城市轨道交通能耗管理与优化解决方案

1、背景

在城市轨道交通运营中，用能消耗主要包括：电能消耗和水能消耗，其中以电力消耗为主，占总能耗的一半，主要有车辆牵引用电、照明用电、空调用电、电梯用电等。其次就是水，主要有生产、生活用水及空调制冷用水累计量等。轨道交通作为能源消耗的大户，节约使用能源，降低基本耗损，意味着降低生产经营成本。为此，为实现科学、有序地用能，在城市轨道交通采用能耗管理系统，该系统是集远程抄表系统和监测管理系统为一体，来实现对城市轨道交通的供电系统、供水系统、通风空调系统、照明系统等能耗设备实时数据采集监控。通过采集各被监测点的历史能耗数据，为轨道交通运营单位准确了解分析能耗情况，提供及时的数据，并为各部门建立起各设备的标准能耗指标，如：电力质量及能耗数据的采集与分析、能耗的消耗情况、动力设备用电、空调用电、照明用电等用电设备的运行情况和能效情况。另外，能耗管理系统可按照不同的维度进行轨道交通能耗分析，以数据采集、精细化管理、发现问题、找出漏洞为主要方向，对能耗数据进行设计、公示、发布，并结合数据挖掘对比设备实际能耗值和标准指标值，用以来发现存在的各类用能浪费问题，从而实现如下目标：

（1）按典型能耗模型对现有计量点进行分类，然后进行能耗计量和采集。

（2）建立科学的且适合于建筑物的数学分析模型，如预算模型、区域能耗模型、能耗指标模型等。

（3）管理流程计算机化，不断提升轨道交通运营单位对于动力设备、节能工作的管理能力。

（4）提供完善的能耗费用成本分析功能，帮助轨道交通运营的用能管理部门及主管领导准确掌握每年能耗费用成本明细。

（5）提供精细化的单位能耗指标，如办公室人均用能等，并依此进行同比环比分析，找出不合理用能部门。

2、系统网络架构组成

城市轨道交通能耗管理系统由线路级、车站级、现场级三层网络架构组成，如图1所示为系统架构组成。

线路级系统设置于各线路的控制系统内，综合监控系统实现监控，是整个能耗管理平台进行数据交换的重要节点，能提供能耗管理系统实时运行界面和历史数据查询服务。主要硬件设备有服务器、工作站、存储设备以及通信网络设备等，用于现场能耗数据的处理、存储以及通信。

车站级系统主要设置于各车站、车辆段基地的变电所内及环控电控室内，该系统集成在综合监控系统中，对现场环控系统的通风空调系统及水系统进行联动节能监视，并采集供电系统、动力照明系统、环控系统等用能数据，经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，实现对本站车站级监视功能，并在综合监控界面进行可视化展示，主要硬件由能耗管理系统工作站、综合监控通信服务器、交换机、打印机等设备组成。

现场级系统设置于能源管理设备房内，对现场设备以组网的方式进行网络能耗数据进行采集、存储、计算等处理，主要硬件由多功能表（水表、电表等）、串口服务器及相互间的通信网络组成，多功能表通过双绞线构成的现场通信总线与综合监控系统串口服务器实现双向通信。

3、安科瑞企业能源管控系统

3.1概述

安科瑞企业能源管控系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

3.2应用场所

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、造纸、化工、物流、食品、水厂、电厂、供热站、轨道交通、航空工业、木材、工业园区、医院、学校、酒店、写字楼以及汽车制造、机电设备、电器产品、工器具制造等离散制造业。

3.3拓扑结构

4、系统功能

平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理。实时监测企业各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业加强能源管理，提高能源利用效率和节能潜力，为节能改造提供数据依据。

（1）大屏展示

用户登录成功之后进入大屏展示页面，展示企业及各区域的能耗折标、产值、异常、排名、占比、通讯情况，点击区域展示该区域的分类能耗、产值等相关信息。

（2）数据监控

对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快的掌握点位的报警，并为企业削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。

能源实时监控：对于水、电、气等能源消耗进行实时监测，确保用能环节的持续稳定运行，显示配电图、能流图、能源平衡网络图、能源计量网络图等功能。

能流图：需要在能流图上对水、电、气的消耗情况进行实时展示；当能源参数越限报警，可提供报警重要性等级分类，同时支持APP推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗报警提示等；

配电图：将配电房真实情况画入配电图，实时展示接入的门禁、水浸、电水气等仪表的实时参数、门禁水浸状态及能耗数据。

实时统计：实时统计工厂、车间、工序、设备的当年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

数据展示：通过实时曲线和历史曲线展示不同区域、不同设备的不同的能耗参数；

检测：对能源报警信息进行集中显示，可以对报警阈值信息进行相关处理操作，可以对报警参数进行在线设置，当能源参数越限报警，可提供报警重要性等级分类，具备APP推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗等报警提示；

（3）仪表实时监控
展示各个水电气仪表的实时参数变化，以曲线图的方式展示。

（4）用能统计

从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。

（5）能耗抄表

可自定义时间段抄仪表的抄表值以及差值，可自定义抄表的分类分项。

4、系统硬件配置

5、结束

城市轨道交通能耗管理系统的应用，实现了轨道交通各系统之间的信息互联与资源共享。通过实时的跟踪、监控节能措施的实施效果，以数据说话。通过各类用电分析和节能效果评估报表客观、准确了解情况，及时发现可能出现的新问题并找到合理的解决措施，不断完善解决方案或提出新的解决方案，以提升城市轨道交通运营单位的节能管理水平，实现运营单位节能管理工作的持续改进并达到规划的节能效果。

审核编辑 黄宇