智慧校园电气应用方案:全景赋能,筑梦未来校园
2026-01-21 13:18

报告行业投资评级 * 该报告为ABB公司的智慧校园电气应用方案产品手册,未提供对智慧校园或教育行业的第三方投资评级 [2][3][4] 报告的核心观点 * 教育行业正经历深刻的智慧化转型与绿色发展浪潮,高校电气系统的可靠性、智能化与低碳化程度成为衡量其综合实力与未来竞争力的关键指标 [3] * 校园电气系统在快速发展中面临供电要求高、运维管理压力大、多系统集成难、投资效益不平衡等关键挑战 [10] * ABB作为能源转型的技术先行者,聚焦电气化、数字化与智能化,致力于通过其智慧大数据模型、端到端产品矩阵及创新的能源管理技术,为校园提供全景式电气应用方案,助力构建更安全、高效、绿色、智慧的未来校园,推动校园向“净零未来”迈进 [3][12] 根据相关目录分别进行总结 智慧校园行业发展与挑战 * 中国高等教育正进行系统性优化升级,通过优化布局结构、前瞻专业设置、深化产教融合、拓展国际合作等举措,推动实现结构更优、质量更高、服务能力更强的发展目标 [6][7] * 校园电气系统面临四大核心挑战:关键场所对供电稳定性与系统冗余设计提出极致要求;设备数量庞大、分布广泛导致传统运维效率低下;校园场景复杂,新旧系统并存导致多系统集成困难;教育投入预算有限,需寻求高性价比与全生命周期成本最优的方案 [10] 智慧校园电气应用方案 中低压配电系统 * 配电系统是校园运行的“神经系统”与“能量引擎”,对保障用电安全、关键设备稳定运行及智慧化场景落地至关重要 [16] * ABB可提供从中压到终端配电的完整产品矩阵,包括VD4中压断路器、Emax 2空气断路器、Tmax XT塑壳断路器、S200微型断路器,以及UniGear ZS1、PrimeGear ZX0、SafeRing/SafePlus开关柜、MNS、MDmax ST低压开关柜等 [17][19] * 方案涵盖电源切换产品,如Emax2 Harness两进一母联转换系统、ATS021/022切换装置、TruONE电源转换开关等,旨在提高电气安全水平,实现电能高效利用并降低能耗成本 [16][18] 光储直柔配电系统 * “光储直柔”是新一代建筑能源系统的前沿方向,旨在实现对可再生能源的高效消纳、能源供需的柔性调节及用能结构的深度优化 [26][30] * 系统构成包括:在建筑屋顶、外墙等位置安装太阳能光伏板(光);配置储能系统实现能源的“时空转移”(储);采用直流配电减少交直流转换损耗(直);通过智能管理系统灵活调节用电设备功率(柔) [27][30] * 运行策略包括自发自用余电存储、利用储能进行削峰填谷,以及参与电网需求侧响应 [30] * ABB提供包括SACE INFINITUS固态断路器、Emax DC空气断路器、Tmax XT DC塑壳断路器、S200M DC微型断路器在内的直流专用产品,以及i-bus®智能建筑控制系统等用于柔性调控 [27][28] 电能质量 * 校园建筑因负载类型多样、设备密集、实验仪器特殊及电网设施老旧等因素,面临电压波动、闪变、谐波污染、三相不平衡等多种电能质量问题 [32][33][36] * ABB提供系列解决方案:RCR+RCY无功功率混合补偿方案,兼具三相共补与单相分补功能,可抑制高次谐波;SmartPQS电能质量综合治理装置(SVG),双向线性调节无功,抑制电压闪变,补偿响应时间小于10毫秒,兼具谐波治理和三相负载平衡功能;SmartPQF有源滤波器,可滤除2-61次谐波,全响应时间小于等于15毫秒;PCS100 AVC动态电压调节器,可实时在线调压,修正电压暂升/暂降 [33][35][36] 电气安全 * 