城市軌道交通能耗管理與優(yōu)化解決方案

1、背景

在城市軌道交通運營中，用能消耗主要包括：電能消耗和水能消耗，其中以電力消耗為主，占總能耗的一半，主要有車輛牽引用電、照明用電、空調用電、電梯用電等。其次就是水，主要有生產、生活用水及空調制冷用水累計量等。軌道交通作為能源消耗的大戶，節(jié)約使用能源，降低基本耗損，意味著降低生產經營成本。為此，為實現(xiàn)科學、有序地用能，在城市軌道交通采用能耗管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集遠程抄表系統(tǒng)和監(jiān)測管理系統(tǒng)為一體，來實現(xiàn)對城市軌道交通的供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等能耗設備實時數據采集監(jiān)控。通過采集各被監(jiān)測點的歷史能耗數據，為軌道交通運營單位準確了解分析能耗情況，提供及時的數據，并為各部門建立起各設備的標準能耗指標，如：電力質量及能耗數據的采集與分析、能耗的消耗情況、動力設備用電、空調用電、照明用電等用電設備的運行情況和能效情況。另外，能耗管理系統(tǒng)可按照不同的維度進行軌道交通能耗分析，以數據采集、精細化管理、發(fā)現(xiàn)問題、找出漏洞為主要方向，對能耗數據進行設計、公示、發(fā)布，并結合數據挖掘對比設備實際能耗值和標準指標值，用以來發(fā)現(xiàn)存在的各類用能浪費問題，從而實現(xiàn)如下目標：

（1）按典型能耗模型對現(xiàn)有計量點進行分類，然后進行能耗計量和采集。

（2）建立科學的且適合于建筑物的數學分析模型，如預算模型、區(qū)域能耗模型、能耗指標模型等。

（3）管理流程計算機化，不斷提升軌道交通運營單位對于動力設備、節(jié)能工作的管理能力。

（4）提供完善的能耗費用成本分析功能，幫助軌道交通運營的用能管理部門及主管領導準確掌握每年能耗費用成本明細。

（5）提供精細化的單位能耗指標，如辦公室人均用能等，并依此進行同比環(huán)比分析，找出不合理用能部門。

2、系統(tǒng)網絡架構組成

城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)由線路級、車站級、現(xiàn)場級三層網絡架構組成，如圖1所示為系統(tǒng)架構組成。

線路級系統(tǒng)設置于各線路的控制系統(tǒng)內，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控，是整個能耗管理平臺進行數據交換的重要節(jié)點，能提供能耗管理系統(tǒng)實時運行界面和歷史數據查詢服務。主要硬件設備有服務器、工作站、存儲設備以及通信網絡設備等，用于現(xiàn)場能耗數據的處理、存儲以及通信。

車站級系統(tǒng)主要設置于各車站、車輛段基地的變電所內及環(huán)控電控室內，該系統(tǒng)集成在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，對現(xiàn)場環(huán)控系統(tǒng)的通風空調系統(tǒng)及水系統(tǒng)進行聯(lián)動節(jié)能監(jiān)視，并采集供電系統(tǒng)、動力照明系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)等用能數據，經綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的傳輸通道，上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務器，實現(xiàn)對本站車站級監(jiān)視功能，并在綜合監(jiān)控界面進行可視化展示，主要硬件由能耗管理系統(tǒng)工作站、綜合監(jiān)控通信服務器、交換機、打印機等設備組成。

現(xiàn)場級系統(tǒng)設置于能源管理設備房內，對現(xiàn)場設備以組網的方式進行網絡能耗數據進行采集、存儲、計算等處理，主要硬件由多功能表（水表、電表等）、串口服務器及相互間的通信網絡組成，多功能表通過雙絞線構成的現(xiàn)場通信總線與綜合監(jiān)控系統(tǒng)串口服務器實現(xiàn)雙向通信。

3、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)

3.1概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數據化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數據和支持。

3.2應用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產品、工器具制造等離散制造業(yè)。

3.3拓撲結構

4、系統(tǒng)功能

平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數據化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數據依據。

（1）大屏展示

用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產值等相關信息。

（2）數據監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調整負載等技改措施提供數據支撐。

能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數、門禁水浸狀態(tài)及能耗數據。

實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數據展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設備的不同的能耗參數；

檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關處理操作，可以對報警參數進行在線設置，當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；

（3）儀表實時監(jiān)控
展示各個水電氣儀表的實時參數變化，以曲線圖的方式展示。

（4）用能統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產品能耗、單位產值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

（5）能耗抄表

可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。

4、系統(tǒng)硬件配置

5、結束

城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了軌道交通各系統(tǒng)之間的信息互聯(lián)與資源共享。通過實時的跟蹤、監(jiān)控節(jié)能措施的實施效果，以數據說話。通過各類用電分析和節(jié)能效果評估報表客觀、準確了解情況，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的新問題并找到合理的解決措施，不斷完善解決方案或提出新的解決方案，以提升城市軌道交通運營單位的節(jié)能管理水平，實現(xiàn)運營單位節(jié)能管理工作的持續(xù)改進并達到規(guī)劃的節(jié)能效果。

審核編輯 黃宇