能源管理系統在城市軌道交通中的應用

2022-09-26 11:54:10 字數 2273 閱讀 2214

1、地鐵能耗分析

地鐵是大運量的城市軌道交通運輸系統,也是耗電量的大戶。地鐵運營過程中消耗能源的主要形式是電能。根據對地鐵用電負荷的統計分析,能耗主要分布在列車牽引用電和各種動力照明裝置用電,如通風空調、自動扶梯、照明、弱電裝置等方面。

地鐵列車牽引用電和各種動力照明用電量比例約各佔50%。牽引供電、通風空調、電扶梯、照明等能耗佔地鐵總能耗的90%左右,是節能工作的重點。因此,應對地鐵中主要用電裝置以及持續性運轉的大負荷容量裝置加強能源管理和監控,並對採用變頻等節能技術措施的裝置做好經濟技術考核和對比分析工作。

2、地鐵能源管理系統的可行性分析

目前,綜合監控系統已在全世界範圍內的城市軌道交通工程中成功應用,並且帶來了良好的經濟效益和社會效益。綜合監控系統是乙個大型的綜合自動化系統,它採用通用的軟體平台、一致的硬體架構、統一的人機介面,通過對相關系統的整合和互聯,建立了乙個高度共享的資訊平台,實現地鐵各系統間的資訊互通與資源共享,從而提高了日常管理與排程工作的效率和地鐵運營的整體服務水平。

另外,國內新建地鐵的低壓配電櫃和環控電控櫃已採用智慧型開關櫃設計方案。低壓配電櫃、環控電控櫃內智慧型網路的構成是櫃內智慧型儀表通過冗餘的現場匯流排,同時通過智慧型通訊管理器將資料資訊上傳至綜合監控系統。採用這種方式不僅能確保採集的裝置電能資料能夠及時傳送到監控系統,而且可靠性高、系統構成簡單、經濟,便於集中管理。

地鐵綜合監控系統的工業以太網路等硬體和底層現場匯流排等基礎構架,為能源管理系統的實施創造了非常有利的條件。在此基礎上,採用先進可靠的能源管理軟體、硬體,完全可以建立一套完整的、具有先進水平的地鐵能源管理系統。

3、地鐵能源管理系統在軌道交通地塊的應用

3.1 專案概述

安亭站位於上海嘉定區安亭鎮曹安公路墨玉路,為上海軌道交通11號線的高架島式車站,於2023年3月29日啟用。上海安科瑞電氣股份****於2023年8月承接軌道交通11號線能源管理系統的設計及施工。實現了對配電室內的高壓,低壓進線、電容補償、聯絡、出線迴路進行遠端監控。

acrel-5000型能源管理系統預留了擴充套件介面,可方便進行擴充套件。

整個系統採用網路分布式結構,監控主機位於監控中心值班室(位於中心變配電室內)內,系統採用開放的通訊協議,通過rs-485現場匯流排與高低壓配電系統等相連,實現資料通訊功能。

3.2 組網結構

該系統主要採用分層分布式計算機網路結構,如圖2所示共分為三層:站控管理層、網路通訊層和現場裝置層。

現場裝置層主要是連線於網路中用於電參量採集測量的各型別的儀表和保護裝置等,也是構建該配電系統必要的基本組成元素。該專案中包括m5系列綜保、acr系列網路儀表及whd系列溫濕度控制器,共實現對407個現場裝置進行監測和管理。

網路通訊層是由通訊伺服器、介面轉換器及匯流排網路等組成。該層是資料資訊交換的橋梁。

站控管理層是針對配電網路的管理人員,該層直接面向使用者。該層也是系統的最上層

部分,主要由能源管理系統軟體和必要的硬體裝置如計算機、印表機、ups等組成。

3.3 系統功能

3.3.1 分類、分項能耗資料統計

系統具備歷史資料、報警資訊等的儲存功能,儲存歷史資料儲存時間大於三年。系統同時具備將分類、分項能耗資料按「需要傳送至上級資料中心的能源資料」的要求傳送至上級資料中心的功能。

3.3.2 能耗資料的實時監測

系統具備良好的開放性,可對使用者需求進行功能擴充套件,在基本分析功能的基礎上為使用者定製個性化報表和分析模板;系統具有報警管理功能,負責報警及事件的傳送、報警確認及報警記錄功能以便告知使用者或供使用者查詢;系統具備許可權管理、系統日誌及系統引數設定等功能。

3.3.3 用能情況的同、環比分析

對各分類、分項能耗(標準煤量或千瓦時)和單位面積能耗(標準煤量或千瓦時)進行按月、年同比或環比分析。可預置、顯示、查詢和列印常用建築能耗統計報表。

3.3.4 建築能耗資料分析

系統對分類、分項能耗資料進行採集彙總後,可生成各種資料圖表、餅圖、柱狀圖等,實時反映和對比各項採集資料和統計資料的數值、趨勢和分布情況。系統可按總能耗和單位

面積能耗進行逐日、逐月、逐年彙總,並以座標曲線等各形式顯示、查詢和列印。介面如圖6。

3.3.5 遠端網路訪問功能

系統以web發布後可進行遠端網路訪問。基於.net平台,使用技術開發,可通過internet訪問,具有跨平台的特性,使用者可通過各種移動終端(筆記本、平板電腦、手機等)訪問。

4、結語

「只有可被測量的才是可被管理的。」地鐵能源管理系統的總目標是建立乙個全線性或者整個城市軌道交通網路的能源管理系統,構建乙個覆蓋列車牽引用電、各車站動力照明裝置用電,以及車輛段電能、燃氣、自來水等能源介質的自動監控系統。地鐵在滿足公共運輸功能需求的同時,應按照合理用能的原則,推進先進節能技術的應用,加強節能管理和能耗控制,以提高能源利用效率,降低運營成本。

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