，多媒体计算机和打印机的待机电力年消费约56，102元。

上述数据仅仅是最基本的配置。事实上，各个高校大学还拥有很多不同的电气设备，如其他计算机外设和办公扫描仪、图形绘图仪、多媒体教室和语音控制器、扬声器、视频监视器等。如果我们将这些设备消耗情况加入计算，会有更多的电力浪费。

A.电力消耗现状和节能减排

目前，在许多大学有节能委员会。但在节能降耗工作方面还存在很多问题：管理不严[4]和各种能源浪费现象长时间存在；节能法规不健全、有效的节能管理和激励政策稀缺、节能措施不足和管理监督不到位，在节能管理层面员工素质参差不齐，节能宣传教育广度、深度和强度都不够。

现在，大多数学院和大学的电源管理是一种粗放式管理。一般来说有三种模式的管理[5]：

（1）、无专人管理；

（2）、根据休息和工作时间表使用定时开关开启或关闭电源；

（3）、根据作息时间和死板的情况分配员工开闭电源开关；

这些粗放式管理模式是不能彻底解决上述各种浪费电力现象的。从全球角度来看，科学文献[6-8]介绍了一些措施和方法，其中包括改革管理模式、技术、节约电能的设备。但是投资成本太高。

除了树立节能意识，提升技术、建立和完善管理机制、落实责任制、引进国外先进技术都是有效的节能机制。在这些技术中，智能电源插座是一种有效节省电力的控制器。

Ⅲ.电能需求分析、节能控制

浙江省各高校情况不同，浪费电的情况对于不同的校园情况也不同，所以在不同地区的校园监控对象也不同。一个普通的校园由教学区和住宿区组成。

A.教学区设备

教学区主要包括教学楼、实验室、图书馆和办公楼。在这些方面，用电设备应该装备相应的监视和控制设备去监控室内照明和走廊照明，在教学中的多媒体教学设备、实验室各类设备、计算机实验室、空调以及图书馆和办公楼的自动供水设备。

B.生活区设备

在这方面，应当监控以下设备：公寓的大功率电器、食堂的大功率设备。通过分析他们的电力数据，使大功率电器能够更加安全稳定的工作。

因此，智能电源插座在不同的地方会有不同的作用。设计的目的都是用来监测不同的电器，一旦发现那些大功率电器处于闲置状态就会自动切断电源。

Ⅳ.校园用电管理系统

国际电信联盟发布“2005年度互联网报告——物联网”，提出了物联网的概念。物联网的主要目的是为了解决物与物之间、人与物之间、人与人之间的互联。物联网与传统的互联网是两个不同的概念。人与物之间的互联指使用通信设备连接。人之间的互联指互相交流的人而不是依靠个人电脑的人。随着互联网搜索技术的研究与应用，传统互联网不能解决的问题都可以被物联网解决。信息技术的发展提供了建设“智慧地球”的可能性。它具有更彻底感知、更全面网络互连、更智能的特点。从技术角度来看，物联网是使用无线电频率识别和无线数据通信技术的基础上的计算机联网。根据协议，物联网需要射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪、其他传感器和设备。任何人员和货物的交流都是通过互联网的信息和数据。因此，它可以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。显然，物联网可以为高校电力的节能减排提供技术支撑平台。

最新的高校校园用电管理系统是一种新型的发展中的电力节能减排技术。主要目的是通过现代计算机和其它电气设备远程控制灯、空调、热水器等系统。跟据以上分析，有两个典型的校园电力消耗管理系统，一个用于生活区，另一个为教学区。

一种典型的校园生活区电力管理系统将在下文中提出。设计这个系统主要用于集中监视房间灯光、空调、电热水器以及对其控制。它提供智能电力管理服务，其中包括数据库托管、电力仪表的测量、电力设备分析、故障报警和远程控制等。用户应该安装相应的装置，其中包括网关、智能电源插座（包括通信模块）、导轨式电表（包括通信模块）、空调控制器、热水器控制器等。然后这些设备通过互联网连接至系统的网络服务中心。网关将数据上传至系统服务中心。管理员登录系统服务中心的网页查看并通过电脑控制这些接入的设备。访问方法见图1。

系统硬件设备主要包括电脑、网关、智能插座、路由、空调系统（空调控制模块）、电热水器。控制中心主要包括软件、数据库、网络服务。其他相关的设备包括：防火墙、路由器、服务器和交换机。

1.系统方案

根据各高校情况和预算的不同，对电力监控也有不同的管理方案。通常有三