摘要 本文通過對比深圳地鐵一、二期工程能源管理工作開展情況，揭示能源管理系統(tǒng)為節(jié)能降耗提供技術(shù)支撐，整理能源管理系統(tǒng)的設(shè)置要點在于系統(tǒng)檢測范圍、測量回路設(shè)置以及監(jiān)控功能設(shè)計。

　　關(guān)鍵字:地鐵,能源管理系統(tǒng),節(jié)能

　　引言：地鐵作為城市交通的大運量運輸系統(tǒng)，能源消耗量大，特別是電能消耗，是國家重點用能單位。深圳地鐵一直都把節(jié)約能源作為一項重要工作,成立由技術(shù)部、維修部和車務(wù)部等組成節(jié)能工作組，從一期工程的節(jié)能管理制定與落實，到二期工程建設(shè)能源管理系統(tǒng)全面開展，從粗放的能源統(tǒng)計到分項計量、節(jié)能診斷和優(yōu)化的發(fā)展過程，摸索出一套切實可行的節(jié)能管理措施。

　　1. 一期工程能源管理

　　深圳地鐵一期工程羅寶線，選型使用節(jié)能型產(chǎn)品和后期管理模式的優(yōu)化來落實節(jié)能。

　　1.1技術(shù)選型

　　地鐵電能主要消耗在牽引用電和機電用電。牽引用電節(jié)能重點在于列車選型、行車密度以及列車速度，本文不展開討論，重點討論機電類負荷。通過選擇高效節(jié)能型產(chǎn)品來達到節(jié)能目的，主要有照明采用高效節(jié)能熒光燈，電扶梯采用變頻運行模式。

　　1.2管理模式

　　節(jié)能需要調(diào)整管理模式配合落實，體現(xiàn)在集中照明和環(huán)控系統(tǒng)的人為控制。照明系統(tǒng)，公共區(qū)根據(jù)客流大小啟用不同的模式，設(shè)備區(qū)除值班室外為開啟事故照明。空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)根據(jù)氣溫調(diào)節(jié)冷水機組的負荷，對U/O風(fēng)機運營期間停止運營，僅在運營結(jié)束后區(qū)間施工作業(yè)時提供通風(fēng)換氣1。

　　1.3 監(jiān)測手段

　　以月為單位，人工統(tǒng)計，統(tǒng)計牽高壓引變電所表計和低壓400V低壓柜進線表計。

　　1.4 節(jié)能效果和優(yōu)缺點分析

　　從技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化下功夫，取得了一定節(jié)能效果。但是作為一種粗放的能源管理方式，它的數(shù)據(jù)采集來源人工抄表，所得數(shù)據(jù)由于抄表時間不一致等原因差生誤差。以月為單位的統(tǒng)計周期過長，無法及時發(fā)現(xiàn)節(jié)能措施執(zhí)行情況松懈的情況，從而弱化了考核節(jié)能目標(biāo)。

　　2. 二期工程能源管理

　　深圳地鐵二期工程蛇口線，在高低壓側(cè)設(shè)置智能表計，匯成了能源管理系統(tǒng)。

　　2.1監(jiān)測范圍

　　監(jiān)測主變電所，牽引負荷用電和各車站低壓負荷。

　　2.1.1高壓監(jiān)測設(shè)置

　　高壓表計在110KV主變電所、35KV牽引變所保護儀表的測量功能，含電流、電壓、有功/無功電量等測量及計量功能。

　　2.1.2低壓監(jiān)測設(shè)置

　　根據(jù)低壓計量的要求，有計費和考核兩大類，考核由于進線和分回路的檢測具體功能不同分為考核I型和考核II型。計費型采用帶遠傳功能的機械表，計量精度0.5級，含電流、電壓、有功/無功電量等測量及計量功能。考核I型，計量精度1級，含電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量、功率因數(shù)等測量及計量功能。考核II型表計，計量精度1級，電流、電壓、 有功/無功功率、有功/無功電量等測量及計量功能。

　　低壓負荷種類繁多，涉及進線，環(huán)控，照明，信號，廣告，商鋪等。根據(jù)商業(yè)計費和計量考核的節(jié)能潛力，以及大負荷統(tǒng)計的需要等原則，對能源管理需要統(tǒng)計回路進行選取。

　　對于低壓總進線、環(huán)控進線、三級負荷、母聯(lián)等總線回路，開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視的需要采用考核I型表計。

　　對于環(huán)控系統(tǒng)(環(huán)控三級負荷，VRV機組)和冷水機組，功率大，運行時間長，耗電量大，是節(jié)能潛力大，采用考核II型表計。

　　商用負荷中公眾通訊、警用通訊、廣告照明、商鋪照明等涉及電費收取，采用計費型表計。

　　對于照明類負荷，在車站分為工作照明、節(jié)電照明、應(yīng)急照明等。工作照明及節(jié)電照明節(jié)能潛力較大，采用考核II型表計。應(yīng)急照明，長明燈，節(jié)能潛力小，設(shè)置就地顯示的電流表。

