地铁能耗管理系统设计
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【摘要】绿色节能是形式发展的需要，如何节能是地铁面临的重大问题，而能耗管理系统是节能应用的基础系统，本文探讨了能耗管理系统的系统架构和功能应用。
【关键词】能耗管理；节能
1.前言
1.1背景
随着中国经济的发展，能源问题日益突出，节能减排作为国家可持续发展的重要举措被提升到战略高度，在国务院发表的《节能减排“十二五”规划》提到，在2015年，单位工业增加值（规模以上）能耗比2010年下降21%左右，我国当前有19个城市建成轨道交通线路多达87条，运营里程超过2539公里，地铁是城市内的能耗大户，尤其是电能的消耗，占地铁运营成本的比例很高，因此，针对地铁各主要用电设备的运行工况、损耗情况以及电特性等进行分析，研究科学有效的节能措施，是降低运营成本，提供地铁可持续发展能力的重要途径。
1.2地铁能耗问题
地铁行业能耗节能主要遇到的问题有
1）线路能耗呈持续增长的趋势，地铁线路的持续建设的导致能耗继续增加，电费的成本急剧增加；
2）能耗统计监测体系不完善，地铁车站分项节能应用不普遍，现有的能耗统计数据较粗，准确性差，且由于技术手段缺乏，统计分析和节能效果的评估方法欠缺；
3）缺乏标准的能耗指标，需要结合地铁运营特点建立能耗的指标体系，并在此基础上制定合理的考核标准；
4）缺乏标准化的节能效果评价指标，需要建立适合地铁行业的定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系。
2、能耗管理系统设计
2.1 设计目标
能耗管理系统旨在建立车站精确的能耗监测管理平台，为用户科学用能、合理用能、节能管理提供支持，系统设计的主要目标有：
1）建立车站能耗采集平台，提供各个分项能耗数据采集、统计、存储功能，为能耗管理提供数据依据；
2）建立能耗统计和分析系统，为科学用能、合理用能、节能管理提供支持。
3）提供外部节能设备控制接口和节能策略管理，通过科学手段减少不必要的能源浪费，最终达到节能的目的。
4）依照地铁运营能耗数据的分析，建立能耗的指标体系和制定相应的考核标准。
5）建立定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系；
2.2 系统构成
能耗管理系统通过能耗数据监测采集、能耗管理指标的量化管理、节能控制和综合分析应用三大模块进行设计，对地铁线路各车站不同专业设备（包含牵引系统、照明系统、通风空调系统、电扶梯等）的能耗数据、环境设备参数、客流参数进行实时采集检测，建立起适合地铁运营的各类能耗评估指标、管理流程和各个节能项目效果的评价指标。
2.3 能耗采集模块
实时能耗采集模块实现实时能耗数据的采集，作为系统整个平台能耗数据的来源和支撑，它的功能主要有：
1）通过通讯接口的方式实时采集布置在车站现场各电能仪表的能耗数据信息，主要包括以下系统设备的实时能耗数据：牵引供电系统、通风空调、电扶梯、照明、给排水、弱电系统等；
2）通过与环境与控制设备系统的通讯接口采集环境参数、设备参数；
3）通过与自动售检票系统的通讯接口采集车站客流信息。 能耗数据采集的网络拓扑示意图：
图 3：能耗数据采集的网络拓扑示意图
2.2指标量化管理模块
指标量化管理模块对各类供电负荷制定用电指标，实时监测用电情况，通过横向和纵向的用电分析比较，从而建立如下指标体系：
1）建立合理的节电考核指标体系；
2）建立适用于地铁行业统一的能耗指标体系来评估各类设备的能耗系数；
3）建立适用于地铁行业统一的节能效果评价指标体系来指导如何进行高效的节能。
2.3节能控制模块
对车站各类用电设备的能耗统计和能耗节能分析模型，以及综合考虑行车密度、进出站客流、环境参数（温度、湿度等）、服务质量因素，对环境设备的参数进行调优，产生节能优化策略，并且通过与环控系统的通讯接口下发该节能优化策略，实现节能的优化控制。
2.4综合分析应用模块
综合分析应用模块依照车站现场采集的实时能耗数据信息作为依据，提供如下综合分析应用：
1）提供实时能耗显示图形界面和能耗趋势曲线显示；
2）提供用电数据汇总平台，从多个维度展现地铁运营能耗的分布情况；
3）提供电能费用的分析平台，满足各项能耗指标的考核要求；
4）提供各类能耗预警功能，帮助运营人员及时发现用电问题。
5）提供节能设备控制和节能策略的管理，并且对各项节能策略的能耗效果的进行多维分析和评估。
3、总结
地铁能耗管理是地铁运营过程面临的重大问题，能耗管理系统的必须从设计目标和功能划分就考虑地铁运营的需求，能耗系统远期更应该考虑与节能控制结合，实现能耗的采集，管理，控制完整的地铁能耗控制管理流程。
参考文献
[1] 魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版
社，2004.