校园作为人员密集的公共区域,电气安全直接关系到师生生命安全、教学科研秩序与财产保障,面临雷击、电弧、地震等多重挑战 [37] * 防雷保护:提供OPR优化脉冲提前放电避雷针、OVR电涌保护器、ESP电涌保护器、eOVR数字化电涌保护器等,为建筑物、供电系统、信号系统提供全面防雷保护,eOVR方案支持状态监测并接入ABB ABILITY云平台 [38][39] * 电弧防护:TVOC-2弧光监测系统直接监测电弧光,探测反应时间仅需1毫秒,整个保护跳闸过程仅35-45毫秒;S-ARC1、DS-ARC1电弧故障保护器(AFDD)可全面防止串联、并联和接地电弧故障,推荐用于学生宿舍、图书馆等场所 [41][44][48][49] * 地震防范:Superstrut抗震支架安装系统可在地震时保障水电气系统关键部分维持基本功能,为安全疏散与应急救援提供支持 [46] 能源调优 * 能源调优对减少校园能耗浪费、降低支出、保障精密设备稳定运行、反哺教学科研具有重要意义 [52] * ABB提供可灵活定制的能源管理应用系统,满足从独立楼宇、建筑群到整个校园的不同场景需求,关键平台包括:用于站级监控的FlexLite Power数智配电管家、用于微网管理的ZEE600智慧微电网管理系统、用于综合管理的iWise智慧管理系统、用于能效资产管理的EAM能效与资产健康管理平台、用于能效监测的InSite 2.0终端能效管理系统等 [52][53] * 方案支持构建校园级智慧能源管理平台,实现数据汇聚“一屏通览”、利用大数据和AI算法进行用能预测诊断与优化控制,并对全校“源-网-荷-储”进行协同调度 [53] * 具体调优策略包括:构建光储直柔校园级直流微电网;生活区、教学区、运动区、实训区因地制宜部署光伏、储能及负荷调控;通过i-bus®等系统对宿舍、教学楼、图书馆的照明、空调进行智能控制(如人来灯亮、人走灯灭、分时分区控制) [53][58] 资产健康管理 * 资产健康管理利用物联网、大数据技术对配电设备进行在线监测与预测性维护,变被动应对为主动预警,可降低停电风险、延长资产寿命 [59] * ABB的EAM能效与资产健康管理平台支持本地与云端部署,可监测电气系统能量流动和设备健康状态,实现基于状态的预测性维护,形成从设备状态评估、运维建议到移动派遣的智慧运维闭环 [59][60][63] * 预测性维护技术可在部件发生故障前根据计划更换,从而最小化设备停机时间,最大化部件寿命,并大幅降低维保经费 [62] 楼宇自动化 * 楼宇自动化系统是智慧校园的神经中枢,通过集成传感器网络与智能算法,将分散的机电设备转变为可感知、可分析、可协同的有机整体,提升能源管理精细化程度 [64] * ABB提供智慧楼宇控制系统与i-bus®智能建筑控制系统,支持照明、通风、遮阳、空调等设备的智能控制,主要监控方式包括手动控制、人体感应、定时控制、场景控制、照度控制、消防联动、中央集控等 [64][65][69] * 方案旨在提升室内环境舒适度、优化能耗、简化管理,并支持开放协议易于集成 [68] 应用场景 * 教学楼:核心需求包括缺乏能耗数据支撑决策、存在“无人空调/灯”现象、节能降碳压力大。方案涉及InSite 2.0终端能效管理系统进行分项分区能耗监测,以及i-bus®系统实现场景化、感应式照明与空调控制 [72][73][75] * 科研实验楼:核心需求包括精密仪器对电能质量敏感、部分实验需24小时不间断供电、实验数据需要可靠供电保障。方案涉及RCR+RCY、SmartPQS、SmartPQF、PCS100 AVC等全方位电能质量治理,以及TruONE双电源切换、UPS不间断电源和EAM云端监视保障供电连续性 [77][79][80][81] * 行政楼:核心需求包括各部门缺乏针对性能效考核、领导办公室及重要会议室对环境要求高。