轨道交通行业智慧能源管理系统的关键应用

时间：2024-09-08作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：146

一.建设背景
      二十一世纪以来，随着我国经济实力的快速提升以及城市化建设发展的腾飞，当前中国城市发展规模的扩大和城市人口数量的剧增，对城市基础设施的要求亦不断攀升。面对国家加快推进节能降碳的发展目标，公共交通系统的节能减排的意义较为深远。
       根据对地铁的用电负荷统计分析，能耗和用电量均主要分布在列车牵引用电和车站内各种动力设备用电， 包括通风设备、自动扶梯、照明、控制设备等方面。在车站所**电设备中，通风空调系统的能耗又占总能耗的 70% 左右，因此牵引供电、通风空调系统设备的节能潜力很大，较是节能工作的方向。

轨道交通行业能源管理系统是一个综合性的系统，旨在通过采集、监控、分析轨道交通运营中的能耗数据，实现能源的智能化、数字化、精细化管理，从而降低运营成本，提高能源利用效率。以下是对轨道交通行业能源管理系统的详细解析：

二、系统概述

轨道交通行业能源管理系统集成了远程抄表系统、监控管理系统以及数据分析与决策支持系统，能够实时采集供电系统、供水系统、通风空调系统、照明系统等设备的能耗数据，并进行集中监控、分析和优化。该系统通过构建多系统协同管控的能源管理大数据平台，实现能源数据的精细化采集、分类、分项和分户统计，为节能管控提供决策依据。

三、网络架构

轨道交通行业能源管理系统通常采用三层网络架构，包括线路级、车站级和现场级。

线路级：设置在各线路的控制系统中，是整个能耗管理平台数据交换的重要节点。主要硬件设备包括服务器、工作站、存储设备和通信网络设备，用于现场能耗数据的处理、存储和通信。

车站级：主要安装在各车站和车辆段基地的变电站和环境控制电控室内。该系统集成在综合监控系统中，对现场环境控制系统的通风空调系统和水系统进行联动节能监控，收集供电系统、动力照明系统、环境控制系统等能耗数据，并通过综合监控系统提供的传输通道上传至综合监控系统服务器，实现车站级监控功能，并在综合监控界面上进行可视化显示。

现场级：设置在能源管理设备室内，负责采集、存储、计算现场设备网络能耗信息。主要硬件为多功能表（水表、电表等）和由串口服务器和通信网络组成的系统，多功能表通过现场通信总线和综合监控系统串口服务器实现双向通信。

四、平台介绍：
Acrel-EIOT能源物联网云平台
（1）概述
Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。
       该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。
（2）应用场所
       本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。
（3）平台结构




（4）平台功能

◆电力集抄
       电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。

变压器监控

配电图
◆能耗分析
       能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程**结合起来，运用**的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。


能耗概况

◆预付费管理
1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；
2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置；
3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及查询等操作；
4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及查询等操作；
5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、查询等操作；
6）报表中心：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及查询，都支持excel格式导出。

预付费看板
◆充电桩管理
       通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。
充电桩看板
◆智能照明
       智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，并达到一定节能减挂的效果。

监控页面
◆安全用电
       安全用电采用*的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现及时的排查和治理，达到潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。
◆智慧消防
       通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。


（5）系统硬件配置






五、应用效果

轨道交通行业能源管理系统的应用效果显著，主要体现在以下几个方面：

降低运营成本：通过精细化管理和节能控制，有效降低轨道交通运营中的能耗成本。

提高能源利用效率：通过实时监测和数据分析，发现能源浪费问题并及时采取措施进行改进，提高能源利用效率。

提升管理水平：通过计算机化管理流程和提高对机电设备、节能工作的管理能力，提升轨道交通运营单位的管理水平。

促进可持续发展：通过推广绿色轨道交通理念和使用清洁能源技术，促进轨道交通行业的可持续发展。

综上所述，轨道交通行业能源管理系统是实现轨道交通智能化、数字化、精细化管理的重要手段之一。通过该系统的应用，可以有效降低运营成本、提高能源利用效率、提升管理水平并促进可持续发展。

六、结语
       关注地铁总体能耗比例较大的通风空调的节能，是地铁节能实施的要点。实际了解车站具体的环境因素，确定合理的室内设计参数值，是提升能效的重要前提。在采用节能设备的同时，各系统根据情况变化相应地调节其运行状况，是优化系统能耗的关键所在。
       本文通过分析上海地铁 18 号线一期车站建筑能耗表现与节能措施的效果，总结了地跌主要节能措施的应 用，为今后地铁节能优化工作给予参考。面对不同的车站类型、站台规模、运行模式和客流特征等因素，仍然需要通过分析研究及实际调研的方法，结合包括建筑设计、土建技术、结构创新及室内环境质量等因素，实现地铁较优的能效表现。

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