小型公共建筑夜间插头负荷的可行动审计

1 · 创新命题

中 面向学校、图书馆与社区中心设施管理员的插头负荷审计工具，用少量校准智能插座轮换测量，把 夜间基载按“可安全断电、需定时、不得断电、需进一步核实”分流，并用随机交叉周验证实际节电，相对 Sense/NILM 总表分解和单纯设备清单提供能行动、可复核且不依赖黑箱识别的工作流。 EN A rotating smart-plug audit for schools and community buildings that turns overnight baseload into four actionable classes and verifies savings in crossover weeks, instead of relying on black-box whole-building disaggregation.

2 · 背景与空白

插头负荷审计并不新，ENERGY STAR、DOE Better Buildings 有指南，Sense 等产品做非侵入负荷识别；大型 楼宇可用分项计量。小公共建筑设备多、预算少，简单“拔掉一切”会影响冰箱、网络、安全与更新任务， 而只报总夜间功率没有行动责任人。空白在：用有限插座轮换覆盖设备类别，预先写死安全分流， 再用交叉周而非工程估算验证哪些动作真正降低基载且不引发服务故障。 项目不以 ML 为核心，数据资产 是设备—状态—可行动性，而不是又一个家庭能耗仪表盘。 审计还要记录设备自动更新、夜间备份与保洁使用；这些具名工作流解释了基载，不能一概视为浪费。 若管理员拒绝动作，采纳失败本身也应量化，而不是从数据中删除。 设备所有者、设施管理员与使用者可能不是同一人，责任归属必须写进每张行动卡。 并由本人确认。

3 · 可检验假设

H1 在一栋目标建筑中，安全可行动设备贡献夜间插头电耗的 ≥ 20%；经管理员批准的定时/关机组 在交叉验证周使夜间插头电耗下降 ≥ 15%，且服务故障为 0。H2（采纳）带设备负责人和恢复步骤的 分流卡执行率比只发送总能耗报告高 ≥ 30 个百分点；样本小时不能冒充独立用户样本。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建插座链复现 ≥ 8 个已知电阻/电感/待机负载标定值，累计电能 偏差 ≤ 3%、低功率待机偏差 ≤ 0.5 W。此条不过，后续全部结论无效。
2. 轮换覆盖 ≥ 30 台设备、≥ 8 类，每台 ≥ 7 天；对照/干预至少各 2 周并做 AB/BA 交叉。
3. 时间序列按整日/整周划分；报告随机划分 vs 时间划分高估。设备电耗右偏，报中位数与四分位距。
4. 天气、开放日与假期预先标注；不得把节假日低负荷当干预效果。
5. 每个动作有负责人、风险级别与一键恢复；网络、安全、医疗/食品设备默认不得断电。
6. **最容易犯的致命错误：**把插座样本外推全楼且忽略未插接/硬接设备；结论必须限定“已测插头负荷”。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
计量	Shelly Plug/Sonoff POW 同级本地导出插座 ×8；额定电流与认证按地区需核实
标定	实验室参考功率分析仪、电阻灯/小电机/低功率适配器
记录	Home Assistant 本地实例或 CSV；云端不是必要条件，避免隐私外传
行动	合规机械/智能定时器；不得自动切断列入保护清单的设备
对照基准	ENERGY STAR、DOE Better Buildings 指南、Sense 产品——仅用于校验与对比

能力边界：智能插座只测插接设备，不能归因照明、HVAC 与硬接负载；Sense 的具体识别能力需按型号核实。 电价和碳因子分别报告，后者不确定则写“需核实”，不把节电直接等同固定减排。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：计量硬门槛、隐私/电气审批和保护设备清单。
2. 第 3–5 周：八插座轮换，覆盖 30 台设备，冻结四类分流规则。
3. 第 6 周：与管理员逐项批准动作和恢复步骤。
4. 第 7–10 周：AB/BA 交叉周，记录故障、天气、开放日与执行率。
5. 第 11 周：按周分析净节电和行为执行；不把小时当 n。
6. 第 12 周：交付设备卡、轮换方案、数据面板与简述。

7 · 新颖性边界

不声称发明智能插座、NILM 或建筑节能审计。已有工作：ENERGY STAR/DOE 已有插头负荷指南， Sense 做总表分解，Home Assistant 做本地自动化。本项目贡献是有限仪表轮换、四类安全分流与 AB/BA 实证，将“知道耗电”替换成“谁何时安全地行动并能恢复”。护城河类型：工作流替换（D）+ 数据（E）； 公共建筑设备状态与行动结果库可积累，软件本身无强壁垒。

8 · go/no-go

第 2 周末：低功率误差 > 1 W 则具名降级为 HighLoad-Only Audit，只测 >20 W 设备。第 5 周末： 获批可行动设备 < 10 台或覆盖电耗 < 10%，降级为单类设备（打印机/饮水机）深度交叉试验。第 10 周末： 节电 < 5% 或出现任何服务故障，停止自动定时主张，保留设备清单与人工关机提示，主工作流不变。