能源管理在地铁中的应用期刊论文发表

　　摘要 本文通过对比深圳地铁一、二期工程能源管理工作开展情况，揭示能源管理系统为节能降耗提供技术支撑，整理能源管理系统的设置要点在于系统检测范围、测量回路设置以及监控功能设计。

　　关键字:地铁,能源管理系统,节能

　　引言：地铁作为城市交通的大运量运输系统，能源消耗量大，特别是电能消耗，是国家重点用能单位。深圳地铁一直都把节约能源作为一项重要工作,成立由技术部、维修部和车务部等组成节能工作组，从一期工程的节能管理制定与落实，到二期工程建设能源管理系统全面开展，从粗放的能源统计到分项计量、节能诊断和优化的发展过程，摸索出一套切实可行的节能管理措施。

　　1. 一期工程能源管理

　　深圳地铁一期工程罗宝线，选型使用节能型产品和后期管理模式的优化来落实节能。

　　1.1技术选型

　　地铁电能主要消耗在牵引用电和机电用电。牵引用电节能重点在于列车选型、行车密度以及列车速度，本文不展开讨论，重点讨论机电类负荷。通过选择高效节能型产品来达到节能目的，主要有照明采用高效节能荧光灯，电扶梯采用变频运行模式。

　　1.2管理模式

　　节能需要调整管理模式配合落实，体现在集中照明和环控系统的人为控制。照明系统，公共区根据客流大小启用不同的模式，设备区除值班室外为开启事故照明。空调系统，空调根据气温调节冷水机组的负荷，对U/O风机运营期间停止运营，仅在运营结束后区间施工作业时提供通风换气1。

　　1.3 监测手段

　　以月为单位，人工统计，统计牵高压引变电所表计和低压400V低压柜进线表计。

　　1.4 节能效果和优缺点分析

　　从技术创新和管理优化下功夫，取得了一定节能效果。但是作为一种粗放的能源管理方式，它的数据采集来源人工抄表，所得数据由于抄表时间不一致等原因差生误差。以月为单位的统计周期过长，无法及时发现节能措施执行情况松懈的情况，从而弱化了考核节能目标。

　　2. 二期工程能源管理

　　深圳地铁二期工程蛇口线，在高低压侧设置智能表计，汇成了能源管理系统。

　　2.1监测范围

　　监测主变电所，牵引负荷用电和各车站低压负荷。

　　2.1.1高压监测设置

　　高压表计在110KV主变电所、35KV牵引变所保护仪表的测量功能，含电流、电压、有功/无功电量等测量及计量功能。

　　2.1.2低压监测设置

　　根据低压计量的要求，有计费和考核两大类，考核由于进线和分回路的检测具体功能不同分为考核I型和考核II型。计费型采用带远传功能的机械表，计量精度0.5级，含电流、电压、有功/无功电量等测量及计量功能。考核I型，计量精度1级，含电流、电压、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量、功率因数等测量及计量功能。考核II型表计，计量精度1级，电流、电压、 有功/无功功率、有功/无功电量等测量及计量功能。

　　低压负荷种类繁多，涉及进线，环控，照明，信号，广告，商铺等。根据商业计费和计量考核的节能潜力，以及大负荷统计的需要等原则，对能源管理需要统计回路进行选取。

　　对于低压总进线、环控进线、三级负荷、母联等总线回路，开关状态监视的需要采用考核I型表计。

　　对于环控系统(环控三级负荷，VRV机组)和冷水机组，功率大，运行时间长，耗电量大，是节能潜力大，采用考核II型表计。

　　商用负荷中公众通讯、警用通讯、广告照明、商铺照明等涉及电费收取，采用计费型表计。

　　对于照明类负荷，在车站分为工作照明、节电照明、应急照明等。工作照明及节电照明节能潜力较大，采用考核II型表计。应急照明，长明灯，节能潜力小，设置就地显示的电流表。

　　弱电系统用电，多从设备本身的节能着手釆购节能型产品，运营后期的节能挖掘潜力不大，设置就地显示的电流表。

　　电梯扶梯类负荷，扶梯均采用了变频技术，后期管理节能空间小，设置就地显示的电流表。

　　水泵类负荷，均采用自动控制按需运行，节能潜力不大，设置就地显示的电流表。

　　根据以上原则，形成标准站的计量回路。为了更好监测车站各类负荷能耗比重，选取湾厦站、后海站、大剧院站为全回路站，涵盖车站所有负荷回路统计。

　　由于地铁用电设备种类多，数量大，且分散在各设备房，不宜用分散采集，因为分散计量需要从末端设备处敷设大量数据采集管线至能源管理系统，所以计量装置宜集中设置在地铁变电所、环控电控室内，以便于计量数据的自动采集、人工校对以及计量表计的测试和维护2。

　　2.2系统结构

　　前端智能表计完成数据采集，低压侧的计费型表计和考核II性表计在能源管理通信器集成后通过光纤传输到能源管理服务器，低压考核I型表计和高压表计由SCADA系统完成汇总传输到能源管理服务器，能源管理系统功能集成。在车站和调度中心设置工作站，在监控中心设置服务器。

　　2.3监测功能

　　能源管理的用户主要有维修高\低压技术人员、车务部站务人员、技术部管理人员、调度中心监控人员等，根据用户的需求设置查询用户，管理员等几类用户权限，分别对应对数据查询，报警处理，仪表维护等功能，具体的功能有：

　　1) 实时显示监控表计的数据。累积电能的实时值，功率因素等。

　　2) 趋势功能：各类负荷能耗趋势曲线图，时间间隔从5秒至1小时可调。

　　3) 数据查询和存档功能：根据负荷分类，可按车站、系统、时间等原则分类查询。

　　4) 报表功能，主要根据负荷分类，统计形成日报表、月报表、年报表的数据报表和图形报表。

　　5) 数据接口。与外部OA网络提供数据接口，可通过网页等模式浏览监控数据。

　　2.4节能效果和优势

　　能源管理系统作为综合监控系统的子系统，蛇口线开通后逐步完善系统功能，做到实时收集数据，趋势告警等功能。为了对比节能效果，选取蛇口线初期工程(含12车站和1个车辆段)的低压能耗作比较，2011年全年电耗4085.08万千瓦时和能源管理系统全面投入的2012年全年电耗3469.18 万千瓦时，同比下降了15%，取得显著节能效果。

　　能源管理系统做到分项统计和实时监测，对节能措施的落实和设备运行情况，有了清晰反馈，为节能考核提供详尽可靠数据依据。

　　3.关键技术

　　能源管理系统的建设，既可能是来自对现有高低压开关柜更新改造功能，也可能是全新工程建设，把握其中关键技术，对起到事半功倍的效果。

　　3.1底层智能表计选型和回路设计。对重点回路的选取，在表计选型中坚持种类的尽可能统一，简化接口，减少维护量。

　　3.2网络编程技术和通信总线协议的选取和转换，以及系统集成技术。能源管系统涉及多层的网络，需要可靠协议转换。

　　3.3海量数据处理和并行计算技术，研究数据库的存储和访问。地铁车站数在30个左右，车站统计回路不少于80个，实时并行数据处理量大。

　　4.展望

　　地铁能源管理的节能从粗放、滞后能耗统计，到分项计量能耗监视，再到能源监控和优化。能源管理系统与智能配电技术结合，做到实时监视，能耗自动分析，预警和节能措施建议，实现节能降耗。

　　参考文献:

　　[1]宋剑伟.地铁用电设备节能措施探讨[J].都市快轨交通,2006,4

　　[2]龙潭 地铁能源管理系统设计[J].都市快轨交通,2009,8

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