　　弱電系統(tǒng)用電，多從設(shè)備本身的節(jié)能著手釆購節(jié)能型產(chǎn)品，運營后期的節(jié)能挖掘潛力不大，設(shè)置就地顯示的電流表。

　　電梯扶梯類負荷，扶梯均采用了變頻技術(shù)，后期管理節(jié)能空間小，設(shè)置就地顯示的電流表。

　　水泵類負荷，均采用自動控制按需運行，節(jié)能潛力不大，設(shè)置就地顯示的電流表。

　　根據(jù)以上原則，形成標(biāo)準(zhǔn)站的計量回路。為了更好監(jiān)測車站各類負荷能耗比重，選取灣廈站、后海站、大劇院站為全回路站，涵蓋車站所有負荷回路統(tǒng)計。

　　由于地鐵用電設(shè)備種類多，數(shù)量大，且分散在各設(shè)備房，不宜用分散采集，因為分散計量需要從末端設(shè)備處敷設(shè)大量數(shù)據(jù)采集管線至能源管理系統(tǒng)，所以計量裝置宜集中設(shè)置在地鐵變電所、環(huán)控電控室內(nèi)，以便于計量數(shù)據(jù)的自動采集、人工校對以及計量表計的測試和維護2。

　　2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　前端智能表計完成數(shù)據(jù)采集，低壓側(cè)的計費型表計和考核II性表計在能源管理通信器集成后通過光纖傳輸?shù)侥茉垂芾矸?wù)器，低壓考核I型表計和高壓表計由SCADA系統(tǒng)完成匯總傳輸?shù)侥茉垂芾矸?wù)器，能源管理系統(tǒng)功能集成。在車站和調(diào)度中心設(shè)置工作站，在監(jiān)控中心設(shè)置服務(wù)器。

　　2.3監(jiān)測功能

　　能源管理的用戶主要有維修高\低壓技術(shù)人員、車務(wù)部站務(wù)人員、技術(shù)部管理人員、調(diào)度中心監(jiān)控人員等，根據(jù)用戶的需求設(shè)置查詢用戶，管理員等幾類用戶權(quán)限，分別對應(yīng)對數(shù)據(jù)查詢，報警處理，儀表維護等功能，具體的功能有：

　　1) 實時顯示監(jiān)控表計的數(shù)據(jù)。累積電能的實時值，功率因素等。

　　2) 趨勢功能：各類負荷能耗趨勢曲線圖，時間間隔從5秒至1小時可調(diào)。

　　3) 數(shù)據(jù)查詢和存檔功能：根據(jù)負荷分類，可按車站、系統(tǒng)、時間等原則分類查詢。

　　4) 報表功能，主要根據(jù)負荷分類，統(tǒng)計形成日報表、月報表、年報表的數(shù)據(jù)報表和圖形報表。

　　5) 數(shù)據(jù)接口。與外部OA網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)接口，可通過網(wǎng)頁等模式瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。

　　2.4節(jié)能效果和優(yōu)勢

　　能源管理系統(tǒng)作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)，蛇口線開通后逐步完善系統(tǒng)功能，做到實時收集數(shù)據(jù)，趨勢告警等功能。為了對比節(jié)能效果，選取蛇口線初期工程(含12車站和1個車輛段)的低壓能耗作比較，2011年全年電耗4085.08萬千瓦時和能源管理系統(tǒng)全面投入的2012年全年電耗3469.18 萬千瓦時，同比下降了15%，取得顯著節(jié)能效果。

　　能源管理系統(tǒng)做到分項統(tǒng)計和實時監(jiān)測，對節(jié)能措施的落實和設(shè)備運行情況，有了清晰反饋，為節(jié)能考核提供詳盡可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。

　　3.關(guān)鍵技術(shù)

　　能源管理系統(tǒng)的建設(shè)，既可能是來自對現(xiàn)有高低壓開關(guān)柜更新改造功能，也可能是全新工程建設(shè)，把握其中關(guān)鍵技術(shù)，對起到事半功倍的效果。

　　3.1底層智能表計選型和回路設(shè)計。對重點回路的選取，在表計選型中堅持種類的盡可能統(tǒng)一，簡化接口，減少維護量。

　　3.2網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和通信總線協(xié)議的選取和轉(zhuǎn)換，以及系統(tǒng)集成技術(shù)。能源管系統(tǒng)涉及多層的網(wǎng)絡(luò)，需要可靠協(xié)議轉(zhuǎn)換。

　　3.3海量數(shù)據(jù)處理和并行計算技術(shù)，研究數(shù)據(jù)庫的存儲和訪問。地鐵車站數(shù)在30個左右，車站統(tǒng)計回路不少于80個，實時并行數(shù)據(jù)處理量大。

　　4.展望

　　地鐵能源管理的節(jié)能從粗放、滯后能耗統(tǒng)計，到分項計量能耗監(jiān)視，再到能源監(jiān)控和優(yōu)化。能源管理系統(tǒng)與智能配電技術(shù)結(jié)合，做到實時監(jiān)視，能耗自動分析，預(yù)警和節(jié)能措施建議，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

　　參考文獻:

　　[1]宋劍偉.地鐵用電設(shè)備節(jié)能措施探討[J].都市快軌交通,2006,4

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