方案涉及InSite 2.0系统进行分部门能耗计量考核,以及i-bus®系统实现办公室与会议室的场景化环境控制(如工作模式、会客模式、投影模式) [84][88][89] * 图书馆:核心需求包括文献安全(防火)、藏书对光照温湿度敏感、阅览区用电安全。方案涉及AFDD电弧故障保护器、轩致系列安全插座进行电气防护,以及i-bus®系统实现藏书区恒温恒湿控制与照明联动 [92][94][100] * 报告厅/礼堂:核心需求包括影音设备产生谐波、会议模式多样需快速场景切换、突然断电造成困扰。方案涉及SmartPQS、SmartPQF等进行谐波治理,i-bus®系统实现多种场景(会议、演出、投影等)一键切换,以及TruONE双电源切换保障供电可靠性 [103][105][108] * 体育馆:核心需求包括设备负荷波动大影响电压稳定、灯光音响产生大量谐波、灯光需要复杂场景化控制。方案涉及PSTX软起动器等电动机保护与控制方案稳定电压,SmartPQS、SmartPQF治理谐波,以及i-bus®系统实现比赛、训练、清洁等多种照明场景控制 [109][111][115][123] * 校史馆:核心需求包括重要展品需要可靠电源保障、展品对光照温湿度极其敏感、需要全面安全保护。方案涉及双电源切换、UPS、EAM云端监视保障供电,i-bus®系统实现高精度环境控制与安防联动,以及AFDD弧光保护和OVR防雷保护 [127][129][131] * 学生宿舍:核心需求包括违规电器屡禁不止、人员密集电气安全压力大、需要安全便捷的用电体验。方案涉及InSite 2.0系统进行支路电流监测与过载预警控制,轩致系列安全插座,以及OVR防雷保护、AFDD弧光保护、微型断路器、剩余电流动作断路器构成的完善电气保护体系 [133][135][138][139] * 校医院/医务室:核心需求包括医疗设备对电能质量要求高、需要可靠电源保障、需平衡环境舒适与节能。方案涉及RCR+RCY、SmartPQS、SmartPQF、PCS100 AVC进行全方位电能质量治理,双电源切换、UPS、EAM保障供电,以及i-bus®系统实现智能照明与温湿度控制 [142][144][147] * 校招待所:核心需求包括电气故障后需快速响应、人员密集电气安全压力大、需提升客房舒适性与个性化体验。方案涉及EAM平台、FlexLite Power、InSite 2.0构成全面电气系统管理方案以实现快速响应,完善的电气保护与便捷插座保障安全与体验,以及i-bus®与必斐享酒店客房控制系统实现客房场景化智能控制 [149][151][153] 产教融合,校企合作 * ABB期望通过产教融合,将校园配电网络与用能设备转化为生动“课堂”,将其项目经验与技术洞见融入高校教学科研体系 [154] * 合作模式包括共建实验室、合作开发课程(如《智能配电集成与运维》、《电气能效管理》教材)、搭建实训平台等 [156] * 合作内容可实现校园与工厂/建筑智慧能源数据的实时对接与二次开发,可开展的教学实训包括电气数字化设备移动端/后端开发、云服务部署、预防性运维系统集成、综合能源优化调控、人工智能在电气系统中的应用等 [160] ABB中国电气服务 * ABB提供贯穿设备全生命周期的服务,旨在帮助用户提升设备管理水平、优化资源利用率、减少故障与运营成本,确保供电安全可靠 [161] * 服务优势包括:原厂资质工程师执行原厂标准、7*24小时客户服务热线、完善的服务网络快速响应、基于ABB ABILITY的领先智能技术、可定制的解决方案,以及超过百年的行业经验 [166][168][169]